一種縫洞油藏井間連通通道及流動(dòng)參數(shù)的表征方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田開發(fā)中的油藏描述技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種縫洞油藏井間連通通道 及流動(dòng)參數(shù)的表征方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)外研究井間連通性的方法主要有電纜測(cè)井、地層對(duì)比、地球化學(xué)、試井、 注采井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析、示蹤測(cè)試等方式，其中前三種方法屬于靜態(tài)評(píng)價(jià)方法。對(duì)于油藏 開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，更加關(guān)注的是油藏開發(fā)過(guò)程中井間的動(dòng)態(tài)連通情況。對(duì)油藏連通性，特別是 注采井間動(dòng)態(tài)連通性的研究，是全面認(rèn)識(shí)油藏地質(zhì)特征，提高油藏采收率的基礎(chǔ)工作內(nèi)容。
[0003] 出于對(duì)油藏認(rèn)識(shí)的需要，井間連通性的研究經(jīng)歷了定性分析到定量求參的過(guò)程， 相關(guān)學(xué)者對(duì)井間通道參數(shù)的定量描述進(jìn)行了研究。汪廬山等人針對(duì)砂巖油層高含水期優(yōu)勢(shì) 滲流通道普遍存在的問(wèn)題，提出利用水驅(qū)特征曲線對(duì)優(yōu)勢(shì)通道進(jìn)行識(shí)別，利用剩余可采儲(chǔ) 量計(jì)算優(yōu)勢(shì)通道體積，進(jìn)而計(jì)算優(yōu)勢(shì)通道滲透率和孔喉半徑。曾流芳等人運(yùn)用數(shù)學(xué)和油藏 工程方法建立了大孔道參數(shù)定量計(jì)算方法。鄭強(qiáng)通過(guò)聯(lián)立質(zhì)量守恒方程、產(chǎn)能方程等基本 方程，推導(dǎo)出利用油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算注采井間連通體積的模型。姜漢橋等人建立了基 于測(cè)井解釋成果表的滲透率分布概率模型，通過(guò)該模型可以定量計(jì)算井間連通優(yōu)勢(shì)通道的 參數(shù)。胡書勇等人提出了低速層流條件下儲(chǔ)層中描述大孔道的隨機(jī)模擬數(shù)學(xué)模型，并用該 模型模擬水驅(qū)過(guò)程中大孔道參數(shù)的變化。吳軍來(lái)等人針對(duì)常規(guī)水驅(qū)油藏評(píng)價(jià)考慮的往往是 靜態(tài)地質(zhì)模型的問(wèn)題，以流線法模擬為基礎(chǔ)，提出了新的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)定量化 評(píng)價(jià)注采井間關(guān)系。
[0004] 井間示蹤技術(shù)作為研究井間連通性質(zhì)的有效方法之一，已在大慶、大港、遼河、吉 林、華北、勝利、新疆、河南、中原等油田得到廣泛應(yīng)用，并已逐漸成為描述有關(guān)砂巖油藏井 間非均質(zhì)性和流動(dòng)特性的重要手段。以示蹤測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)井間通道參數(shù) 的定量表征方法也進(jìn)行了研究。歸納起來(lái)，主要分為解析法和數(shù)值模擬法兩大類。Brigham 最早建立了基于5點(diǎn)井網(wǎng)的示蹤劑定量解釋連通通道的解析方法，用于判斷測(cè)試井組油層 的非均質(zhì)情況。Abbaszadeh和Brigham在五點(diǎn)井網(wǎng)示蹤劑流動(dòng)特性預(yù)測(cè)方法基礎(chǔ)上，提出 了用井間示蹤曲線擬合的方法反演地層滲透率、孔喉半徑和厚度的解析方法。張勇建立了 基于流線數(shù)值模擬的井間示蹤定量解釋技術(shù)。賈俊山應(yīng)用改進(jìn)流線法數(shù)值模擬技術(shù)描述流 場(chǎng)的展布，表征流體滲流規(guī)律。目前井間示蹤技術(shù)有關(guān)井間連通通道及流動(dòng)參數(shù)的計(jì)算方 法主要針對(duì)的是碎肩巖油藏，其理論基礎(chǔ)為滲流理論，解釋過(guò)程中把油藏看成由多個(gè)具有 不同滲透率、孔喉半徑和厚度的層內(nèi)均質(zhì)小層所構(gòu)成，通過(guò)示蹤曲線擬合得到各層對(duì)應(yīng)的 參數(shù)。
[0005] 地表喀斯特巖溶系統(tǒng)是典型的碳酸鹽巖管道（裂隙）一洞一地下河（湖）系統(tǒng)，其 中的流體主要是地下水，其連通特征與縫洞油藏連通結(jié)構(gòu)具有一定的相似性。楊立錚利用 示蹤曲線對(duì)巖溶水管道流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷與解釋，提出了四種巖溶連通類型及其對(duì)應(yīng)的典 型示蹤曲線。R. G. Wilh和J. F. Quinlan在總結(jié)巖溶地區(qū)示蹤結(jié)果的分析和解釋技術(shù)基礎(chǔ) 上，提出了 8種示蹤曲線類型及對(duì)應(yīng)的巖溶管道系統(tǒng)特征。梅正星在總結(jié)國(guó)內(nèi)外連通試驗(yàn) 方法時(shí)也提出3大類6種流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的示蹤曲線特征。張禎武根據(jù)對(duì)流擴(kuò)散理論，通過(guò)對(duì)各 類巖溶水管流場(chǎng)地質(zhì)條件與示蹤條件的歸納，給出了管流場(chǎng)示蹤數(shù)學(xué)模型和解析解。關(guān)于 連通類型的劃分對(duì)于理論認(rèn)識(shí)巖溶系統(tǒng)形態(tài)是必需的，但大大增加了計(jì)算巖溶通道參數(shù)的 復(fù)雜性，在實(shí)際計(jì)算中不具操作可行性。
[0006] 碳酸鹽巖縫洞型油藏儲(chǔ)層的發(fā)育特征具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，洞穴、裂縫發(fā)育，儲(chǔ)層 厚度大小不等、橫向分布不穩(wěn)定，連通性及注水波及情況更為復(fù)雜，如圖1所示?？p洞油藏 主要存在縫、巖溶管道、溶洞等三類儲(chǔ)集空間，這三類空間互相連通構(gòu)成復(fù)雜的油氣流動(dòng)通 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種縫洞油藏井間連通通道及流動(dòng)參數(shù)的表 征方法。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種縫洞油藏井間連通通道及流動(dòng) 參數(shù)的表征方法，包括以下步驟：
[0009] ⑷建立描述縫洞油藏井間流動(dòng)規(guī)律的解析表達(dá)式；
[0010] (B)建立示蹤產(chǎn)出濃度曲線擬合數(shù)學(xué)模型；
[0011] (C)曲線擬合模型求解；
[0012] (D)根據(jù)上述三個(gè)步驟所述原理，編制縫洞油藏示蹤曲線擬合軟件，通過(guò)在軟件界 面上調(diào)整參數(shù)的方法對(duì)理論示蹤曲線與實(shí)測(cè)示蹤曲線進(jìn)行擬合，同時(shí)計(jì)算得到縫洞注入示 蹤劑注入質(zhì)量mlk、流速Vlk、過(guò)流面積Alk、流管長(zhǎng)度Ilk，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)連通通道和流動(dòng)參數(shù)的 表征。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟（A)中的表達(dá)式為：
[0015] 式中：c為流場(chǎng)中的示蹤劑濃度mg/L，D為分子彌散系數(shù)m2/h，V為水流平均流速 m/h，X為示蹤劑運(yùn)移路程m，t為示蹤劑運(yùn)移時(shí)間h ;
CN 105117511 A 說(shuō)明書 3/12 頁(yè)
[0020] 式中：c。為投放初始時(shí)刻示蹤劑與水混合后的濃度mg/L，c b為地下水體中示蹤劑 的背景濃度mg/L，V。為初始時(shí)刻示蹤劑溶液體積m3, c (t)為t時(shí)刻產(chǎn)出井的示蹤劑濃度mg/ L，Vt為為示蹤劑注入到縫洞系統(tǒng)后補(bǔ)充水體的體積且近似等于縫洞連通通道體積m3, V為 縫洞連通通道內(nèi)的流速m/d，A為流動(dòng)通道等效橫截面積，m2, t為監(jiān)測(cè)時(shí)間d。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟（B)中的目標(biāo)函數(shù)和約束條件分別為；
[0023] 式中：q為示蹤監(jiān)測(cè)的總天數(shù)d，t為示蹤監(jiān)測(cè)的某個(gè)時(shí)刻點(diǎn)d，p為一個(gè)井組中監(jiān) 測(cè)到示蹤劑產(chǎn)出的井的數(shù)目，k為一個(gè)井組中含有p 口產(chǎn)出井，為序號(hào)為k的井在t 時(shí)刻現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的示蹤劑濃度值mg/L，Ck(t)為序號(hào)為k的井在t時(shí)刻通過(guò)公式理論計(jì) 算得到的示蹤劑濃度值mg/L ;
[0025] 式中：Cbk為第k個(gè)井示蹤曲線背景濃度mg/L，η為第k個(gè)井實(shí)測(cè)示蹤曲線上出現(xiàn) 的波峰數(shù)（即井間的流動(dòng)通道數(shù)），mlk為第k井的第i個(gè)流道中產(chǎn)出的示蹤劑質(zhì)量mg，V lk為第i個(gè)流道中流體流動(dòng)速度m/d，Alk為第k井的第i個(gè)流道的等效過(guò)流面積m2, D為井組 平均的示蹤劑彌散系數(shù)m2/d，xlk為第k個(gè)產(chǎn)出井井與注入井間第i個(gè)流道的長(zhǎng)度m，p為注 入井A周圍對(duì)應(yīng)的產(chǎn)出井?dāng)?shù)；
[0027] 式中：M。為井組的示蹤劑初始總注入質(zhì)量mg ;
[0028]
[0029] Lp^ Xlk^ IOLp
[0030] 0 < Alj^ 5
[0031] 式中：Lp為注入井和第p個(gè)產(chǎn)出井間直線井距m，tTP為第p個(gè)產(chǎn)出井示蹤劑產(chǎn)出 后第一個(gè)波峰對(duì)應(yīng)的突破時(shí)間。
[0032] 優(yōu)選的，所述步驟（C)的曲線擬合算法計(jì)算步驟為：
[0033] (1)產(chǎn)生一個(gè)含20個(gè)微粒的初始微粒群；
[0034] (2)把每個(gè)微粒的值代入目標(biāo)函數(shù)計(jì)算。比較各目標(biāo)函數(shù)值，尋找滿足局部最優(yōu)和 全局最優(yōu)的微粒；
[0035] (3)判斷迭代是否達(dá)到收斂條件，如果達(dá)到收斂條件則步驟（5)，否則步驟（4);
[0036] (4)計(jì)算確定迭代速度，產(chǎn)生新一代的微粒和微粒群，返回步驟（2);
[0037] (5)尋優(yōu)計(jì)算終止，輸出目標(biāo)函數(shù)全局最優(yōu)解和對(duì)應(yīng)的微粒。
[0038] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明建立的描述縫洞油藏示蹤劑流動(dòng)規(guī)律的模型更加符 合真實(shí)情況；實(shí)現(xiàn)了對(duì)縫洞型油藏井間連通通道及流動(dòng)參數(shù)的定量計(jì)算表征；擬合過(guò)程由 計(jì)算機(jī)自動(dòng)擬合與工作人員調(diào)參相結(jié)合，計(jì)算兼顧了理論計(jì)算與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1是實(shí)施例1中TK221-TK214實(shí)測(cè)曲線示意圖；
[0040] 圖2是實(shí)施例1中TK221-TK259實(shí)測(cè)曲線示意圖；
[0041] 圖3是實(shí)施例1中TK221-TK250實(shí)測(cè)曲線示意圖；
[0042] 圖4是實(shí)施例1中TK221-TK251實(shí)測(cè)曲線示意圖；
[0043] 圖5是實(shí)施例2中TK634-TK747實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0044] 圖6是實(shí)施例2中TK634-TK744實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0045] 圖7是實(shí)施例2中TK634-TK711實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0046] 圖8是實(shí)施例2中TK634-TK625實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0047] 圖9是實(shí)施例2中TK634-T7-607實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0048] 圖10是實(shí)施例2中TK634-S80實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0049] 圖11是實(shí)施例2中TK634-T667實(shí)測(cè)曲線形態(tài)示意圖；
[0050] 圖12是示蹤曲線擬合軟件計(jì)算參數(shù)輸入界面示意圖；
[0051] 圖13是示蹤曲線擬合軟件計(jì)算主界面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0053] -種縫洞油藏井間連通通道及流動(dòng)參數(shù)的表征方法，包括以下步驟：
[0054] (A)建立描述縫洞油藏井間流動(dòng)規(guī)律的解析表達(dá)式；
[0055] 在對(duì)地下縫洞油藏系統(tǒng)中的示蹤劑流動(dòng)規(guī)律描述之前，進(jìn)行如下假設(shè)：
[0056] ①微量示蹤劑在油藏條件下無(wú)化學(xué)