文摘
碳酸盐岩储层主要是fractured-caved水库有非常发达的溶解毛孔,骨折和洞穴。他们有很强的异质性和不同类型的储层孔隙空间。利用地震反演和储层静态特性,结果表明,fractured-caved碳酸盐岩在中国主要是连通性差的洞穴和复杂的油水分布。大规模溶解洞穴大多是离散和孤立,而复杂,各种骨折。断裂特征也观察到作为一个大型骨折或当地的裂缝网络。流体流动的特点在洞发育水库不同结果不同组合的骨折和洞穴。目前,fractured-caved水库的静态表征技术是影响地震资料的分辨率有限,导致大解释错误。相比之下,动态方法更可靠和有效的方法来确定储层参数。然而,传统的渗流方程不能准确地描述fractured-caved碳酸盐储层的流型。在一个大规模溶解fractured-caved水库,油井通常连接到大型洞穴通过大骨折或直接钻入大溶解洞穴。 In this study, the large-scale dissolved caved reservoir is simplified into two cases: (1) a single-cave and single-fracture series model composed of a single-cave and a single-fracture and (2) a composite model of dissolved caves and surrounding fracture networks. Note that the flow in a large cave is considered as free flow due to its large scale. The flow in a large fracture connected to the cave is considered as flow through porous media, and the flow in the reservoir surrounding the fracture network is considered as multiple-porosity model seepage flow. The corresponding seepage-free flow coupling mathematical model of different fractured-caved reservoirs has been established on this basis. We also obtained the rate transient analysis type curves of the oil well, conducted sensitivity analysis of each parameter, constructed the corresponding rate transient analysis curves, analyzed sensitivities of each parameter, and finally designed a dynamic evaluation method of well and reservoir parameters for different types of fractured-caved carbonate reservoirs. This study extensively applies this method in the Halahatang Oilfield of China and evaluates parameters such as reservoir reserves and physical properties to provide rational guidance for developing fractured-caved carbonate reservoirs.
1。介绍
fractured-caved水库是一个重要的类型的碳酸盐储层,非均质性强,各种类型,复杂的连通性,复杂的流体流动机制和复杂的气水接触(1- - - - - -3]。储层主要是骨折,洞穴溶解,溶解毛孔。大部分溶解洞穴离散分布和孤立,和骨折是高度不均匀,与一个大型断裂或本地断裂网络(4]。由于其极低的孔隙度和渗透率、矩阵毛孔有最小的渗流和存储容量。因此,他们几乎没有影响整个储层的流体流动。一般来说,矩阵的影响不需要考虑在fractured-caved储层的流体流动5]。骨折有明显的渗透率和是主要的渗流通道。然而,其存储容量低于大型洞穴溶解,所以断裂通常被认为是一个较低的单位存储和高渗透和是主要的流体流动通道(6- - - - - -10]。大规模溶解洞穴与高容量和高渗透性单位。然而,由于大规模的洞穴,其流体流动被认为是自由流动,不再达西渗流(11- - - - - -13]。fractured-caved储层孔隙的变量规模决定了储层流体流动的可变利率。储层的流体呈现不同的特征由于骨折的不同组合和洞穴14- - - - - -16]。
对于这种类型的fractured-caved水库,连续介质模型的数学描述,如双孔隙度模型,triple-porosity模型,multiple-porosity模型和复合模型提出的先前的研究人员将不再适用。基于离散介质模型描述方法可以描述流动的细节在不同的断裂的洞穴,但这有建模的挑战和巨大的计算限制当应用于川西和动态分析理论(17,18]。其他研究已经使用管道流和percolation-pipe流耦合模型(19,20.),进行他们的研究基于替代理论对于大型fractured-caved水库,但这些研究并不全面。其他研究人员只进行定性研究。他们没有对储层参数进行了定量研究和油井参数的大型fractured-caved水库。因此,没有系统的动态评价方法对储层参数评价fractured-caved水库(17,18,21]。因此,本研究建立了一个简化模型,主要考虑大型洞穴溶解,通过简化一个广泛溶解了水库。具体来说,有两个大型模型:一个洞连接到一个大型断裂和复合模型组成的一个洞穴,周围的水库。流体流动的数学模型,考虑不同组合下渗流自由流耦合,建立了。模型最终调整后获得相应的典型曲线速度瞬态分析的石油。使用这个过程和fractured-caved参数匹配方法,我们可以评估生产井的动态参数。更重要的是,洞发育储层的连通性可以通过动态反演正确理解fractured-caved水库大规模溶解洞穴和获取必要的参数。这些结果具有重要意义等的正确理解和发展fractured-caved水库。
2。简化的离散数学模型和瞬态分析速度曲线类型
有各种类型的骨折和fractured-caved内洞穴碳酸盐储层之间的连接。同时,溶解的洞穴和裂缝之间的关系是复杂的。然而,大多数fractured-caved碳酸盐岩储层的特点是“bead-shaped”地震反射,通常表明大型洞穴(图1)。这些“bead-shaped”fractured-caved水库的存在表明这是最常见的一种形式的连接(19,20.]。在这种情况下,大型洞穴溶解在碳酸盐岩储层开发的,通过大型洞穴连接到井筒骨折,或垂直井钻直接在大洞穴;矩阵的能力和渗透率不能考虑水库和水库可以利用一个简化的离散数学模型描述渗流自由流耦合。以下假设可以简化离散大规模洞发育模型:(1)油井产生一个稳定的速度;(2)油藏溶解气驱油藏;(3)流体单相和弱可压缩和压缩系数和体积系数是常数;(4)大型洞穴是弱可压缩,压缩系数是常数;(5)大型洞穴空缺或semifilled球体或圆柱体半径 ,和流动被认为是自由流动;(6)大断裂是平的,裂缝中流体流动遵循达西定律,流体在水库周围的多媒体也遵循达西定律;和(7)重力加速度,井筒存储效应和集肤效应被忽略。
(一)
(b)
(c)
2.1。Single-Cave单处骨折系列模型
钻油井时通过一个大的裂缝,裂缝是连接到一个大型洞穴(即。,the large fracture and the cave form a single-cave and single-fracture series model), fluid production ultimately depends on the elastic energy of the large cave, the fracture, and the fluid. Large caves are the main reservoir space, and fractures are the effective secondary reservoir space and the main seepage channel. Large caves cannot supply fluid directly to the wellbore but can indirectly supply fluid through fractures.
2.1.1。物理模型
图2显示了single-cave和单处骨折系列物理模型。洞穴的中心点在哪里起源O,洞穴的交点,骨折是吗 ,骨折的连接点和井筒 。可以看出,洞穴半径 ,裂缝长度 ,裂缝的高度是 ,裂缝长度 ,和井筒半径 。油井直接连接到骨折,和溶解洞穴产生流体通过骨折。图3是一个原理图的渗流single-cave和单处骨折串联模型。
2.1.2。建立的数学模型和解决方案
大型洞穴是主要的储集空间,裂缝是有效储层和渗流空间。流体流动能力在一个大洞穴是健壮的,它被认为是自由流动,即。洞穴中,流体的流动压降很小。然后,无因次偏微分方程描述流体在储层是:
在上面的方程中,无量纲量定义如下:
利用拉普拉斯变换,可以得到无量纲拉普拉斯的解决方案: 在哪里 , , ,和 。
Duhamel使用原则,拉普拉斯无因次井底率的解决方案
2.1.3。分析瞬态分析的典型曲线和影响因素
上述拉普拉斯数值反演执行的解决方案。无量纲的对数生产 ,无量纲速度积分 ,和无量纲速度积分导数被认为是作为纵坐标,对数的无量纲时间吗是作为横坐标绘制速度瞬态分析油井的曲线,如图4。
从图可以看出4油井率single-cave和单处骨折模型的瞬态分析曲线可分为三个阶段。(我)骨折的线性流阶段,压力波前到达洞穴,主要受断裂的特征参数的影响。无量纲速度积分曲线平行于比例积分微分曲线,斜率是1/2。(2)洞穴的反应阶段。这一阶段主要是洞穴溶解性能的影响。无因次积分曲线趋于水平,无因次积分导数曲线趋向于“凹。“凹显示骨折的补充液溶解洞穴。(3)边界控制流阶段。无量纲速度积分曲线和比例积分微分曲线重叠,显示一条直线斜率为1。
影响因素的敏感性分析垂直井速度瞬态分析曲线与single-cave单处骨折模型如下。图5(一个)显示无量纲洞穴半径的影响瞬态分析速度曲线的油井。与更大的 ,“凹”将越来越广泛,和洞穴的反应阶段会持续更长时间。此外,边界响应阶段将后,即。,the cave’s storage capacity will be more significant, and the stable production capacity of the well will be better. Figure5 (b)显示了裂缝长度的影响瞬态分析速度曲线的油井。影响裂缝线性流动阶段的持续时间。用的时间越长 ,并行的无量纲速度积分和比例积分微分曲线长,持久断裂线性流动阶段,和洞穴响应阶段开始后。数据5 (c)和5 (d)裂缝宽度的影响和裂缝高度在瞬态分析速度曲线。 , ,和他们的产品主要是影响裂缝渗透率和存储容量。更高的价值,裂缝渗流性能更好,流体将消耗更少的能量。当裂缝中的无量纲曲线线性趋势向上流动阶段,产品的和的影响变得越来越重要,这会削弱洞穴,然后相应的凹较浅窄。图5 (e)显示骨折存储容量比例的影响在瞬态分析曲线。的增加 ,骨折存储容量会更好,速度瞬态分析曲线接近向上。以及相应的减少,凹变得浅而窄。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
2.1.4。速度瞬态分析简化模型的典型曲线
如果断裂长度 ,single-cave和单处骨折模型可以简化single-cave模型。在这种情况下,大规模的油井直接钻山洞,和周围的矩阵的存储容量和渗透率是微不足道的。single-cave物理模型如图6,single-cave渗流模型如图7。
图8是垂直single-cave模型的瞬态分析曲线。我们发现油井single-cave模型的瞬态分析速度曲线可以分为两个阶段。(我)洞穴响应阶段。在山洞里反应阶段,无量纲速度积分曲线和比例积分微分曲线重叠,形成一条线斜率为1。溶解的井筒然后直接钻山洞,相当于扩大井筒和与井筒储存效应相一致。(2)边界控制流阶段。对于大型孤立的洞穴的自由流动,压力波会很快传播到边界。无因次率积分曲线正值率积分导数曲线也是一条直线斜率为1。
2.2。Single-Cave和Multiporosity复合模型
当大型洞穴开发和小规模溶解在碳酸盐岩储层孔隙和裂缝系统是均匀分布在洞穴,渗透率和存储容量的洞穴周围的基质孔隙和裂缝网络必须考虑。在这种情况下,简化大型洞穴和multiple-porosity复合模型可用于油藏描述。
2.2.1。物理模型
图9显示了单洞的复合物理模型和多个孔隙度。油井直接钻在大规模溶解洞穴。溶解洞穴周围的区域可以建模为一个单一的媒介,双重介质,或多个介质模型根据小规模毛孔的特点,岩穴和骨折。fractured-caved水库被认为是一个三维圆柱组合模型,在大规模溶解洞穴内部圆柱体。圆柱的高度是 ,半径是 ,和外部是多媒体和同心圆筒。大规模溶解洞穴内流体的流动被认为是自由流动,而在包围multiple-porosity被认为是渗流模型。图10是一个流体流动示意图。围绕改进的矩阵形式,因为发展的小型洞穴。
2.2.2。建立的数学模型和解决方案
大型洞穴中的流体流动能力非常强,因此认为是自由流动,即。,洞穴中的流体流动产生真正的压力减少。无因次偏微分方程描述复合模型组成的大型洞穴和周围形成如下(考虑改进的矩阵,发展小型洞穴):
在上面的方程中,无量纲量定义如下:
无量纲拉普拉斯空间解表达式可以写成方程(7)结合上述方程和拉普拉斯变换。 在哪里
Duhamel使用原则,拉普拉斯解决无因次井底率可以表示为
2.2.3。分析速度瞬态分析典型曲线和影响因素
同样的,我们执行一个数值反演上面的拉普拉斯的解决方案。瞬态分析无因次油井率曲线形式,如图11。
如图11特性曲线的复合模型的大型洞穴和multiple-porosity模型可分为六个阶段。洞穴(I)的大规模溶解反应阶段相当于一个扩大“井筒,”显示了井筒储存效应。无因次速度积分和比例积分微分曲线重叠成一条直线,斜率为1:(2)外围multiple-porosity骨折模型线性流和径向流响应阶段,主要是相关的断裂性质multiple-porosity模型;(3)流体从改善矩阵骨折周围多个媒体,无因次速度积分导数曲线首先出现“凹”;(IV)的径向流阶段模型;和(V)的边界控制流阶段。积分曲线和比例积分微分曲线重合在一条线斜率为1的一个封闭的边界。
影响因素的敏感性分析的瞬态分析油井率曲线single-cave和双孔隙度复合模型如图12。
(一)
(b)
(c)
如图12(一个),更大的半径中央大洞穴,相交线的无量纲速度积分,积分导数曲线接近向上。阶段的持续时间反映了这样一个事实:井筒储存效应了。图12 (b)显示的效果在曲线上的相似 ,但的影响相对较小。
如果 和 ,single-cave和双孔隙度复合模型可以简化为一个single-cave和独立的媒体组合模型。图13显示了油井速度瞬态分析曲线与单个洞穴和单一介质复合模型。
3所示。应用程序类型的曲线和动态参数的评估过程
3.1。动态评价方法和过程
上述离散的简化模型不同fractured-caved水库在大规模开发单一的洞穴,具体的评价方法和油井的动态匹配过程和储层参数如下:(1)获得油井实际生产数据和计算归一化产率,积分,速度和比例积分微分曲线(22,23]。具体的计算方法采用方程(10)- (13)
方程计算物料平衡油井的伪时间:
方程计算归一化油井的产量:
归一化的计算方程积分对油井产量:
归一化的计算方程积分导数油井产量: (2)按照最初的静态储层表征模型和实际油井生产曲线的特点,合理single-cave简化模型最初选择(3)按照最初的静态储层表征模型和已知的动态和静态描述数据,初步的无量纲参数,如大规模溶解洞穴和大骨折被分配,和无量纲曲线最初与归一化曲线(4)我们大规模溶解洞穴的无量纲参数调整,大的骨折,或多个孔隙度根据初始匹配和分析各种因素的影响曲线。我们也重新计算无量纲曲线。此外,归一化产率曲线是搬到适合的实际曲线,记录洞穴给定的无量纲参数,裂缝参数,或multiple-porosity模型参数。我们获得实际的储层参数通过以下具体的方程
系列的模型:
的复合模型:
因为我们没有正常的边界控制流油井率简化离散多尺度模型的瞬态分析图表(渗流自由流耦合被认为是),因此,我们必须全面评估的初始静态特性模型fractured-caved水库(即。基本石油结构牢固的数据,地震数据、测井数据,和其他动态和静态数据)来获得更准确的储层参数和油井参数在最终的拟合。
3.2。编程的动态评价方法
我们使用c#编译一个程序来评估中相应的储层参数和油井参数离散,简化和大型水库溶解屈服了。程序包括四个模块:原油和地层水的物理参数定义模块,油井生产数据输入和分析模块,拟合模型选择模块,和具体匹配模块。拟合模型选择模块的数量可以确定大规模骨折和洞穴根据已知参数和接触关系。然后,可以选择合适的拟合模型(图14)。
4所示。传统的应用类型曲线简化大规模离散洞发育模型
我们执行的动态评价储层参数使用W fractured-caved油藏的油井Halahatang fractured-caved塔里木盆地碳酸盐岩油田为例。图15显示了生产曲线的W油压高、稳定的压力,稳定的生产。
(一)
(b)
基于正则曲线和静态特性模型的W,我们可以得出结论,是间接连接到大型洞穴通过骨折。它位于西斜坡南部低隆起的塔里木盆地北部隆起。生产区域是奥陶系和谎言的垂直深度6579米。根据目前的分析,它可以简化为一系列模型与一个洞,一个骨折,,这个模型可以用于拟合。表1显示了W的基本数据。最终的匹配结果如图16和获得的参数匹配表所示2。
动态控制储量的物料平衡计算的方法 ,这个结果之间的差距和结果计算的方法在本文提出相对较小。曲线类型匹配的方法也可以准确地确定其他的参数,大断裂参数,和多个周围孔隙度模型参数。如果我们考虑洞穴的自由流动,结果更准确。通过描述所有井的Halahatang fractured-caved碳酸盐岩油田,我们发现单井动态储量大多 ~ ,周围的渗透率主要是1 ~ 100 mD(图17),和皮肤的因素主要是小于0(图18)。准确的了解外汇储备的规模和储层参数可以进一步指导油藏开发。
5。结论
(1)与大规模单一fractured-caved水库溶解洞穴,我们建议简化模型两大洞模式串珠模型组成的洞穴和大型骨折和复合模型组成的洞穴和周围的水库(2)大规模离散fractured-caved水库是简化。根据静态fractured-caved表征,骨折和洞穴的规模可以获得和接触连接关系。然后,水库可以简化成不同single-cave组合。自由流动被认为是在大规模溶解洞穴,渗透被认为是在大型骨折和周围的水库。建立了相应的简化模型,考虑渗流和自由流动的耦合数学模型是分析解决。速度瞬态分析油井的典型曲线。形成一个系统的理论和方法对储层参数和油井参数的动态评价(3)通过匹配油井实际生产动态数据fractured-caved水库中典型的速度瞬态分析曲线类型,参数如等效半径、裂缝渗透率,multiple-porosity模型存储容量比率可以计算每个洞穴。最后,不同的动态控制储量single-cave水库可以确定。这些结果fractured-caved油藏的合理开发提供参数
命名法
| : | 坐标原点的距离(米) |
| : | 一个任意点坐标原点的距离(米) |
| : | 岩溶洞穴半径 |
| : | 裂缝长度(米) |
| : | 裂缝宽度(米) |
| : | 裂缝高度(米) |
| : | 半径(米) |
| : | 地层压力的大型断裂在一个特定时间(MPa) |
| : | 地层压力在岩溶洞穴在一个特定时间(MPa) |
| : | 弹性存储比大规模的断裂 |
| : | 生产时间(小时) |
| : | 弹性存储比岩溶洞穴 |
| : | 井底压力(MPa) |
| : | 大尺度裂缝渗透率(μ米2) |
| : | 产量(m3/天) |
| : | 石油地层体积系数(m3/ m3) |
| : | 油粘度(mPa·s) |
| : | 大尺度裂缝孔隙度(十进制) |
| : | 溶洞孔隙度(十进制) |
| : | 大规模的总压缩系数骨折(MPa−1) |
| : | 岩溶洞穴的总压缩系数(MPa−1) |
| : | 地层压力在周围骨折在一个特定时间(MPa) |
| : | 窜流系数从改善矩阵骨折(十进制) |
| : | 地层压力的包围改进矩阵在一个特定时间(MPa) |
| : | 弹性可存储性比周围骨折 |
| : | 周围的弹性可存储性比改进的矩阵 |
| : | 排水半径(米) |
| : | 裂缝渗透率(μ米2) |
| : | 储层厚度(m) |
| : | 初始储层压力(MPa) |
| : | 裂缝孔隙度(十进制) |
| : | 骨折的总压缩系数(MPa−1) |
| : | 改善基质孔隙度(十进制) |
| : | 总压缩系数改进的矩阵(MPa−1) |
| : | 交流形状系数(十进制) |
| : | 改进的基质渗透率(μ米2) |
| : | 拉普拉斯变量 |
| , , , : | 贝塞尔函数 |
| : | 规范化的生产速度(m3/ d / MPa) |
| : | 规范化的生产速度积分(m3/ d / MPa) |
| : | 归一化产率(m导数积分3/ d / MPa) |
| : | 物质平衡拟时间(d) |
| : | 井场井底压力(MPa) |
| : | 累计生产(m3) |
| : | 有效半径(米) |
| : | 动态控制储量(m3) |
| : | 束缚水饱和度(十进制)。 |
| D: | 无量纲的 |
| V: | 大规模的洞穴 |
| F: | 大规模的骨折 |
| 即时通讯: | 改进的矩阵 |
| f: | 均匀的骨折。 |
数据可用性
如果需要将原始数据上传。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者欣赏许可颁发的石油勘探与开发研究所(成熟),中国石油,发表这篇论文。这项研究是由中国国家自然科学基金(国家自然科学基金委)(批准号51874346)。