油气层损害类型和程度时空演化4D定量与智能诊断方法及其系统与流程

技术特征：
1.一种确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法包括：基于多个因素损害储层的时空演化模拟方程，确定表征所述多个因素各自损害所述储层的特征参数，其中，所述储层位于待诊断井的预设区域内；以及基于所述表征所述多个因素各自损害所述储层的特征参数，确定表征所述储层的损害程度的有效特征参数。2.根据权利要求1所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，在所述待诊断井为注水井、注聚井或采油井并且处于钻井阶段的情况下，所述多个因素包括以下各项中的至少两者：外来固相颗粒、黏土膨胀、储层内部微粒运移、无机沉淀与水锁效应。3.根据权利要求1所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，在所述待诊断井为采油井并且处于采油阶段的情况下，所述多个因素包括以下各项中的至少两者：储层内部微粒运移、出砂、乳化、贾敏效应、应力敏感性、润湿反转与有机垢。4.根据权利要求1所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，在所述待诊断井为注水井并且处于注水阶段的情况下，所述多个因素包括以下各项中的至少两者：黏土膨胀、细菌、水锁效应、外来固相颗粒、微粒运移与无机沉淀。5.根据权利要求1所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，在所述待诊断井为注聚井并且处于注聚阶段的情况下，所述多个因素包括以下各项中的至少两者：聚合物、黏土膨胀、外来固相颗粒、微粒运移与无机沉淀。6.根据权利要求2、4-5中任一项所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述外来固相颗粒损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的含有流动颗粒的流体的速度；基于所述流体的对流参数与扩散参数，建立所述流体与所述储层中的岩石上的沉积颗粒之间的质量平衡方程；基于所述流体的对流参数与扩散参数，建立所述沉积颗粒的体积浓度与所述流体的体积浓度之间的连接条件方程；以及根据所述流动颗粒的质量分数与所述流动颗粒的体积浓度之间的关系、所述流体的速度、所述质量平衡方程及所述连接条件方程，确定所述颗粒损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由外来固相颗粒引起的储层损害特征的四维时空演化过程。7.根据权利要求2-5中任一项所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述储层内部微粒运移损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的速度；基于所述流体的对流参数与扩散参数及所述流体内的运移微粒的质量变化率，建立所述流体与所述储层中的岩石上的沉积微粒之间的质量平衡方程，其中所述运移微粒的质量变化率与所述流体的速度之间具有关联关系；基于所述流体的对流参数与扩散参数，建立所述沉积微粒的体积浓度与所述流体的体积浓度之间的连接条件方程；以及根据所述运移微粒的质量分数与所述运移微粒的体积浓度之间的关系、所述流体的速度、所述质量平衡方程及所述连接条件方程，确定所述储层内部微粒损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由微粒引起的储层损害特征的四维时空演
化过程。8.根据权利要求2或4所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述黏土膨胀损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的达西表观速度；根据所述流体的达西表观速度与所述流体中的水分子的扩散系数，建立所述流体中的水分子的质量平衡方程；根据菲克扩散定律，建立所述流体中的水分子向储层中的岩石内部扩散的扩散方程；以及根据所述扩散方程及所述质量平衡方程，确定黏土膨胀损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由黏土膨胀引起的储层损害特征的四维时空演化过程，以及所述黏土为所述岩石的组成成分。9.根据权利要求2或4中所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述水锁效应损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的达西表观速度；根据所述流体的达西表观速度与所述流体中的水分子的扩散系数，建立所述储层的水相运动方程；根据所述储层的孔隙的孔径分布特征及所述储层的预设渗透率模型，建立所述储层的渗透率的分布方程；以及根据所述渗透率的分布方程及所述水相运动方程，确定水锁效应损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由水锁效应引起的储层损害特征的四维时空演化过程。10.根据权利要求2、4-5中任一项所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的达西表观速度；确定与外来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失，其中所述离子浓度损失是由所述各个离子与所述储层中的流体中的相应离子发生沉淀反应引起的；根据所述流体的达西表观速度、与所述各个离子相对应的离子浓度损失、所述各个离子的扩散系数，建立所述各个离子的运移方程；以及根据所述各个离子的运移方程及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数，确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由所述多个离子产生的相应沉淀引起的储层损害特征的四维时空演化过程。11.根据权利要求3所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述出砂损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的速度；基于所述流体的对流参数与扩散参数及所述流体内的砂粒的质量变化率，建立所述流体与所述储层中的岩石上的沉积砂粒之间的质量平衡方程，其中所述砂粒的质量变化率与所述储层的原油产量之间具有关联关系；基于所述流体的对流参数与扩散参数，建立所述沉积砂粒的体积浓度与所述流体的体积浓度之间的连接条件方程；以及
根据所述砂粒的质量分数与所述砂粒的体积浓度之间的关系、所述流体的速度、所述质量平衡方程及所述连接条件方程，确定所述出砂损害储层的时空演化模拟方程。12.根据权利要求3所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述乳化损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的达西表观速度；根据所述储层的温度场与所述储层中的油相的粘度与温度之间的函数关系，确定所述油相的粘度；根据所述流体的达西表观速度、所述油相的粘度及所述流体的乳化条件，确定由所述流体乳化形成的乳化液滴的半径；以及根据所述储层的孔隙的孔径分布函数及所述乳化液滴的半径，确定乳化堵塞损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由乳化堵塞引起的储层损害特征的四维时空演化过程。13.根据权利要求3所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述贾敏损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的达西表观速度，其中所述储层的渗透率低于预设渗透率；根据所述流体的达西表观速度与所述流体中的水分子的扩散系数，建立所述储层的水相运动方程；根据所述储层的孔隙的孔径分布特征及所述储层的预设渗透率模型，建立所述储层的渗透率的分布方程；以及根据所述渗透率的分布方程及所述水相运动方程，确定贾敏效应损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由贾敏效应引起的储层损害特征的四维时空演化过程。14.根据权利要求3所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述应力敏感性损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层受到的有效应力；根据所述储层的孔隙的孔径分布特征、所述有效应力下的所述储层的各个毛管束的直径与长度、及流体流量公式，确定所述储层中的流体的流量，其中，所述毛管束由多个固体基质及所述多个固体基质之间的孔隙组成；以及根据所述储层的渗透率模型及所述储层中的流体的流量，确定应力敏感性损害储层的时空演化模拟方程，其中，所述时空演化模拟方程用于模拟由应力敏感性引起的储层损害特征的四维时空演化过程。15.根据权利要求3所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述有机垢损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层的压力；根据所述储层的泡点压力、所述储层产出的原油在所述泡点压力下的摩尔体积、所述原油的溶解度参数、所述有机垢在所述原油中的溶解度参数及所述有机垢的摩尔体积，确定所述有机垢在所述原油中的最大溶解量随所述储层的压力变化的第一关系式；根据所述有机垢中的有机垢颗粒的分布函数及所述原油的摩尔数，确定所述原油中的有机垢颗粒的摩尔数随所述储层的压力与所述有机垢在所述原油中的最大溶解量两者变
化的第二关系式，其中，所述分布函数为粒径大于预设粒径的有机垢颗粒的摩尔数占有机垢颗粒的总摩尔数的比例函数；以根据所述第二关系式、所述第一关系式及所述储层的压力，确定有机垢损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由有机垢引起的储层损害特征的四维时空演化过程。16.根据权利要求3所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述润湿反转损害储层的时空演化模拟方程：根据所述储层的压力分布方程，确定所述储层中的水相的压力分布场与毛细管的压力分布场之间的关系，其中，所述毛细管由所述水相与所述储层中的油相的接触界面的润湿反转而形成；根据所述水相的压力分布场与所述毛细管的压力分布场之间的关系及所述毛细管的受力平衡条件，确定所述油相的压力分布场；根据所述油相的压力分布场及达西公式，确定所述油相的速度分布场；以及根据所述油相的对流扩散定律、所述速度分布场及所述油相的弥散系数，确定润湿反转损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由润湿反转引起的储层损害特征的四维时空演化过程。17.根据权利要求4所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述细菌损害储层的时空演化模拟方程：根据所述储层的温度分布场及所述储层中的流体中的营养物的实际浓度，确定所述细菌的生长速率；根据与所述流体中的细菌的表观浓度及所述细菌在所述岩石表面上的总量两者相关联的所述细菌在所述储层中的岩石表面上的附着量、所述细菌的生长速率与衰亡速率，确定所述细菌在所述岩石表面上的总量；根据所述流体的达西速度、所述细菌的弥散系数、所述细菌的生长速率与衰亡速率及所述细菌在所述储层中的岩石表面上的附着量，建立所述流体中的细菌的表观浓度分布方程；根据所述流体的达西速度、所述营养物的弥散系数、所述细菌在所述岩石表面上的总量及所述细菌的表观浓度，建立所述营养物的表观浓度分布方程；以及根据所述营养物的表观浓度分布方程与所述流体中的细菌的表观浓度分布方程，确定细菌损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由细菌引起的储层损害特征的四维时空演化过程。18.根据权利要求5所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以下建模过程确定所述聚合物损害储层的时空演化模拟方程：确定所述储层中的流体的速度；根据所述流体的速度、所述流体中的聚合物的分子链的数目分布方程及所述聚合物的扩散系数，建立所述流体中的聚合物的质量浓度的平衡方程及所述聚合物中吸附在所述储层上的吸附聚合物的分子链的占比分布方程，其中所述吸附聚合物的分子链的占比为所述吸附聚合物的分子链的数目占所述流体中的聚合物的分子链的初始数目的比例；根据层吸附速率与层解吸附速率、桥接吸附速率与桥接解吸附速率及动能守恒定律，
确定在所述聚合物的吸附过程未达到饱和状态时所述聚合物的层吸附密度与桥接吸附密度；以及根据所述流体中的聚合物的质量浓度的平衡方程、所述吸附聚合物的分子链的占比分布方程、所述层吸附密度及所述桥接吸附密度，确定所述聚合物损害储层的时空演化模拟方程。19.根据权利要求1所述的确定储层损害程度的方法，其特征在于，所述确定表征所述储层的损害程度的有效特征参数包括：基于所述表征所述多个因素中的第i个因素损害所述储层的特征参数及下式，确定表征所述储层的损害程度的有效特征参数确定表征所述储层的损害程度的有效特征参数其中，l
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为的权重；以及n为所述多个因素的个数。20.一种确定储层损害程度的系统，其特征在于，所述系统包括：第一参数确定装置，用于基于多个因素损害储层的时空演化模拟方程，确定表征所述多个因素各自损害所述储层的特征参数，其中，所述储层位于待诊断井的预设区域内；以及第二参数确定装置，用于基于所述表征所述多个因素各自损害所述储层的特征参数，确定表征所述储层的损害程度的有效特征参数。21.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述权利要求1-19中任一项所述的确定储层损害程度的方法。

技术总结
本发明涉及油田勘探技术领域，公开一种油气层损害类型和程度时空演化4D定量与智能诊断方法及其系统。所述方法包括：基于多个因素损害储层的时空演化模拟方程，确定表征多个因素各自损害所述储层的特征参数；及基于表征所述多个因素各自损害所述储层的特征参数，确定表征储层的损害程度的有效特征参数。本发明可定量模拟由各个因素引起的储层损害的特征参数及对储层损害的总特征参数，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防储层损害、制定油藏的开发方案及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井也进行储层损害定量诊断和损害规律时空推演，进而优化设计解堵措施、提高或恢复油气井产量和水井注水能力。气井产量和水井注水能力。气井产量和水井注水能力。


技术研发人员：蒋官澄 贺垠博 董腾飞 彭春耀 杨丽丽 骆小虎 罗绪武 梁兴 谭宾 王勇 付大其 耿铁 冉启发 刘小波 程荣超 王增林 陈刚 朱鸿昊 李奕政 赵利 崔凯潇
受保护的技术使用者：中国石油集团川庆钻探工程有限公司 中国石油集团工程技术研究院有限公司
技术研发日：2021.08.26
技术公布日：2022/1/11