一种适用于非均质潜山气藏的产能预测方法及装置与流程

1.本发明涉及油气田开发领域，具体涉及一种适用于非均质潜山气藏的产能预测方法及装置。


背景技术：

2.近年来，潜山裂缝油气藏已经成为国内外石油地质领域寻找新油气田的一个重要勘探开发领域，潜山裂缝油气藏也已经逐渐成为中国海油国内最具潜力的储量及产量接替区。潜山裂缝性油气藏具有复杂的裂缝网络和储集空间，其储层非均质性强，上述特点也正是潜山裂缝性油气藏的关键和难点所在。
3.在目前的产能研究方法中，大多是基于均质条件进行研究，因此当常规的产能研究方法应用于潜山油气藏储层时，并不能充分表征储层非均质性强、裂缝发育的特点。
4.基于此，本发明提供了一种适用于潜山气藏的产能预测方法，考虑储层渗透率非均质分布以及裂缝发育的特点，能够更加准确地预测潜山气藏的产能。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于潜山气藏的产能预测方法及装置。
6.为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种适用于潜山气藏的产能预测方法，其能够考虑储层渗透率非均质分布以及裂缝发育的特点，实现产能的准确预测。
7.本发明实施例的具体技术方案是：
8.一种适用于非均质潜山气藏的产能预测方法，包括以下步骤：
9.(1)将气藏沿井眼径向方向划分为n个渗流区域，n个渗流区域呈同心圆环分布，获取所述n个渗流区域的渗透率；
10.(2)以第n渗流区域的外边界流向第n-1渗流区域的外边界的径向渗流物理过程为研究对象，建立第n流量方程；以第n-1渗流区域的外边界流向第n-2渗流区域的外边界的径向渗流物理过程为研究对象，建立第n-1流量方程；以此列推，直至建立第二渗流区域的外边界流向第一渗流区域的外边界的径向渗流的第二流量方程，所述井眼位于第一渗流区域的的圆心；以第一渗流区域的外边界流向井眼的渗流物理过程为研究对象，建立第一流量方程；
11.(3)以相邻渗流区域交界处流量相等为边界条件，叠加第n流量方程至第一流量方程，获取第n渗流区域的外边界流向井眼的渗流过程对应的综合流量方程；
12.(4)利用综合流量方程进行产能预测。
13.在一个优选的实施方式中，对于裂缝发育的渗流区域，将渗流区域划分为裂缝渗流以及基质渗流，获取基质的渗流阻力和裂缝的渗流阻力，利用等值渗流阻力法中的并联法计算裂缝发育的渗流区域的综合渗流阻力。
14.在一个优选的实施方式中，考虑地层压力对裂缝的影响，以及裂缝形成机制的不同，将压裂分为闭合缝合和剪切裂缝，建立裂缝发育区域的综合渗透率渗透率计算模型。
15.此外，本技术还提供了一种适用于潜山气藏的产能预测装置，包括：
16.划分模型，所述划分模块用于将气藏沿井眼径向方向划分为n个渗流区域，n个渗流区域呈同心圆环分布，获取所述n个渗流区域的渗透率；
17.流量方程建立模块，所述流量方程建立模块用于建立以第n渗流区域的外边界流向第n-1渗流区域的外边界的径向渗流物理过程为研究对象，建立第n流量方程；以第n-1渗流区域的外边界流向第n-2渗流区域的外边界的径向渗流物理过程为研究对象，建立第n-1流量方程；以此列推，直至建立第二渗流区域的外边界流向第一渗流区域的外边界的径向渗流的第二流量方程，所述井眼位于第一渗流区域的的圆心；以第一渗流区域的外边界流向井眼的渗流物理过程为研究对象，建立第一流量方程；
18.耦合模块，所述耦合模块用于以相邻渗流区域交界处流量相等为边界条件，叠加第n流量方程至第一流量方程，获取第n渗流区域的外边界流向井眼的渗流过程对应的综合流量方程；
19.预测模块，所述预测模块利用综合流量方程进行产能预测。
20.在一个优选的实施方式中，还包括综合渗流阻力求取单元，所述综合渗流阻力求取单元用于：
21.对于裂缝发育的渗流区域，将渗流区域划分为裂缝渗流以及基质渗流，获取基质的渗流阻力和裂缝的渗流阻力，利用等值渗流阻力法中的并联法计算裂缝发育的渗流区域的综合渗流阻力。
22.在一个优选的实施方式中，还包括综合渗流阻力求取单元，所述综合渗流阻力求取单元用于：
23.考虑地层压力对裂缝的影响，以及裂缝形成机制的不同，将压裂分为闭合缝合和剪切裂缝，建立裂缝发育区域的综合渗透率计算模型。
24.综上所述，本发明具有以下优点：改进的技术方案是充分考虑了潜山气藏储层渗透率非均质分布以及裂缝发育的特点，建立了产能预测方程，该预测模型更加接近实际地层的情况，进而有助于产能预测的准确性。
附图说明
25.图1为本发明物理模型的示意图；
具体实施方式
26.结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
27.为了研究潜山气藏的渗流规律，首先需要建立对应的物理模型，本技术中建立的物理模型条件如下：储层为圆形，在垂向方向上储层厚度相等，井眼位于圆形储层的中心，储层的非均质效应表现为在径向方向上呈现出渗透率不同的圆环形区域，气体渗流从距离井眼最远的外边界径向渗流逐渐流向井眼。气体渗流满足基本的达西定律，在流动的过程中为单相气体等温流动。
28.为了提高潜山气藏产能预测的准确性，在本技术中提出了一种适用于非均质潜山气藏的产能预测方法，该方法包括以下步骤：
29.(1)将气藏沿井眼径向方向划分为n个渗流区域，n个渗流区域呈同心圆环分布，获取所述n个渗流区域的渗透率；
30.(2)以第n渗流区域的外边界流向第n-1渗流区域的外边界的径向渗流物理过程为研究对象，建立第n流量方程；以第n-1渗流区域的外边界流向第n-2渗流区域的外边界的径向渗流物理过程为研究对象，建立第n-1流量方程；以此列推，直至建立第二渗流区域的外边界流向第一渗流区域的外边界的径向渗流的第二流量方程，所述井眼位于第一渗流区域的的圆心；以第一渗流区域的外边界流向井眼的渗流物理过程为研究对象，建立第一流量方程；
31.(3)以相邻渗流区域交界处流量相等为边界条件，叠加第n流量方程至第一流量方程，获取第n渗流区域的外边界流向井眼的渗流过程对应的综合流量方程；
32.(4)利用综合流量方程进行产能预测。
33.在一个实施例中，选取非均质渗透率为三个不同渗透率的区域，依据上述方法建立非均质气藏的产能预测模型。
34.从区域3的外边界流动至区域2的外边界的流动过程中，流量方程为：
[0035][0036]
从区域2的外边界流动至区域1的外边界的流动过程中，流量方程为：
[0037][0038]
从区域1的外边界流动至井筒的流动过程中，流量方程为：
[0039][0040]
式(1)-(3)中，q为流量，k为渗透率，h为储层厚度，ψ为边界供给压力，μ为粘度，r为渗流区域半径长度，下标1-3为渗流区域序号。
[0041]
需要说明的是，边界供给压力式考虑了压力、偏差因子、粘度对气体性质影响的综合参数，其变化规律如下：
[0042]
在压力较低时，即压力小于13.8mpa时，边界供给压力式表达式为：
[0043][0044]
在压力较低时，即压力大于13.8mpa时，边界供给压力式表达式为：
[0045][0046]
式中，pi为底层压力，pwf为井底压力，μi和zi分别为压力pi条件下的气体粘度和
气体偏差因子。
[0047]
由于三个区域的交界处的流量相等，即存在关系式q＝q1＝q2＝q3，因此具有以下关系式：
[0048][0049]
将上式转化为
[0050][0051]
对于式(5)，当将渗透率选取为相同的数值时，此时方程便可简化为均质气藏渗透的产能计算方程。
[0052]
对于裂缝发育的区域，其渗透率的求解方法为：将裂缝视为双重介质，即为基质和裂缝，采用渗流阻力法分别描述基质渗流阻力和裂缝渗流阻力。
[0053]
基质渗流阻力为
[0054][0055]
式中，rm为基质渗流阻力，km为基质渗透率，rout为渗流区域外边界半径长度，rinner为渗流区域内边界长度。
[0056]
裂缝渗流阻力为
[0057][0058]
式中，rf为裂缝渗流阻力，kf为裂缝渗透率，n为裂缝数量，wf为裂缝宽度，rout为渗流区域外边界半径长度，rinner为渗流区域内边界长度。
[0059]
当气体流过基质区域和裂缝区域时，其渗流过程等价为rm与rf并联，
[0060]
因此渗流阻力rt可以表达为：
[0061][0062]
式中，rf为裂缝发育区域的综合渗流阻力。
[0063][0064]
根据式(2.4)即可通过裂缝发育区域的渗流阻力rt获取裂缝发育区域的综合渗透率kt，将kt带入各个区域的渗透率，即可求取最终的产能。利用建立的产能预测方法，可以分析基质渗透率、裂缝条数、裂缝缝宽、裂缝渗透率的参数最产能的影响，从而知道现场进行生产优化。
[0065]
在另一种优选的实施例中，考虑地层压力对裂缝的影响，以及裂缝形成机制的不
同，将压裂分为闭合缝合剪切缝，建立裂缝发育区域的综合渗透率渗透率计算模型。
[0066][0067][0068][0069]
kf为裂缝发育区域的综合渗透率，kx为裂缝发育区域在x方向的渗透率分量，ky为裂缝发育区域在y方向的渗透率分量，fx和fy分别为在在x方向上和y方向上闭合裂缝的频率，br为裂缝的剩余宽度，bmax为压力作用下的最大裂缝宽度，σx为正应力在x方向上的分量，σy为正应力在y方向上的分量，αx为压力系数α在x方向上的分量，αy为压力系数α在x方向上的分量，βx为压力系数β在x方向上的分量，αy为压力系数β在x方向上的分量，fdx和fdy分别为在在x方向上和y方向上剪切裂缝的频率，dmax为发生剪切破坏后的最大裂缝宽度，γx和γy分别为x方向和y方向的剪切压力系数，k为x方向与y方向的应力比值，ke为岩石破坏时的临界压力比。
[0070]
本发明具有以下优点：改进的技术方案是充分考虑了潜山气藏非均质性强、裂缝发育的特点，从而建立了更符合地层实际情况的产能预测模型，该预测模型有助于进一步认识潜山气藏的非均质渗流规律，为现场生产随时提供了理论指导。
[0071]
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。