一种基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法与流程

1.本发明属于石油天然气勘探技术领域，更具体地，涉及一种基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法。


背景技术：

2.海上低渗透油气田开发成本高，技术经济风险较大，准确的储层渗透率评价和产能预测对完井设计、方案和生产优化具有重要意义。但是低渗储层非均质性强、孔隙结构复杂多变、电性特征规律复杂，基于常规测井的静态渗透率评价方法和流程精确描述渗透率难度大，难以直接用于预测单井产能。此外，海上dst测试和完井试油作业更复杂、成本高昂，只在少数关键井上应用。
3.此外，在油气藏勘探开发阶段，地质及油藏研究人员会通过多种渠道获取多种渗透率信息，不同渗透率信息之间往往会出现信息不匹配现象，制约了油藏精细化描述。尤其对于低渗储层，其动态渗透率与静态渗透率差异大；一方面是反映了储层渗透率的不同属性，另一方面也表征了不同尺度的渗透率信息；各种不同尺度渗透率信息转换规律认识不清，制约储层精细评价及产能评估，影响海上油气藏勘探及开发部署决策。
4.现有技术也提供了一种超低渗透油藏储层综合分类评价方法，通过对超低渗透油藏储层的岩石断裂力学、原油的流动特征和地质储量规模等各项参数分析，建立地层岩石可压系数与原油的储渗系数之间的关系。统计同类油藏开发区已完钻井的各项相关参数，建立不同单井产能大小下的原油储层岩石的可压系数与原油的储渗系数之间的关系图版，利用图版可开展油藏综合评价与产能预测分析。其虽然综合考虑了储层的岩石断裂力学、原油的流动特征和地质储量规模等各项油藏基础参数对产能进行预测，但是其没有对储层不同尺度的渗透率进行考量，使得整体的产能预测模型准确性不高。


技术实现要素：

5.本发明为克服上述现有技术中的至少一个缺陷，提供一种基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法，其充分考虑储层的多尺度渗透率，进行动态渗透率的准确评估和完井前快速产能预测，提高产能预测速度及准确度，大大减少测试成本。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
7.提供一种井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法，包括以下步骤：
8.获取目标区域内的井的测井资料，所述测井资料包括岩心测试分析资料、电缆地层测试资料以及dst测试资料中的一种或多种，以及常规测井资料；判断目标测井是否具有电缆地层测试资料，若是，则对电缆地层测试资料中的压力预测试资料进行流度转换，得到压力预测试渗透率，对电缆地层测试资料中的电缆泵抽测试资料开展泵抽压力资料解释，得到泵抽试井渗透率，利用常规测井资料对压力预测试渗透率及泵抽试井渗透率进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面；若否，则直接利用常规测井资料中的渗透率结合岩心测试分析资料进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面；基于常规测井资料精细刻画
纵向非均质性并划分小层，对连续的有效渗透率剖面进行渗透率升尺度归一化，得到用于表征主力储层段渗流能力的大尺度动态有效渗透率；
9.基于大尺度动态渗透率及目标油层的层厚、流体粘度对目标层段进行产能预测。
10.本方案中以电缆地层的数据为核心，对各个储油层的渗透率进行评估，进而解释大尺度动态油相有效渗透率，而对于没有电缆地层测试资料的井，则通过常规测井资料进行渗透率耦合以及升尺度归一化，得到大尺度动态油相有效渗透率，然后基于大尺度动态油相有效渗透率进行产能预测，这样预测得到的总产能充分考虑了各个尺度的渗透率，其可以实现完井前快速产能预测，且预测结果较为可靠，对海上低渗透油气田开发具有显著的经济效益。
11.优选地，上述的对电缆地层测试资料中的压力预测试资料进行流度转换，得到压力预测试渗透率具体包括以下步骤：
12.在目标层段的不同深度进行压力预测试，得到地层温度和预测试流度；
13.采用van-wingen+frick、meehan-ramey+frick或matthews-russell公式获取不同地层温度下泥浆滤液粘度；
14.基于实际泵抽获得的实时粘度对van-wingen+frick、meehan-ramey+frick或matthews-russell公式进行刻度，得到区域不同温压条件下泥浆滤液粘度计算图版；
15.基于压力预测试的地层温度，在泥浆滤液粘度计算图版中查找得到该深度泥浆滤液粘度；
16.基于该深度滤液粘度将预测试流度转化得到压力预测试渗透率；
17.对压力预测试点执行以上步骤，得到目标层段的所有压力测试点的压力预测试渗透率。
18.对电缆地层测试资料中的电缆泵抽测试资料开展泵抽压力资料解释，得到泵抽试井渗透率具体包括以下步骤：
19.在目标层段的不同深度进行泵抽测试，并在泵抽测试过程中记录流压和流量数据；
20.泵抽测试结束后进行压力恢复，获取压力恢复数据；
21.根据不稳定压力试井解释压力恢复数据得到泵抽试井解释流度；
22.获取目标层段的地层流体粘度和含水率，并根据地层流体粘度和含水率计算得到混合流体粘度；
23.根据泵抽试井解释流度和混合流体粘度，将泵抽试井解释流度转化为泵抽渗透率；
24.对所有泵抽测试点执行以上步骤，得到目标层段的所有泵抽测试点的泵抽试井渗透率。
25.优选地，上述的根据不稳定压力试井解释得到泵抽试井解释流度，具体为：
26.将目标油层、孔隙度、地层压力、地层渗透率各向异性、流体粘度输入不稳定压力试井模型，给定表皮系数初始值；
27.根据泵抽历史以及压力恢复数据，对压力导数与时间导数进行分析，并进行流型识别，选取径向流段压力数据分析，建立和调整试井解释模型的流体粘度和表皮系数，使拟合结果与实际泵抽历史及流型一致，最后输出拟合得到的泵抽试井解释流度。
28.优选地，上述的利用常规测井资料对压力预测试渗透率及泵抽试井渗透率进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面具体包括以下步骤：
29.依据岩心测试分析资料建立残余油条件下水相渗透率与束缚水条件下油相渗模型；
30.基于压力预测试渗透率与相渗模型，将压力预测试解释渗透率转换为残余水时油相渗透率；
31.根据泵抽解释渗透率将压力预测试渗透率进行刻度标定，获取多点油相渗透率值；
32.根据泵抽试井解释流度判断油气含量占比是否大于第一设定阈值，若是，则将泵抽试井解释流度转换为泵抽油相渗透率；若否，则结合区域相渗实验端点特征，依据泵抽检测流体粘度，将泵抽流度转换为油相渗透率；
33.依据单点泵抽油相渗透率将压力预测试渗透率进行刻度标定，获取多点油相渗透率值；
34.以常规测井解释渗透率为约束，对多点油相渗透率值进行升尺度，得到连续的有效渗透率剖面。
35.作为另一种优选，利用常规测井资料中的渗透率结合岩心测试分析资料进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面具体为：
36.选取核磁测井或者分流动单元细分或孔渗相关法的绝对渗透率，参考dst试井解释渗透率及岩心测试区域相渗规律，按照流动单元建立测井渗透率与油相相对渗透率的拟合关系模型，并对按照流动单元解释的渗透率进行校正得到连续的连续的有效渗透率剖面。
37.优选地，上述的基于常规测井资料精细刻画纵向非均质性并划分小层，对连续的有效渗透率剖面进行渗透率升尺度归一化，具体包括以下步骤：
38.对目标井进行测井，找出所有目标油层，记录各个目标油层的层厚、动态渗透率以及流体粘度；
39.通过聚类算法对目标油层进行分类，记为为i1，i2，
…
，ij，
…
，in共n类；
40.在每一类中按层厚从小到大进行排序，记为h
1n
，h
2n
，
…
，h
in
，
…
，h
mn
，其中，将h
1n
记为h
min,n
，将h
mn
记为h
max,n
；
41.提取第h
in
，将所有层厚大于h
in
的层数记为n
in
，在双对数图版上画出1/h
in
～n
in
的关系图，其斜率为第n类储层的层厚分形维数d
f,n
；
42.根据分形规律，当层厚增加dh时，相对应的储层层数增加依据细化的分层进行加厚加权升级，获取每一类储层的平均渗透率，最终得到大尺度动态有效渗透率。
43.优选地，上述的基于大尺度动态渗透率及目标层段的层厚、流体粘度对目标层段进行产能预测，具体包括以下步骤：
44.分别计算第i1类储层、第ij类储层以及第in类储层的总产能，分别记为q1、记为qj、记为qn；
45.根据q1、qj、qn计算所有层合采的总产能q，具体公式为：
[0046][0047]
其中，ki为各目标油层的平均动态渗透率、hi为各目标油层的平均层厚，μi为平均流体粘度，p
wf,i
为平均井底流压，si为表皮系数，pe是原始地层压力，re、rw分别为探测边界半径和井筒半径，i表示为不同的储层。
[0048]
作为另一种优选，上述的基于常规测井资料精细刻画纵向非均质性并划分小层，对连续的有效渗透率剖面进行渗透率升尺度归一化，具体包括以下步骤：
[0049]
对目标井进行测井，找出所有目标油层，并记录各目标油层的层厚，针对每一目标油层；
[0050]
基于厚度加权算术平均法，将厚度、测压流度以及绝对渗透率进行升尺度，得到大尺度动态油相有效渗透率。
[0051]
作为另一种优选地，上述的基于大尺度动态渗透率及目标层段的层厚、流体粘度对目标层段进行产能预测具体包括以下步骤：
[0052]
将各目标油层排列，记为n层；
[0053]
计算每个目标油层的平均动态渗透率、平均层厚、平均流体粘度、平均井底流压；
[0054]
通过厚度加权算术平均方法，计算所有层总产能，具体公式为：
[0055][0056]
其中，ki为第i小层所对应的平均动态渗透率，hi为第i类所有小层所对应的平均层厚，μi为第i类所有小层所对应的平均流体粘度，p
wf,i
为第i类所有小层所对应的对应的平均井底流压，si为第i类所有小层所对应的表皮系数；pe是原始地层压力，re、rw分别为探测边界半径和井筒半径。
[0057]
与现有技术相比，有益效果是：
[0058]
本发明一方面以电缆地层数据为核心，综合利用岩心测试渗透率、测井解释渗透率以及dst测试资料，对井筒的多尺度渗透率进行耦合以得到大尺度动态渗透率，利用大尺度动态渗透率可以实现完井前快速产能预测，另一方面，当仅有常规测井数据时，可以按照流动单元建立测井渗透率与油相相对渗透率的拟合关系模型，并对按照流动单元解释的渗透率进行校正得到连续的连续的有效渗透率剖面，进而得到大尺度动态渗透率，实现产能预测。
附图说明
[0059]
图1是本发明实施例1基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法的整体流程示意框图；
[0060]
图2是本发明实施例1基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法的压力预测试解释流程示意框图；
[0061]
图3是本发明实施例1基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法的泵抽测试解释流程示意框图。
具体实施方式
[0062]
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
[0063]
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0064]
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
[0065]
实施例1：
[0066]
如图1至图3所示为一种基于井筒多渗透率耦合的多层合采产能预测方法的第一实施例，包括以下步骤：
[0067]
s1：获取目标区域内的井的测井资料，所述测井资料包括岩心测试分析资料、电缆地层测试资料以及dst测试资料中的一种或多种，以及常规测井资料；
[0068]
s2：判断目标测井是否具有电缆地层测试资料，若是，则对电缆地层测试资料中的压力预测试资料进行流度转化，得到压力预测试渗透率，对电缆地层测试资料中的电缆泵抽测试资料开展泵抽压力资料解释，得到泵抽试井渗透率，利用常规测井资料对压力预测试渗透率及泵抽试井渗透率进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面；若否，则根据直接利用常规测井资料中的渗透率结合岩心测试分析资料进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面；
[0069]
s3：基于常规测井资料精细刻画纵向非均质性并划分小层，对连续的有效渗透率剖面进行渗透率升尺度归一化，得到用于表征主力储层段渗流能力的大尺度动态油相有效渗透率；
[0070]
s4：基于大尺度动态油相渗透率及目标油层的层厚、流体粘度对目标层段进行产能预测。
[0071]
本实施例中的对电缆地层测试资料中的压力预测试资料进行流度转换，得到压力预测试渗透率具体包括以下步骤：
[0072]
s211：在目标层段的不同深度进行压力预测试，得到地层温度和预测试流度；
[0073]
s212：采用van-wingen+frick、meehan-ramey+frick或matthews-russell公式获取不同地层温度下泥浆滤液粘度；
[0074]
s213：基于实际泵抽获得的实时粘度对步骤s212中的公式进行刻度，得到区域不同温压条件下泥浆滤液粘度计算图版；
[0075]
s214：基于压力预测试的地层温度，在步骤s213得到的泥浆滤液粘度计算图版中查找得到该深度泥浆滤液粘度；
[0076]
s215：基于该深度滤液粘度将预测试流度转化得到该压力测试点的压力预测试渗透率；
[0077]
s216：对压力预测试点执行依次执行步骤s212至步骤s215，得到目标层段的所有压力测试点的压力预测试渗透率；具体公式为：其中，k为压力预测试渗透率，m为预测试流度，μ为泥浆滤液粘度。
[0078]
本实施例中的对电缆地层测试资料中的电缆泵抽测试资料开展泵抽压力资料解释，得到泵抽试井渗透率具体包括以下步骤：
[0079]
s221：在目标层段的不同深度进行泵抽测试，并在泵抽测试过程中记录流压和流量数据；
[0080]
s222：泵抽测试结束后进行压力恢复，获取压力恢复数据；
[0081]
s223：根据不稳定压力试井解释压力恢复数据得到泵抽试井解释流度；
[0082]
s224：获取目标层段的地层流体粘度和含水率，并根据地层流体粘度和含水率计算得到混合流体粘度；具体公式为：
[0083]
μ
mix
＝fwμw+(1-fw)μ0，其中，μ
mix
为混合流体粘度，fw为含水率，μw为水相粘度，μ0为油相粘度；
[0084]
s225：根据泵抽试井解释流度和混合流体粘度，将泵抽试井解释流度转化为泵抽渗透率；
[0085]
s226：对所有泵抽测试点依次执行步骤s222至步骤s225，得到目标层段的所有泵抽测试点的泵抽试井渗透率，具体公式为：其中，m
泵抽
为泵抽试井解释流度，μ
mix
为混合流体粘度，k
泵抽
为泵抽试井渗透率。
[0086]
本实施例中的步骤s223中根据不稳定压力试井解释得到泵抽试井解释流度，具体为：
[0087]
将目标油层、孔隙度、地层压力、地层渗透率各向异性、流体粘度输入不稳定压力试井模型，给定表皮系数初始值；
[0088]
根据泵抽历史以及压力恢复数据，对压力导数与时间导数进行分析，并进行流型识别，选取径向流段压力数据分析，建立和调整试井解释模型的流体粘度和表皮系数，使拟合结果与实际泵抽历史及流型一致，最后输出拟合得到的泵抽试井解释流度。
[0089]
本实施例中的利用常规测井资料对压力预测试渗透率及泵抽试井渗透率进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面具体包括以下步骤：
[0090]
s231：依据岩心测试分析资料建立残余油条件下水相渗透率与束缚水条件下油相渗模型；
[0091]
s232：基于压力预测试渗透率与相渗模型，将压力预测试解释渗透率转换为残余水时油相渗透率；
[0092]
s233：根据泵抽解释渗透率将压力预测试渗透率进行刻度标定，获取多点油相渗透率值；
[0093]
s234：根据泵抽试井解释流度判断油气含量占比是否大于第一设定阈值，若是，则将泵抽试井解释流度转换为泵抽油相渗透率；若否，则结合区域相渗实验端点特征，依据泵抽检测流体粘度，将泵抽流度转换为油相渗透率；
[0094]
s235：依据单点泵抽油相渗透率将压力预测试渗透率进行刻度标定，获取多点油
相渗透率值；
[0095]
s236：以常规测井解释渗透率为约束，对多点油相渗透率值进行升尺度，得到连续的有效渗透率剖面。
[0096]
本实施例中根据常规测井资料中的测井曲线对测井进行定性分析，若判断小层厚度薄，小层数量多、储层非均质性较强、厚薄层差异巨大时，则本实施例中的基于常规测井资料精细刻画纵向非均质性并划分小层，对连续的有效渗透率剖面进行渗透率升尺度归一化，具体包括以下步骤：
[0097]
s311：对目标井进行测井，找出所有目标油层，记录各个目标油层的层厚、动态渗透率以及流体粘度；
[0098]
s312：通过聚类算法对目标油层进行分类，记为为i1，i2，
…
，ij，
…
，in共n类；
[0099]
s313：在每一类中按层厚从小到大进行排序，记为h
1n
，h
2n
，
…
，h
in
，
…
，h
mn
，其中，将h
1n
记为h
min,n
，将h
mn
记为h
max,n
；
[0100]
s314：提取第h
in
，将所有层厚大于h
in
的层数记为n
in
，在双对数图版上画出1/h
in
～n
in
的关系图，其斜率为第n类储层的层厚分形维数d
f,n
；
[0101]
s315：根据分形规律，当层厚增加dh时，相对应的储层层数增加依据细化的分层进行加厚加权升级，获取每一类储层的平均渗透率，最终得到大尺度动态有效渗透率(即大尺度层段动态油相有效渗透率)。
[0102]
本实施例中的基于大尺度动态油相渗透率及目标油层的层厚、流体粘度对目标层段进行产能预测，具体包括以下步骤：
[0103]
s411：分别计算第i1类储层、第ij类储层以及第in类储层的总产能，分别记为q1、记为qj、记为qn；具体公式分别为：
[0104][0105][0106][0107]
s412：根据q1、qj、qn计算所有层合采的总产能q，具体公式为：
[0108][0109]
其中，ki为各目标油层的平均动态渗透率、hi为各目标油层的平均层厚，μi为平均流体粘度，p
wf,i
为平均井底流压，si为表皮系数，pe是原始地层压力，re、rw分别为探测边界半径和井筒半径。当然，采用此产能预测计算方法是基于常规测井资料中的测井曲线对测井进行定性分析，得到储层物性，即判断小层厚度薄，小层数量多、储层非均质性较强、厚薄层差异巨大而优选的实施方式，不能理解为对本方案的限定。
[0110]
另外，值得注意的是，本实施例中的步骤顺序不能理解为对本方案的限定，本领域技术人员可根据实际情况对步骤的顺序进行相应的调整以实现本方案的功能。
[0111]
实施例2：
[0112]
本实施例与实施例1的区别仅在于，当仅有常规测井资料时，本实施例中的步骤s2中利用常规测井资料中的渗透率结合岩心测试分析资料中的绝对渗透率进行渗透率耦合，得到连续的有效渗透率剖面具体为：
[0113]
选取核磁测井或者分流动单元细分或孔渗相关法的绝对渗透率，参考dst试井解释渗透率及岩心测试区域相渗规律，按照流动单元建立测井渗透率与油相相对渗透率的拟合关系模型，并对按照流动单元解释的渗透率进行校正得到连续的连续的有效渗透率剖面。
[0114]
实施例3：
[0115]
本实施例与实施例1或实施例2的区别仅在于，本实施例中根据测井曲线对测井进行定性分析，若判断小层厚度厚，小层数量少、储层非均质性较弱时，则本实施例中的基于常规测井资料精细刻画纵向非均质性并划分小层，对连续的有效渗透率剖面进行渗透率升尺度归一化具体包括以下步骤：
[0116]
s321：对目标井进行测井，找出所有目标油层，并记录各目标油层的层厚，针对每一目标油层，并使用常规测井elan解释得到静态渗透率初值以供参考；
[0117]
s322：基于厚度加权算术平均法，将厚度、测压流度以及绝对渗透率进行升尺度，得到大尺度动态油相有效渗透率。
[0118]
本实施例中的基于大尺度动态油相渗透率及目标油层的层厚、流体粘度对目标井进行产能预测具体包括以下步骤：
[0119]
s421：将各目标油层排列，记为n层；
[0120]
s422：计算每个目标油层的平均动态渗透率、平均层厚、平均流体粘度、平均井底流压；
[0121]
s422：通过厚度加权算术平均方法，计算所有层总产能，具体公式为：
[0122][0123]
其中，ki为第i类所有小层所对应的平均动态渗透率，hi为第i类所有小层所对应的平均层厚，μi为第i类所有小层所对应的平均流体粘度，p
wf,i
为第i类所有小层所对应的对应的平均井底流压，si为第i类所有小层所对应的表皮系数；pe是原始地层压力，re、rw分别为探测边界半径和井筒半径。
[0124]
本发明是参照本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图或方框图来描述的，应理解可由计算机程序指令实现流程图或方框图中的每一流程或方框、以及流程图或方框图中的流程或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0125]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
[0126]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对
本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。