[發明專利]潤濕反轉損害油氣層的建模方法、損害程度時空演化4D定量與智能診斷方法及其系統

有效

• 申請號: 202110990715.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113705122B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 蔣官澄;朱鴻昊;賀垠博;楊麗麗;彭春耀;駱小虎;董騰飛;羅緒武;梁興;譚賓;冉啟華;劉小波;全曉虎;虞海法;邱愛民;譚天宇;賈東民
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F17/11;G06F119/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明涉及油田勘探技術領域，公開了一種潤濕反轉損害儲層的建模方法與系統以及確定儲層損害程度的方法與系統。所述建模方法包括：根據待診斷井的預設區域內的儲層的壓力分布方程，確定儲層中的水相的壓力分布場與毛細管的壓力分布場之間的關系；根據水相的壓力分布場與毛細管的壓力分布場之間的關系及毛細管的受力平衡條件，確定油相的壓力分布場；根據油相的壓力分布場及達西公式，確定油相的速度分布場；及根據油相的對流擴散定律、速度分布場及油相的彌散系數，確定潤濕反轉損害儲層的時空演化模擬方程。本發明可定量模擬由潤濕反轉引起的儲層損害特征的四維時空演化過程，從而對未發生儲層損害的井進行儲層損害定量預測和損害規律時空推演。

技術領域

本發明涉及油田勘探技術領域，具體地涉及一種潤濕反轉損害儲層的建模方法與系統以及確定儲層損害程度的方法與系統。

背景技術

油田勘探開發的各個時期，由于受到多種內外因素影響，會導致儲層原有的物理、化學、熱力學和水動力學平衡狀態變化，不可避免的使儲層近井壁區乃至遠井壁區的儲層內部滲透率降低，堵塞流體流動，造成儲層損害和油井產量下降，甚至“槍斃”儲層。造成儲層損害的原因是多樣的、復雜的，特別是在生產過程中，儲層巖石儲滲空間、表面潤濕性、水動力學場、溫度場、巖石種類等不斷發生變化，使損害機理隨時間而變，且損害周期長、范圍寬，損害更具復雜性和疊加性。儲層損害一旦發生，必須根據儲層損害情況采取相應的解堵措施恢復流體流動通道，以便提高油井產量和水井注入能力。因此，厘清待解堵井儲層損害究竟由哪些因素造成、各損害因素所占比例如何，以及儲層損害的空間分布規律和隨時間變化規律對解堵措施優化設計至關重要，并直接影響解堵和增產效果好壞。

目前，診斷儲層損害的方法可分為礦場診斷法和室內評價法。其中，所述礦場診斷法包括試井法。雖然所述試井法可以定量給出表征待診斷井的預設區域內的儲層的損害程度的表皮系數、堵塞比、附加壓降等重要參數，但由其表征的表皮系數與其它參數相互聯系。也就是說，通過所述試井法得出的表皮系數并不僅僅反映真實儲層損害特征，還是各個環節、多因素的綜合表現(即其是真實損害表皮系數和由井斜表皮系數、儲層形狀表皮系數、打開儲層不完善表皮系數、非達西流表皮系數、射孔表皮系數等組成的擬表皮系數之和)，必須進行表皮系數分解才能得到真實損害表皮系數。其中，所述室內評價法包括巖心流動實驗法。所述巖心流動實驗法是通過巖心驅替前后的滲透率變化來了解損害程度大小，雖然比較適合研究單因素儲層損害，但難以反映較大尺度上儲層損害規律。并且，因室內巖心實驗條件比較理想化、評價用巖心都是原始狀態巖心、無法考慮儲層特性動態變化，使實驗結果與井下儲層真實損害出入較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種潤濕反轉損害儲層的建模方法與系統以及確定儲層損害程度的方法與系統，其可定量模擬由潤濕反轉引起的儲層損害特征的四維時空演化過程，從而對未發生儲層損害的井進行儲層損害定量預測和損害規律時空推演，為預防或避免儲層損害、制定油藏的開發方案以及之后增產措施具有科學指導意義，以及對已損害井優化設計解堵措施、提高或恢復油井產量和水井注水能力，以及提高油藏數值模擬精度都具有十分重大意義。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種潤濕反轉損害儲層的建模方法，所述建模方法包括：根據待診斷井的預設區域內的儲層的壓力分布方程，確定所述儲層中的水相的壓力分布場與毛細管的壓力分布場之間的關系，其中，所述毛細管由所述水相與所述儲層中的油相的接觸界面的潤濕反轉而形成；根據所述水相的壓力分布場與所述毛細管的壓力分布場之間的關系及所述毛細管的受力平衡條件，確定所述油相的壓力分布場；根據所述油相的壓力分布場及達西公式，確定所述油相的速度分布場；以及根據所述油相的對流擴散定律、所述速度分布場及所述油相的彌散系數，確定潤濕反轉損害儲層的時空演化模擬方程，其中所述時空演化模擬方程用于模擬由潤濕反轉引起的儲層損害特征的四維時空演化過程。

優選地，所述毛細管的受力平衡條件為下式表示的三力平衡條件，其中，為所述毛細管的壓力且由所述毛細管內的有效水飽和度決定；為所述油相的壓力分布場；以及為所述水相的壓力分布場。