专利名称：一种水驱油田优势通道识别方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水驱油田优势通道的识别技术，特别是一种利用不稳定试井方法对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别的水驱油田优势通道识别方法及装置。
背景技术：
在油田的长期注水开发过程中，储层孔隙结构会发生很大变化。油层非均质性等地质因素、开采速度过快等开发因素以及油层压力的变化等都会使储层孔喉半径增大，渗透率增大，从而在储层中形成次生高渗透条带，即优势通道。在油田开发过程中，优势通道最敏感的开发参数是压力和产量，而且试井所录取的资料是各种资料中唯一在油气藏流体流动状态下录取的资料，因此分析结果也最能代表油气藏的动态特性。由于优势通道是在油田开发过程中逐渐形成的，因此优势通道的发育级别不是一成不变的，而是一个由弱到强的动态变化过程。优势通道内流体的流动状态也是逐渐变化的，从达西渗流逐渐演化为非达西渗流。优势通道的出现将造成大量注入水的低效、无效循环，它一方面加剧了油层的非均质性，减小了注入水的波及系数，降低了注入水利用率；另一方面加剧了层内、层间矛盾，严重干扰其它油层的吸水出油状况，导致油井含水上升快，水驱动用程度低；同时，它还会造成其它增产措施实施起来比较困难，加大集输管线和联合站的工作量，使油田开发成本增加，降低了油田的经济采收率，影响油田开发效益的提高。因此，如何有效识别优势通道并选取合适的工艺措施对其进行治理，以此来增大注入水波及系数，改善油田水驱开发效果，已经成为中高含水期油藏开发中急需解决的重要问题。而解决该问题的关键以及首要工作就是准确有效地对优势通道进行识别。目前常用的优势通道识别方法主要有井间示踪剂测试方法、测井方法、水力探测方法和油藏工程方法。示踪剂方法主要通过检测注入示踪剂井周围响应井的示踪剂产出浓度随时间的变化，利用解析法或数值模拟方法，拟合出浓度变化曲线，通过调整地层参数，利用参数变化来模拟地下优势通道的特征；测井方法主要根据测井资料的异常响应特征确定各个小层的吸水变化情况，进而大体确定因优势通道存在而吸水异常的层位；水力探测方法主要利用压力波由注水井传到采油井所需的时间以及井间压差的变化解释出油层渗透率的变化，进而定量解释出优势通道的参数；油藏工程方法主要将优势通道中水的流动视为一维管流，建立大孔道形成后的数学模型，进而采用流管法计算优势通道的参数。然而现有的优势通道识别方法理论基础不完善，在建立数学模型时往往只基于达西渗流或管流的假设，没有考虑到不同级别优势通道所对应的不同渗流状态及其对优势通道识别的影响，不能准确反映优势通道的特征；此外，示踪剂测试和水力探测方法费用昂贵，而且参数解释过程的定性成分较多、受人为主观影响较强、可操作性弱、不利于现场实施；测井方法能够定性判别优势通道存在的层位，但无法判断优势通道发育的级别，认识程度较低，而且测试过程中会影响油田的正常生产，成本较高；油藏工程方法以管流为基础模型，计算简单易行，但假设过于理想化，不符合优势通道的实际情况。因此，研究不同级别优势通道的识别方法，对于中高含水期油藏的开发具有重要的理论和现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种准确性高、通用性强且简单易行的对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别的方法及装置。为了实现上述目的，本发明提供了一种水驱油田优势通道识别方法，其中，应用不稳定压力恢复试井资料对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别，包括如下步骤a、设置试井典型特征曲线图版步骤设置优势通道识别的试井典型特征曲线图版；b、试井井底压力测量步骤将压力计下入试井测试目的层中部，地面关井，利用压 力计记录试井井底压力随测试时间恢复的资料井底压力；C、试井井底压力导数计算步骤计算所述试井的井底压力对时间自然对数的一阶导数作为井底压力导数；d、绘制实测试井关系曲线步骤以测试时间为横坐标，以井底流压和压力导数为纵坐标，在双对数坐标系中绘制所述井底压力或所述井底压力导数随时间变化的实测试井关系曲线；e、判断优势通道的存在及其发育级别步骤将所述实测试井关系曲线与优势通道识别的所述试井典型特征曲线进行形态比较，判断优势通道是否存在并确定其发育级别。上述的水驱油田优势通道识别方法，其中，在所述绘制实测试井关系曲线步骤前，还包括dO、数据平滑处理步骤将所述井底压力或所述井底压力导数与时间的关系进行数据平滑处理以降低噪声。上述的水驱油田优势通道识别方法，其中，所述数据平滑处理步骤采用小波变换法、线性插值平滑法或傅立叶变换法对所述井底压力或所述井底压力导数进行数据平滑处理。上述的水驱油田优势通道识别方法，其中，所述设置试井典型特征曲线图版步骤包括设置正常储层试井特征曲线图版和设置优势通道试井典型特征曲线图版。上述的水驱油田优势通道识别方法，其中，所述正常储层试井特征曲线图版为均质无限大地层中心一口井的不稳定渗流模型曲线图版。上述的水驱油田优势通道识别方法，其中，所述设置优势通道试井典型特征曲线图版包括al、给定模型假设条件按照优势通道的成因及发育级别给定模型的假设条件；a2、建立数学模型按照所述优势通道的成因及发育级别的假设条件分别建立相应的数学模型；a3、模型求解及典型特征曲线绘制分别对所述数学模型求解并根据求解结果绘制相应的优势通道试井典型特征曲线图版。上述的水驱油田优势通道识别方法，其中，所述优势通道试井典型特征曲线图版按照优势通道的成因及发育级别由弱到强，包括普通高渗透层特征曲线图版、强高渗条带特征曲线图版和大孔道特征曲线图版。为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种水驱油田优势通道识别装置，其中，应用不稳定压力恢复试井资料对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别，包括设置典型特征曲线图版模块用于 设置并存储优势通道识别的试井典型特征曲线图版；井底压力测量模块包括压力计和压力记录单元，所述压力计用于测试试井随测试时间恢复的井底压力，并将测试得到的所述井底压力输送入所述压力记录单元；井底压力导数计算模块用于计算所述井底压力对时间自然对数的一阶导数，作为井底压力导数并存储该井底压力导数；绘制试井关系曲线模块用于在双对数坐标系中绘制所述井底压力或所述井底压力导数随时间变化的实测试井关系曲线；判断模块用于将所述实测试井关系曲线与优势通道识别的所述试井典型特征曲线进行形态比较，判断优势通道是否存在并确定其发育级别。上述的水驱油田优势通道识别装置，其中，还包括数据平滑处理模块用于将所述井底压力或所述井底压力导数与时间的关系进行数据平滑处理后输入所述绘制实测试井关系曲线模块。本发明的技术效果在于本发明在不稳定试井测试的基础上，通过对不同级别优势通道渗流特点的理论分析，绘制了针对不同级别优势通道的典型特征曲线，建立了一套准确有效地识别水驱油田优势通道的新方法。本发明经现场实施，及以常规技术进行的验证，均取得了较好的效果。该技术与常规技术相比，准确性高、通用性强，简单易行，具有较强的可操作性，可以为油田下一步增产措施的实施和提高采收率方案的设计提供技术支持。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I为本发明的水驱油田优势通道识别方法流程图；图2为储层为正常储层(储层中不存在优势通道)时的试井典型特征曲线；图3为储层中存在普通高渗透层时的试井典型特征曲线；图4为储层中存在强高渗条带时的试井典型特征曲线；图5A为大孔道的试井解释模型示意图；图5B为储层中存在大孔道时的试井典型特征曲线；图6为本发明的水驱油田优势通道识别装置框图；图7为本发明一实施例的不稳定试井测试结果；图8为本发明一实施例的第二次不稳定试井测试结果；图9为本发明一实施例的不稳定试井测试结果。其中，附图标记I设置典型特征曲线图版模块2井底压力测量模块
3井底压力导数计算模块4数据平滑处理模块5绘制试井关系曲线模块6判断模块M压力导数随时间的变化曲线N压力随时间的变化曲线a e、b0、al a3 步骤
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述本发明公开了一种基于不稳定试井的水驱油田优势通道识别方法及装置。主要通过对油井进行压力恢复测试，利用实测的井底压力及其导数随时间变化的曲线，对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别。对优势通道进行识别主要涉及到两大方面的问题(I)确定储层中是否存在优势通道；(2)诊断优势通道发育的程度。本发明为了解决优势通道识别过程中的上述两大问题，克服常规优势通道识别方法不准确、不完善、受主观因素影响大的缺点，以不稳定试井测试为基础，建立了一种针对不同级别优势通道的识别技术，以此为油 田下一步增产措施的实施和提高采收率方案的设计提供技术支持。参见图1，图I为本发明的水驱油田优势通道识别方法流程图。本发明提供了一种基于不稳定试井的水驱优势通道识别方法。其主要是应用不稳定压力恢复试井资料对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别，通过对油井进行压力恢复测试，利用所得到的压力和压力导数曲线对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别。包括如下步骤设置试井典型特征曲线图版步骤a:设置优势通道识别的试井典型特征曲线图版；试井井底压力测量步骤b :将压力计(本实施例优选为高精度电子压力计)下入试井测试目的层中部，地面关井，利用压力计记录试井随测试时间恢复的井底压力；试井井底压力导数计算步骤c :计算所述试井的井底压力对时间自然对数的一阶导数作为井底压力导数；绘制实测试井关系曲线步骤d :以测试时间为横坐标，以井底流压和压力导数为纵坐标，在双对数坐标系中绘制所述井底压力或所述井底压力导数随时间变化的实测试井关系曲线；所述实测试井关系曲线为无因次井底压力与无因次时间的双对数关系曲线或无因次井底压力导数与无因次时间的双对数关系曲线。判断优势通道的存在及其发育级别步骤e :将所述实测试井关系曲线与优势通道识别的所述试井典型特征曲线进行形态比较，判断优势通道是否存在并确定其发育级别。在所述绘制实测试井关系曲线步骤d前，还包括数据平滑处理步骤dO :将所述井底压力或所述井底压力导数与时间的关系进行数据平滑处理以降低噪声。其中，所述数据平滑处理步骤可采用小波变换法、线性插值平滑法或傅立叶变换法对所述井底压力或所述井底压力导数进行数据平滑处理。由于不稳定试井过程中存在着许多不确定因素，这些不确定因素会使高精度压力计记录的井底压力信号中混入干扰信号(噪声)。如果不采用合适的算法进行降噪，则会造成井底压力和压力导数曲线出现较大的波动，造成曲线特征不明显，可能会影响该发明的实际应用效果。因此本实施例优选采用数学中的小波变换方法对实测的井底压力数据进行光滑处理，以达到降噪的目的。所述设置试井典型特征曲线图版步骤包括设置正常储层试井特征曲线图版和设置优势通道试井典型特征曲线图版。其中，储层为正常储层(储层中不存在优势通道)时，将其视为均质油藏。该类储层的试井解释模型即为传统的均质无限大地层中心一口井的不稳定渗流模型，可采用Iaplace变换进行解析求解或者有限差分法进行数值求解。该类储层的典型试井曲线为现有技术中的常用曲线，模型的具体求解过程和典型曲线均为较成熟的现有技术，在此不作赘述。本实施例中，所述正常储层试井特征曲线图版为均质无限大地层中心一口井的不稳定渗流模型曲线图版。参见图2，图2为储层为正常储层(储层中不存 在优势通道)时的试井典型特征曲线。其中，附图中M为压力导数随时间的变化曲线，N为压力随时间的变化曲线，以下各图中M、N含义相同。压力和压力导数在试井学科中具有固定的含义。本实施例中，根据优势通道的成因及发育级别，将优势通道由弱到强划分为三类普通高渗透层，强高渗条带和大孔道，分别根据其渗流特点抽象出典型的物理模型，以此来建立相应的试井解释数学模型，并对其进行求解，绘制不同级别优势通道识别的典型特征曲线。其中，所述设置优势通道试井典型特征曲线图版具体包括建立模型设置条件步骤al :按照优势通道的成因及发育级别建立模型设置的假设条件；建立数学模型步骤a2 :按照所述优势通道的成因及发育级别的假设条件分别建立对应的数学模型；模型求解及典型特征曲线绘制步骤a3 :分别对所述数学模型求解并根据求解结果绘制相应的优势通道试井典型特征曲线图版。其中，所述优势通道试井典型特征曲线图版按照优势通道的成因及发育级别由弱到强包括普通高渗透层特征曲线图版、强高渗条带特征曲线图版和大孔道特征曲线图版。下面具体说明普通高渗透层特征曲线图版、强高渗条带特征曲线图版和大孔道特征曲线图版的建立过程。参见图3，图3为储层中存在普通高渗透层时的试井典型特征曲线。储层中存在普通高渗透层时，将其视为多层油藏。al、模型假设条件如下①油井以定产量生产；②地层流体和岩石均微可压缩，且压缩系数为常数；③地层流体为单相，且在两个渗流场内的流动均符合达西定律；④考虑井筒存储与表皮效应的影响；⑤油井测试前地层中各点压力相同，均为Pi ；⑥忽略重力和毛管力的影响，且地层中压力梯度较小；
⑦每种介质的孔隙度与另一种介质的压力变化相互独立；⑧两层之间相连通，且两者之间发生拟稳态窜流；a2、建立数学模型无因次量定义模型中下标I代表正常储层，下标2代表普通高渗透层。①无因次压力
权利要求
1.一种水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，应用不稳定压力恢复试井资料对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别，包括如下步骤 a、设置试井典型特征曲线图版步骤设置优势通道识别的试井典型特征曲线图版； b、试井井底压力测量步骤将压力计下入试井测试目的层中部，地面关井，利用压力计记录井底压力随测试时间恢复的数据； C、试井井底压力导数计算步骤计算所述试井的井底压力对时间自然对数的一阶导数作为井底压力导数； d、实测试井关系曲线绘制步骤以测试时间为横坐标，以井底流压和压力导数为纵坐标，在双对数坐标系中绘制所述井底压力或所述井底压力导数随时间变化的实测试井关系曲线； e、判断优势通道的存在及其发育级别步骤将所述实测试井关系曲线与优势通道识别的所述试井典型特征曲线进行形态比较，判断优势通道是否存在并确定其发育级别。
2.如权利要求I所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，在所述绘制实测试井关系曲线步骤前，还包括 dO、数据平滑处理步骤将所述井底压力或所述井底压力导数与时间的关系进行数据平滑处理以降低噪声。
3.如权利要求2所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，所述数据平滑处理步骤采用小波变换法、线性插值平滑法或傅立叶变换法对所述井底压力或所述井底压力导数进行数据平滑处理。
4.如权利要求I、2或3所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，所述实测试井关系曲线为无因次井底压力与无因次时间的双对数关系曲线或无因次井底压力导数与无因次时间的双对数关系曲线。
5.如权利要求I、2或3所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，所述设置试井典型特征曲线图版步骤包括设置正常储层试井特征曲线图版和设置优势通道试井典型特征曲线图版。
6.如权利要求5所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，所述正常储层试井特征曲线图版为均质无限大地层中心一口井的不稳定渗流模型曲线图版。
7.如权利要求5所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，所述设置优势通道试井典型特征曲线图版包括 al、建立模型设置条件按照优势通道的成因及发育级别建立模型设置的假设条件； a2、建立数学模型按照所述优势通道的成因及发育级别的假设条件分别建立相应的数学模型； a3、模型求解及典型特征曲线绘制分别对所述数学模型求解并根据求解结果绘制相应的优势通道试井典型特征曲线图版。
8.如权利要求7所述的水驱油田优势通道识别方法，其特征在于，所述优势通道试井典型特征曲线图版按照优势通道的成因及发育级别由弱到强包括普通高渗透层特征曲线图版、强高渗条带特征曲线图版和大孔道特征曲线图版。
9.一种水驱油田优势通道识别装置，其特征在于，应用不稳定压力恢复试井资料对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别，包括设置典型特征曲线图版模块用于设置并存储优势通道识别的试井典型特征曲线图版； 井底压力测量模块包括压力计和压力记录单元，所述压力计用于测试试井随测试时间恢复的井底压力并将测试得到的所述井底压力输送入所述压力记录单元； 井底压力导数计算模块用于计算所述井底压力对时间自然对数的一阶导数作为井底压力导数并存储该井底压力导数； 绘制试井关系曲线模块用于在双对数坐标系中绘制所述井底压力或所述井底压力导数随时间变化的实测试井关系曲线； 判断模块用于将所述实测试井关系曲线与优势通道识别的所述试井典型特征曲线进行形态比较，判断优势通道是否存在并确定其发育级别。
10.如权利要求9所述的水驱油田优势通道识别装置，其特征在于，还包括 数据平滑处理模块用于将所述井底压力或所述井底压力导数与时间的关系进行数据平滑处理后输入所述绘制实测试井关系曲线模块。
全文摘要
一种水驱油田优势通道识别方法及装置，应用不稳定压力恢复试井资料对水驱油田开发过程中所形成的优势通道进行识别，该方法包括设置试井典型特征曲线图版步骤；试井井底压力测量步骤；试井井底压力导数计算步骤；绘制实测试井关系曲线步骤及判断优势通道的存在及其发育级别步骤；该装置包括设置典型特征曲线图版模块、井底压力测量模块、井底压力导数计算模块、绘制试井关系曲线模块及判断模块。本发明与现有技术相比，准确性高、通用性强，简单易行，具有较强的可操作性，可以为油田下一步增产措施的实施和提高采收率方案的设计提供技术支持。
文档编号E21B43/20GK102953726SQ20111024083
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者冯其红, 王森, 张先敏 申请人:中国石油大学(华东)