储层模拟器、方法和计算机程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般设及碳氨化合物储层分析，且更具体地设及对支撑剂损坏对储层生产 的影响进行建模的储层模拟器。
[0002] 发明背景
[0003] 在碳氨化合物的勘探中，准确理解储层的经济预测极为重要。传统方法包括使用 预测生产行为从而预测井现金流转的储层模拟器。然而，除了储层模拟器，还需要地质力学 计算来解决支撑剂渗透率随时间降低的问题（即，支撑剂损坏），运会直接影响生产。在传统 储层模拟器中，工程师利用压实台来对该影响进行建模，之所W被称作压实台是因为研制 其是为了对由压力与传递率和孔隙体积的关系组成的压实效应进行建模。
[0004] 在传统思想上，实验室试验和物理理论认为支撑剂填料的渗透率为闭合应力和孔 隙压力的函数。该方法的缺点是，计算闭合应力并直接分析实验室确定的裂缝渗透率与闭 合应力之间的关系对于储层模拟器而言在计算性能上要求苛刻，且将需要比通常可用数据 更多的数据。因此，更实用的是研发一种储层模拟器，其设法W高效的计算方式利用裂缝渗 透率与闭合应力的关系。然而，至今尚未为该行业提供解决方案。
[0005] 综上所述，本领域需要一种储层模拟器，其将裂缝渗透率与闭合应力的关系转换 成裂缝渗透率与孔隙压力的关系（反之亦然），W预测支撑剂损坏对生产的影响，从而提供 对储层的更准确的经济预测。
[0006] 附图简述
[0007] 图1图示了根据本发明的某些示例性实施方案的储层模拟系统的框图。
[000引图2是从示例性传导率实验研究中获取的绘制裂缝闭合应力与基线传导率W及基 线裂缝渗透率的关系的传导率曲线图。
[0009] 图3是根据本发明的某些示例性方法的对支撑剂损坏对储层生产的影响进行建模 的方法的流程图。
[0010] 图4是绘制孔隙压力与使用图3中的示例性方法计算的裂缝渗透率比的关系的曲 线图。
【具体实施方式】
[0011] W下描述了本发明的说明性实施方案和相关方法，因为其可用于在将支撑剂损坏 影响考虑在内的同时对生产进行建模的储层模拟器。为了清楚起见，本说明书中并没有描 述实际实施方式或方法的所有特征。此外，本文描述的"示例性"实施方案指的是本发明的 实例。当然应理解，在任何运种实际实施方案的发展中，为了实现开发者的特定目标，必须 做出许多特定实施决定，例如符合与系统相关和与业务相关的限制，所述限制对于不同实 施方式是不同的。此外应理解，运种开发工作可能复杂且耗时，但对于本领域那些得益于本 公开的普通技术人员而言，运只不过是一项常规任务。通过考虑W下描述和附图，本发明的 各种实施方案的其它方面和优点W及相关的方法将变得很明显。
[0012] 图1示出了根据本发明的某些示例性实施方案的储层模拟系统100的框图。正如本 文将要描述的那样，本发明的示例性实施方案描述了对支撑剂损坏对储层生产的影响进行 建模的储层模拟器。更具体地说，示例性储层模拟器计算裂缝闭合应力与裂缝渗透率的关 系，并将其转化为孔隙压力与裂缝渗透率的关系。基于孔隙压力关系，模拟器在将因支撑剂 随着时间损坏而导致裂缝渗透率降低考虑在内的同时，动态地对储层生产进行建模。因此， 通过使用本发明，通过允许储层工程师直接利用储层模拟器计算中的裂缝建模结果(无论 是双翼或复杂网络)的工作流程，在储层模拟器中对支撑剂损坏的影响进行了建模。
[0013] 参考图1，示例性的储层模拟系统100包括至少一个处理器102、非暂时性计算机可 读存储器104、收发器/网络通信模块105、可选I/O装置106和可选显示器108(例如，用户界 面），其全部通过系统总线109相互连接。可由处理器102执行W实现根据本文描述的示例性 实施方案的储层模拟器110内存储的软件指令的软件指令可存储在存储器104或某个其它 计算机可读介质中。尽管未在图1中明确示出，但应认识到，储层模拟系统100可通过一个或 多个适当的网络连接连接至一个或多个公共和/或私人网络。还应认识到，包括储层模拟器 110的软件指令也可通过有线或无线方法从CD-ROM或其它合适的存储介质加载入存储器 104。
[0014] 此外，本领域技术人员应理解，本发明可利用各种计算机系统配置实践，包括手持 装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。 可接受任何数量的计算机系统和计算机网络与本发明一起使用。本发明可在分布式计算环 境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理装置执行。在分布式计算环境中，程序 模块可位于包括存储器存储装置的本地和远程计算机存储介质中。因此，本发明可结合各 种硬件、软件或其组合在计算机系统或其它处理系统中实现。
[0015] 储层模拟器110的示例性实施方案对所需井筒例如多侧井的生产进行建模。储层 模拟器110还可用于优化和设计各种井处理，例如压裂和防砂。如W下将描述的那样，储层 模拟器110生成用于输入并呈现进行精确数值模拟所需的复杂数据的图形用户界面。通过 使用图形用户界面，用户可输入数据、启动储层模拟、监控模拟运行并分析结果。示例性储 层模拟平台包括例如Q灿正ook?或Nexus⑥。
[0016] 仍参考图1，储层模拟器110通过链路116a与支撑剂数据库112通信，链路116a可W 是任何有线或无线链路。支撑剂数据库112提供与支撑剂损坏行为有关的稳健数据检索和 数据集成，其被传递至储层模拟器now执行本发明的功能。如本领域得益于本公开的技术 人员将理解的那样，运种支撑剂损坏数据可包括从实验室裂缝传导率研究中获得的作为应 力的函数的渗透率的相关性或表。图2是从示例性传导率实验研究中获取的绘制裂缝闭合 应力与基线传导率W及基线裂缝渗透率的关系的传导率曲线图。一个含有运种支撑剂损坏 行为数据的示例性数据库为由岩忍实验室（Core Laboratories)或哈里伯顿材料文库 (化lUburton Material Library)提供的Predict-K文库。然而，给定溫度、裂缝尺寸、浓度 (宽度及质量分数的话，使用运种传导率曲线图可确定某些支撑剂类型或支撑剂混合物 的渗透率与闭合应力的关系。在图2中，绘制了两种不同的示例性支撑剂类型，Jordan 化imin 20/40和化rboLite 20/40,连同其各自的基线传导率W及裂缝渗透率与裂缝闭合 应力的关系。如下文中进一步详细描述的那样，储层模拟器110将最终将该基于应力的关系 转化成基于压力的关系，从而对支撑剂损坏对生产的动态影响进行建模。
[0017] 储层模拟器110还通过链路116b与裂缝模拟器114通信，链路116b也为有线或无线 通信链路。然而，替代地，支撑剂数据库112和裂缝模拟器114二者可嵌入储层模拟器110内， 如本领域得益于本公开的技术人员将理解的那样。然而，裂缝模拟器114对压裂过程期间裂 缝的增长行为进行建模，并将该裂缝特征数据作为输出提供给储层模拟器110。运种特征数 据可包括例如裂缝的几何形状和性能（例如，渗透率和孔隙率），可将其校准为具体的裂缝 作业进度，该裂缝作业进度还将支撑剂类型（为单种支撑剂还是为混合支撑剂)考虑在内。 裂缝模拟器114将提供有关网格的特征数据，该特征数据可被映射至储层模拟器110使用的 网格。此后，如W下将描述的那样，一旦已使用本发明的算法对支撑剂填充的裂缝的渗透率 的适当降低进行了建模，则储层模拟器110继续进行计算。可在市场上购得的示例性裂缝模 拟平台包括例如化lliburtonSavvy液、FracProPT饭、StimPlan或GOHFER饭。
[0018] 再参考图1，在某些示例性实施方案中，储层模拟器110也可存储(或从远程位置上 传)与储层相关的包括井计划、构建和完井过程的所有方面(例如，钻孔、注水泥、电缆测井、 井测试和增产处理）的历史数据和实时数据。此外，运种数据可包括例如裸井测井数据、井 眼轨迹、岩石物理岩石特性数据、表面数据、故障数据、来自周围井的数据、根据地质统计学 推断的数据等。示例性数据库平台为例如由休斯顿德克萨斯州的化lliburton Energy Services Inc.在市场上供应的INSITE嚴软件组。本领域得益于本公开的技术人员意识 到，存在各种软件平台和关联系统来检索、存储并集成与井相关的数据，如本文所述。
[0019] 仍参考图1中的示例性实施方案，储层模拟器110也可包括地球建模模块（未示 出），其将支撑剂损坏W及其它井筒数据集成W使地下地层可视化，包括例如地球科学解 释、石油系统建模、地球化学分析、地层网格、地层相、单位网格净体积W及岩石物理特性建 模。示例性地球建模平台包括例如DecisionSpace液，其由本发明的