一种低流度油藏物理约束试井解释方法及装置与流程
本发明涉及油藏动态监测中试井解释技术领域，特别涉及一种低流度油藏物理约束试井解释方法及装置。
背景技术：
进入21世纪，以特(超)低渗透和稠油为代表的低流度油藏开发得到空前重视，有效开发低流度油藏对保障国内石油安全战略目标具有重要意义。目前低流度油藏开发存在渗流机理不清、能量利用和传播特征不明两大理论难题。试井技术具有对测试环境的要求低，测试便捷，工艺和工具相对成熟等优势；且利用试井求得的地层参数代表井附近及较大范围内的平均有效渗透率，可以确定工艺条件变化引起的储层物性参数及产能变化；同时，试井工艺简单，成本低廉，在整个开发过程中都可进行。因此，试井分析方法已经成为评价低流度油藏动态及其参数的主要方法。
然而，低流度储层复杂试井压力测试设计和解释仍是以长庆油田为代表的国内低流度油田开发面临的技术难题，主要表现在：试井曲线呈现“早期测试”特征：压力导数“驼峰”不明显、试井曲线没有出现径向流水平段，导致现代试井分析方法不能使用；表皮因子、渗透率等解释数据的多解性限制了试井结果的应用；平均地层压力等关键地层参数的可靠性和准确性存在疑问。
目前试井解释普遍采用商业化解释软件，其未考虑低速非达西渗流的特征和试井解释参数之间的关联，也没有专门针对低流度储层“早期测试”特征的试井解释方法，解释成果物理意义不清，可信度较低，在实际应用中限制了低流度油藏试井技术的推广和解释成果对油田开发的指导作用。
技术实现要素：
本发明实施例的主要目的在于提出一种低流度油藏物理约束试井解释方法及装置，以解决现有的商业化解释软件未考虑低速非达西渗流特征和试井解释参数之间的关联性，解释参数油藏物理意义不当，解释结果多解性过强导致的可靠性和准确性存疑问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种低流度油藏物理约束试井解释方法，包括：
根据渗流力学物理原理，建立表皮因子和渗透率的约束关系，利用所述约束关系，确定表皮因子合理下限；
在满足所述表皮因子合理下限的情况下，根据物理约束试井解释方法确定井储系数、表皮因子、内区渗透率、内区半径和外区渗透率；
根据改进的dietz方法，利用所述表皮因子、所述内区渗透率、所述内区半径和所述外区渗透率计算考虑启动压力梯度的探测半径内的平均地层压力；
利用所述井储系数计算近井水体储集等效体积。
可选的，在本发明一实施例中，所述表皮因子和渗透率的约束关系的表达式为：
其中，q为产量；b为流体体积系数；μ为流体粘度；k内为储层内区渗透率；h为储层有效厚度；t0为开井时间；φ为储层孔隙度；ct为综合压缩系数；rw为井筒半径；s为表皮因子。
可选的，在本发明一实施例中，所述确定井储系数、表皮因子、内区渗透率、内区半径和外区渗透率的步骤包括：
在满足所述表皮因子合理下限的情况下，确定井储系数初值和表皮因子；
拟合井筒存储段数据，利用所述井储系数初值和拟合的井筒存储段数据确定井储系数；
根据所述压力曲线和压力导数曲线，拟合压力和压力导数曲线的分离点，确定复合油藏内区渗透率；
拟合压力导数曲线的第二个上翘点，确定复合油藏内区半径；
拟合压力导数曲线的第二个上翘点曲线斜率，确定复合油藏外区渗透率。
可选的，在本发明一实施例中，所述平均地层压力的表达式为：
其中，
可选的，在本发明一实施例中，所述近井水体储集等效体积的表达式为：
其中，vwe为近井水体储集等效体积；c为井储系数；cf为含水岩石压缩系数。
为实现上述目的，本发明还提供了一种低流度油藏物理约束试井解释装置，包括：
表皮因子合理下限确定单元，用于根据渗流力学物理原理，建立表皮因子和渗透率的约束关系，利用所述约束关系，确定表皮因子合理下限；
试井解释单元，用于在满足所述表皮因子合理下限的情况下，根据物理约束试井解释方法确定井储系数、表皮因子、内区渗透率、内区半径和外区渗透率；
平均地层压力计算单元，用于根据改进的dietz方法，利用所述表皮因子、所述内区渗透率、所述内区半径和所述外区渗透率计算考虑启动压力梯度的探测半径内的平均地层压力；
近井水体储集等效体积确定单元，用于利用所述井储系数计算近井水体储集等效体积。
可选的，在本发明一实施例中，所述表皮因子合理下限确定单元建立的表皮因子和渗透率的约束关系的表达式为：
其中，q为产量；b为流体体积系数；μ为流体粘度；k内为储层内区渗透率；h为储层有效厚度；t0为开井时间；φ为储层孔隙度；ct为综合压缩系数；rw为井筒半径；s为表皮因子。
可选的，在本发明一实施例中，所述试井解释单元包括：
井储系数初值和表皮因子确定模块，用于在满足所述表皮因子合理下限的情况下，确定井储系数初值和表皮因子；
井储系数确定模块，用于拟合井筒存储段数据，利用所述井储系数初值和拟合的井筒存储段数据确定井储系数；
复合油藏内区渗透率确定模块，用于根据所述压力曲线和压力导数曲线，拟合压力和压力导数曲线的分离点，确定复合油藏内区渗透率；
复合油藏内区半径确定模块，用于拟合压力导数曲线的第二个上翘点，确定复合油藏内区半径；
复合油藏外区渗透率确定模块，用于拟合压力导数曲线的第二个上翘点曲线斜率，确定复合油藏外区渗透率。
可选的，在本发明一实施例中，所述平均地层压力计算单元确定的平均地层压力的表达式为：
其中，
可选的，在本发明一实施例中，所述近井水体储集等效体积确定单元确定的近井水体储集等效体积的表达式为：
其中，vwe为近井水体储集等效体积；c为井储系数；cf为含水岩石压缩系数。
上述技术方案具有如下有益效果：
相比于现有技术，本技术方案解决了现有的商业化解释软件未考虑低速非达西渗流特征和试井解释参数之间的关联性，解释参数油藏物理意义不当，解释结果多解性过强导致的可靠性和准确性存疑问题，使得低流度油藏科学、合理试井解释得以实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提出的一种低流度油藏物理约束试井解释方法流程图；
图2为本发明实施例提出的一种低流度油藏物理约束试井解释装置框图；
图3为本实施例的低流度油藏物理约束试井解释装置中试井解释单元功能框图；
图4为该井双对数坐标系统中的压力曲线和压力导数曲线示意图；
图5为井储系数诊断图；
图6为表皮因子诊断图；
图7为调整系数0.9对应的计算曲线示意图；
图8为调整系数1.6对应的计算曲线示意图；
图9为调整系数2对应的计算曲线示意图；
图10为调整系数0.1对应的计算曲线示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术方案的工作原理为：基于专利号为zl201110208804.7和《断块气田》公开发表的名称为低渗油藏注水井试井压力响应机理及解释模型的文献资料公开的压力恢复试井模型，考虑试井解释参数之间的关联性，在厘清解释参数物理意义的基础上，建立一套专门针对低流度油藏的物理约束试井解释方法，对指导此类油田的试井解释工作具有重要的现实意义。
基于上述工作原理，如图1所示，为本发明实施例提出的一种低流度油藏物理约束试井解释方法流程图。包括：
步骤101)：根据渗流力学物理原理，建立表皮因子和渗透率的约束关系，利用所述约束关系，确定表皮因子合理下限；
表皮因子一般不能绝对值过大且为负值，从渗流力学角度，表皮因子应满足如下关系：
公式1中，q为产量；b为流体体积系数；μ为流体粘度；k内为储层内区渗透率；h为储层有效厚度；t0为开井时间；φ为储层孔隙度；ct为综合压缩系数；rw为井筒半径；s为表皮因子。
取t0＝10s为特征值，公式1简化为：
步骤102)：在满足所述表皮因子合理下限的情况下，根据物理约束试井解释方法确定井储系数、表皮因子、内区渗透率、内区半径和外区渗透率；其中，所述确定井储系数、表皮因子、内区渗透率、内区半径和外区渗透率的步骤包括：
在满足所述表皮因子合理下限的情况下，确定井储系数初值和表皮因子；
拟合井筒存储段数据，利用所述井储系数初值和拟合的井筒存储段数据确定井储系数；
根据所述压力曲线和压力导数曲线，拟合压力和压力导数曲线的分离点，确定复合油藏内区渗透率；
拟合压力导数曲线的第二个上翘点，确定复合油藏内区半径；
拟合压力导数曲线的第二个上翘点曲线斜率，确定复合油藏外区渗透率。
步骤103)：根据改进的dietz方法，利用所述表皮因子、所述内区渗透率、所述内区半径和所述外区渗透率计算考虑启动压力梯度的探测半径内的平均地层压力；
所述平均地层压力的表达式为：
其中，
步骤104)：利用所述井储系数计算近井水体储集等效体积。
所述近井水体储集等效体积的计算方法公式(4)所示：
其中，vwe为近井水体储集等效体积；c为井储系数；cf为含水岩石压缩系数。
如图2所示，为本发明实施例提出的一种低流度油藏物理约束试井解释装置框图。包括：
表皮因子合理下限确定单元201，用于根据渗流力学物理原理，建立表皮因子和渗透率的约束关系，利用所述约束关系，确定表皮因子合理下限；
试井解释单元202，用于在满足所述表皮因子合理下限的情况下，根据物理约束试井解释方法确定井储系数、表皮因子、内区渗透率、内区半径和外区渗透率；
平均地层压力计算单元203，用于根据改进的dietz方法，利用所述表皮因子、所述内区渗透率、所述内区半径和所述外区渗透率计算考虑启动压力梯度的探测半径内的平均地层压力；
近井水体储集等效体积确定单元204，用于利用所述井储系数计算近井水体储集等效体积。
如图3所示，为低流度油藏物理约束试井解释装置中试井解释单元的功能框图。试井解释单元包括：
井储系数初值和表皮因子确定模块2021，用于在满足所述表皮因子合理下限的情况下，确定井储系数初值和表皮因子；
井储系数确定模块2022，用于拟合井筒存储段数据，利用所述井储系数初值和拟合的井筒存储段数据确定井储系数；
复合油藏内区渗透率确定模块2023，用于根据所述压力曲线和压力导数曲线，拟合压力和压力导数曲线的分离点，确定复合油藏内区渗透率；
复合油藏内区半径确定模块2024，用于拟合压力导数曲线的第二个上翘点，确定复合油藏内区半径；
复合油藏外区渗透率确定模块2025，用于拟合压力导数曲线的第二个上翘点曲线斜率，确定复合油藏外区渗透率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
下面以某低流度油田1口井的试井解释过程为例说明本发明的具体实施方式。如图4所示，为该井双对数坐标系统中的压力曲线和压力导数曲线示意图。
采用半自动诊断分析方法，确定井储系数初值和表皮因子。图5为井储系数诊断图，根据图中诊断结果井储系数初步定为12.45m3/mpa。图6为表皮因子诊断图，根据图中诊断结果，该井满足表皮因子下限的表皮因子为-1.44。
在半自动诊断分析结果的基础上，给予井储系数三个调整系数：0.8、0.9、0.95，自动计算后进行曲线对比分析。图7为调整系数0.9对应的计算曲线。从图中看出拟合效果符合要求，则新井储系数(新井储系数＝旧井储系数×调整系数)为：12.45×0.9≈11.21m3/mpa。因此，确定新井储系数为11.21m3/mpa，并将该值应用于后续参数的拟合过程中。
井储系数调整完毕后，分析拟合曲线，发现纯井筒储集阶段结束后，拟合压力、压力导数曲线皆在实测曲线的上方且分离时间过晚，根据渗透率对试井曲线的影响规律，此时应调大内区渗透率。
对于文中所述该井，经分析应调大内区渗透率，给予它三个调整系数：1、1.3、1.6，自动计算后对比分析。图8为调整系数1.6对应的计算曲线。从图中看出，拟合效果符合要求，则新内区渗透率(新内区渗透率＝旧内区渗透率×调整系数)为：21.9×1.6＝35.04md。因此，确定新内区渗透率为35.04md，并将该值应用于后续参数的拟合过程中。
分析拟合曲线，发现拟合曲线上翘太早即第二个上翘点出现过早，根据内区半径对试井曲线的影响规律，此时应调大内区半径。若不能确定该调大或调小参数，可给予该参数：0.5、1、1.5三个调整系数，计算出曲线后观察变化趋势，然后确定调参方向。
对于文中所述单井，经分析应调大内区半径，给予它三个调整系数：1、1.5、2，自动计算后进行曲线对比分析。图9为调整系数2对应的计算曲线。从图中看出，计算的压力导数曲线上翘时机与实测曲线符合，则新内区半径(新内区半径＝旧内区半径×调整系数)为100×2＝200m。因此，确定新内区半径为200m，并将该值应用于后续参数的拟合过程中。
内区半径调整完毕后，分析拟合曲线，发现拟合曲线上翘幅度不够即第二个上翘点后曲线斜率过小，则应继续调整外区渗透率，此时应调小外区渗透率。
对于文中所述单井，调小外区渗透率，给予它三个调整系数0.1、0.25、0.5，自动计算后进行曲线对比分析。图10为调整系数0.1对应的计算曲线。从图中看出，计算曲线与实测曲线重合，达到要求的拟合效果，拟合终止，则新外区渗透率(新外区渗透率＝旧外区渗透率×调整系数)为2.2×0.1＝0.22md。因此，确定新外区渗透率为0.22md。
由本实施例可知，本技术方案实现了试井曲线特征与解释成果一一对应，解决了现有的商业化解释软件未考虑低速非达西渗流特征和试井解释参数之间的关联性，解释参数油藏物理意义不当，解释结果多解性过强导致的可靠性和准确性存疑问题，使得低流度油藏科学、合理试井解释得以实现。
以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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