致密油多重介质耦合渗流的全周期产能预测方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气田开发领域，尤其涉及一种致密油多重介质耦合渗流的全周期产 能预测方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 致密油作为一种非常规资源，在我国拥有厚实的储量基础，开发潜力巨大。由于 该类储层孔喉细微，采用体积压裂模式开发，存在纳微米级基质孔隙、微米-毫米级天然裂 缝与人工压裂裂缝，构成复杂裂缝网络，导致渗流机理及开采机理极为复杂，产能控制因素 多，不确定性强，产能预测难度大。
[0003] 传统产能预测模型与方法多基于单一基质、达西渗流，只考虑启动压力梯度或应 力敏感单一渗流机理对产能的影响，未同时考虑不同尺度基质-裂缝耦合渗流、启动压力 梯度与应力敏感非线性渗流机理共同作用等对产能的影响，考虑因素单一，对致密油的产 能预测适应性差。
[0004] 致密油体积压裂改造开发模式下，具有介质多样性、流动的复杂性及区域性、开采 的阶段性等特点，准确预测致密油不同生产阶段产能，对致密油产能评价与预测、优化配产 与工艺参数优化设计具有重要意义。
[0005] 因此，建立考虑多尺度、多介质、多流态耦合的致密油体积压裂水平井产能预测模 型，形成基于致密油多重介质、多流态、全周期的产能预测方法意义重大。
【发明内容】
[0006] 本发明实施的目的在于准确预测致密油单井全周期产能，为致密油产能评价与预 测、优化配产与工艺参数优化设计提供技术手段。
[0007] 本发明实施例提供了一种致密油多重介质耦合渗流的全周期产能预测方法，所述 方法包括：获取油田开发区域的模型参数及所述油田开发区域中多重介质的渗流机理参 数；基于所述油田开发区域内的渗流机理、压力的非瞬时传播性及渗流的区域性，建立所述 油田开发区域中生产井的产能预测模型；根据所述模型参数和所述渗流机理参数，利用所 述产能预测模型进行迭代计算，得到所述生产井的至少一个生产阶段的生产动态曲线，以 进行致密油产能预测。
[0008] 一个实施例中，获取油田开发区域的模型参数及所述油田开发区域中多重介质的 渗流机理参数，包括：根据油田开发工程参数和岩心实验数据，确定所述模型参数；通过对 比多个已知渗流机理数据，确定所述渗流机理参数；其中，所述模型参数包括储层参数、流 体参数、生产井参数及压裂参数；所述渗流机理参数包括启动压力梯度、高速非线性系数、 基质应力敏感系数及压裂裂缝应力敏感系数中的一个或多个。
[0009] 一个实施例中，基于所述油田开发区域内的渗流机理、压力的非瞬时传播性及渗 流的区域性，建立所述油田开发区域中生产井的产能预测模型，包括：基于所述渗流机理及 所述压力的非瞬时传播性，构建所述油田开发区域内的基质泄流半径模型；基于物质平衡 原理，构建所述生产井的压裂裂缝所控制的泄流区域内的平均地层压力模型；基于多种所 述渗流机理及所述渗流区域性，构建所述生产阶段的产能预测初始模型；结合所述基质泄 流半径模型、所述平均地层压力模型及所述产能预测初始模型，生成所述产能预测模型。 [0010] 一个实施例中，根据所述模型参数和所述渗流机理参数，利用所述产能预测模型 进行迭代计算，得到所述生产井的至少一个生产阶段的生产动态曲线，包括：将所述储层参 数、所述流体参数、所述生产井参数、所述压裂参数及所述渗流机理参数输入所述产能预测 模型，计算得到所述生产井的初始单位生产时间的致密油产量；基于物质平衡原理，在所述 初始单位生产时间后，计算地层压力变化后所述多重介质的初始物性参数；将所述初始物 性参数和所述初始单位生产时间的致密油产量输入所述产能预测模型，计算得到所述生产 井的当前单位生产时间的致密油产量；基于物质平衡原理，在所述当前单位生产时间后，计 算地层压力变化后所述多重介质的当前物性参数；将所述当前物性参数和从所述初始单位 生产时间到所述当前单位生产时间的致密油产量输入所述产能预测模型，计算得到所述生 产井的下一单位生产时间的致密油产量，依次迭代，得到所有单位生产时间的致密油产量。
[0011] -个实施例中，所述生产阶段包括生产初期、生产中期及生产后期；其中，所述生 产初期和所述生产中期的划分依据为所述多重介质的流体流态及渗流机理参数；所述生产 中期和所述生产后期的划分依据为相邻压裂裂缝间距和所述油田开发区域的基质泄流半 径。
[0012] -个实施例中，不同生产阶段的产能预测初始模型不同；所述生产中期和所述生 产后期的平均地层压力模型不同；所述生产动态曲线包括所述生产井的总产量生产动态曲 线和/所述生产井的各条压裂裂缝的产量生产动态曲线。
[0013] -个实施例中，所述生产初期的产能预测初始模型为：
[0018] 其中，i是所述生产井的压裂裂缝的编号，η彡i彡1，i和η为正整数；t是所述生 产井进行生产的时刻；q(t)是时刻t所述生产井的产量；qi(t)是所述生产井的单条压裂裂 缝i在时刻t的产量；α "是基质应力敏感系数；a F压裂裂缝应力敏感系数；p e是原始地层 压力；Pwf是井底流压；/UO是时刻t压裂裂缝i所控制泄流区域内的平均地层压力；RFll(t) 是生产初期时刻t压裂裂缝i内的流动阻力；μ是原油粘度；KFl。是压裂裂缝i的初始渗透 率;WF1是压裂裂缝i的裂缝宽度；h i是压裂裂缝i穿透产层的有效厚度；r w是所述生产井 的井筒半径；β是压裂裂缝内流体的高速非线性系数，
Ρ Μ是压裂 裂缝i处的原油密度；xFl是压裂裂缝i的半长；R M (t)是时刻t压裂裂缝i所控制泄流区 域内基质的流动阻力；K"。是基质初始渗透率；a i (t)是时刻t压裂裂缝i控制椭圆区长轴半 长
[0019] -个实施例中，当RaXWiA时，所述生产阶段为生产中期，生产中期的产能预测 初始模型为：
[0023] 其中，R(t)是在时刻t基质泄流半径；i是所述生产井的压裂裂缝的编号， η多i多1，i和η为正整数；Wi是压裂裂缝i与其相邻压裂裂缝i+Ι间的距离；t是所述 生产井进行生产的时刻；q(t)是时刻t所述生产井的产量；qi(t)是所述生产井的单条 压裂裂缝i在时刻t的产量；a "是基质应力敏感系数；a F压裂裂缝应力敏感系数；p 6是 原始地层压力；pwf是井底流压；&(〇是时刻t压裂裂缝i所控制泄流区域内的平均地 层压力；xFl是压裂裂缝i的半长；ξ Jt)是时刻t压裂裂缝i控制椭圆区的椭圆坐标，
;RFl2(t)是生产中期时刻t压裂裂缝i内的流动阻力；μ是原 油粘度；KFl。是压裂裂缝i的初始渗透率;wFl是压裂裂缝i的裂缝宽度；h i是压裂裂缝i穿 透产层的有效厚度；rw是所述生产井的井筒半径；(t)是时刻t压裂裂缝i所控制泄流区 域内基质的流动阻力；K"。是基质初始渗透率；a i (t)是时刻t压裂裂缝i控制椭圆区长轴半 长
[0024] -个实施例中，当R(t) 172时，所述生产阶段为生产后期，生产后期的产能预测 初始模型为：
[0029] 其中，R(t)是在时刻t基质泄流半径；i是所述生产井的压裂裂缝的编号， η多i多1，i和η为正整数；Wi是压裂裂缝i与其相邻压裂裂缝i+Ι间的距离；t是所述生 产井进行生产的时刻；q(t)是时刻t所述生产井的产量；qi(t)是所述生产井的单条压裂裂 缝i在时刻t的产量；α "是基质应力敏感系数；a F压裂裂缝应力敏感系数；p e是原始地层 压力；Pwf是井底流压；y;(/)是生产后期时刻t所述生产井与压裂裂缝构成的整体泄流区域 的平均地层压力；xFl是压裂裂缝i的半长；G是基质启动压力梯度；ξ i (t)是时刻t压裂裂 缝i控制椭圆区的椭圆坐标
r(t)是生产后期时刻t压裂的 所述生产井的整体泄流区域的基质动用半径，r(t) =R(t) ;RFl2(t)是生产中期时刻t压裂 裂缝i内的流动阻力；μ是原油粘度；KFl。是压裂裂缝i的初始渗透率;wFl是压裂裂缝i的 裂缝宽度是压裂裂缝i穿透产层的有效厚度；(t)是时刻t压裂裂缝i所控制泄流区 域内基质的流动阻力；K"。是基质初始渗透率；a i (t)是时刻t压裂裂缝i控制椭圆区长轴半 长，
：:，R3(t) = W72 ;Rm(t)是生产后期时刻t压裂的所述生产井的整体 泄流区域内基质的流动阻力；h是地层的有效厚度。
[0030] 一个实施例中，所述基质泄流半径模型为：
[0032] 其中，i是所述生产井的压裂裂缝的编号，η多i多1，i和η为正整数；t是所 述生产井进行生产的时刻，R(t)是在时刻t基质泄流半径；rw是所述生产井的井筒半径； K"。是基质初始渗透率；Φ "。是基质初始孔隙度；α φ是基质孔隙度应力敏感系数；是原 始地层压力；&(/)是时刻t压裂裂缝i所控制泄流区域内的平均地层压力，在生产后期 &⑴μ是原油粘度；(；是地层综合压缩系数，
Cp是地层的 孔隙压缩系数，（；是地层的原油压缩系数，S。是地层的含油饱和度，Cw是地层的水压缩系 数，3"是地层的含水饱和度；α "是基质应力敏感系数；G是基质启动压力梯度；pwf是井底流 压。
[0033] -个实施例中，所述生产阶段为生产初期和生产中期时，所述平均地层压力模型 为：
[0035] 其中：
[0036] 其中，i是所述生产井的压裂裂缝的编号，η多i多1，i和η为正整数；^.(/)是时 刻t压裂裂缝i所控制泄流区域内的平均地层压力；^是原始地层压力；Q(t)是从开始生 产到时刻t所述生产井的总产量；(；是地层综合压缩系数，
，Cp是地 层的孔隙压缩系数，(；是地层的原油压缩系数，S ^是地层的含油饱和度，C "是地层的水压缩 系数，3"是地层的含水饱和度；V H(t)是时刻t压裂裂缝的体积；xFl是压裂裂缝i的半长； wFl是压裂裂缝i的裂缝宽度；h i是压裂裂缝i穿透产层的有效厚度；V 2l (t)是时刻t压裂 裂缝i所控制泄流区域内的含油体积；R(t)是在时刻t基质泄流半径；xFl (t)是时刻t压 裂裂缝i的半长；是基质孔隙度；α φ是基质孔隙度应力敏感系数。
[0037] -个实施例中，所述生产阶段为生产后期时，所述平均地层压力模型为：
[0041] 其中，:??是生产后期时刻t所述生产井与压裂裂缝构成的整体泄流区域的平均 地层压力；^是原始地层压力；Q(t)是从开始生产到时刻t所述生产井的总产量；Ct是地层 综合压缩系数，
Cp是地层的孔隙压缩系数，是地层的原油压缩系 数，I是地层的含油饱和度，(^是地层的水压缩系数，5"是地层的含水饱和度；是压裂的 所述生产井整体的泄流区域的含油体积；V3(t)是时刻t压裂的所述生产井整体泄流区域 外控制的基质含油体积；L是所述生产井的水平段长度；xFl是压裂裂缝i的半长；i是所述 生产井的压裂裂缝的编号，η彡i彡1，i和η为正整数；r(t)是生产后期时刻t压裂的所 述生产井的整体泄流区域的基质动用半径，r(t) = R(t) ;R(t)是在时刻t基质泄流半径； h是地层的有效厚度；是基质孔隙度；α ^是基质孔隙度应力敏感系数;W i是压裂裂缝i 与其相邻压裂裂缝i+1间的距离。
[0042] 一个实施例中，所述生产井为压裂水平井。
[0043] 本发明实施例还提供一种致密储层多重介质中油产能的预测装置，所述装置包 括：参数获取单元，用于获取油田开发区域的模型参数及所述油田开发区域中多重介质的 渗流机理参数；产能预测模型建立单元，用于基于所述油田开发区域内的渗流机理、压力的 非瞬时传播性及渗流的区域性，建立所述油田开发区域中生产井的产能预测模型；产能预 测结果生成单元，用于根据所述模型参数和所述渗流机理参数，利用所述产能预测模型进 行迭代计算，得到所述生产井的至少一个生产阶段的生产动态曲线，以进行致密油产能预 测。
[0044] -个实施例中，所述参数获取单元，包括：模型参数确定模块，用于根据油田开