一种裂缝性致密油藏直井体积改造产能评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裂缝性致密油藏领域，特别涉及一种裂缝性致密油藏直井体积改造产 能评价方法。
【背景技术】
[0002] 在中国能源非常规油气藏主体换代战略的大背景下，资源量丰富的致密油（气） 藏势必成为接续资源中的主力军之一。成功开采该类资源业已成为国内油气"增产上储"领 域的重要组成部分。
[0003] 致密砂岩储层孔隙、吼道半径狭小，流体流动能力欠佳，通常需要对储层进行压裂 施工以便最大限度的将具有极小导流能力的微裂缝、诱导裂缝和具有较大导流能力的人工 裂缝联系在一起，扩大有效缝网展布空间，沟通优势渗流通道，使流体从储层流经人工裂缝 最后到井筒的距离最短，实现对储层在长、宽、高三个方向的"立体改造"，极大提高储层动 用率，起到增加最终采收率的目的。
[0004] 因此，研宄致密油（气）藏直井体积改造的产能评价方法已成为油藏工程师所面 临的核心任务之一。该方法集中油藏工程和现代试井分析两者的优势，根据矿场实际情况 构建物理模型后，在不稳定渗流理论基础上建立合适的产量分析数学模型，能够快速、准确 的分析试采油（气）井、生产油（气）井产量递减规律，对储层物性和井的工作状况实施有 效的跟踪评价。
[0005] 体积压裂改造技术是提高低渗致密油藏单井产量的有效手段。对裂缝发育的脆 性致密储层实施多次酸化压裂改造，人工裂缝、天然裂缝以及剪切裂缝相互交织，在井筒 附近形成一定范围的改造缝网，从而改变渗流模式，缩短渗流距离，减少渗流阻力，最终实 现单井高产。不同于常规压裂，如何正确描述压裂缝在改造体积内的延伸与展布是建立 体积压裂改造模型的关键，国内外很多学者在这方面都做了探索性研宄：数值模拟方法应 用方面，Khalid M等使用纵横正交的裂缝网络近似替代体积改造区域建立模型；Arvind Harikesavanallur等结合微地震探测结果，拟合体积改造区域和改造程度来实现近似模 拟；Changan M等使用Kazemi双重介质模型来描述体积改造区域，数值模拟方法虽然能够 应对复杂的渗流问题，但很大程度上受网格划分、运算方法及软件本身缺陷限制，且步骤繁 杂，使用不够简便。解析模型方面，Liu X.和Lei Xiao使用储层分形来描述直井体积改 造区域裂缝分布，研宄了冷重油携沙生产情况，刘雄等建立了考虑渗透率分形和启动压力 梯度的复合油藏模型，对致密油藏直井体积改造稳态产能做了评价。分形模型虽然能较好 的描述裂缝的空间展布，却不能客观描述压力传播行为以及实现对人工裂缝参数的优化研 宄。迄今为止还没有可用于裂缝性致密油藏直井体积改造的非稳态产能评价模型。
【发明内容】
[0006] 本发明公开了一种裂缝性致密油藏直井体积改造产能评价方法，所述方法包括：
[0007] 在井筒附近形成改造缝网，改造区域为两部分：内区为人工主裂缝改造区域，由于 人工主裂缝导流能力要远大于外部供给，因此模型推导过程中假设该区有限条人工主裂 缝为无限导流且每条裂缝属性参数一致，流体在主裂缝中的渗流为线性渗流并遵循达西定 律；外区受人工裂缝延伸及储层岩石脆性剪切共同作用下，人工裂缝、剪切裂缝以及天然裂 缝纵横交错，改变该区渗流模式，以裂缝导流为主，
[0008] 为评价裂缝性致密油藏直井体积改造产能，构建数学模型如下：
[0009] 已知圆形裂缝性致密油藏中心处有一 口体积压裂改造直井，定产生产，
[0010] 内区为主裂缝线性渗流阶段，连续性方程为：
【主权项】
1. 一种裂缝性致密油藏直井体积改造产能评价方法，所述方法包括： 在井筒附近形成改造缝网，改造区域为两部分：内区为人工主裂缝改造区域，由于人工 主裂缝导流能力要远大于外部供给，因此模型推导过程中假设该区有限条人工主裂缝为无 限导流且每条裂缝属性参数一致，流体在主裂缝中的渗流为线性渗流并遵循达西定律；外 区受人工裂缝延伸及储层岩石脆性剪切共同作用下，人工裂缝、剪切裂缝以及天然裂缝纵 横交错，改变该区渗流模式，以裂缝导流为主， 为评价裂缝性致密油藏直井体积改造产能，构建数学模型如下： 已知圆形裂缝性致密油藏中心处有一 口体积压裂改造直井，定产生产， 内区为主裂缝线性渗流阶段，连续性方程为：
(1) 外区双重介质渗流连续性方程可以表示为： (2)
^1 初始条件以及内外边界条件：Pi (r, 0) = Pi (rw^ r ^ r f) (3)p2 (r, 0) = Pi (rf ^ r ^ ) (4)
(5) (6) 耦合处边界条件：
(8) ur ur 所有物理量无量纲定义表达式：
将式（1)至式（8)无量纲及拉普拉斯变化后，内区连续性方程可改写为： (9) (10) (11)其 外区连续性方程可以表示为：
内外边界及耦合处条件改写表达式有：
(12) (13) (14) (15) 式（9)和式（11)的通解分别为：
(16) (17)
将式（16)及式（17)代入式（12)、（13)、（14)、（15)，然后整理可得拉式空间压力表达 式为： (18) (19) 其中：
由式（18)可知，当rD=r。时，拉式空间井底压力随时间变化的关系式可表示为： (20) 由式（20)可知，定压生产拉式空间产量与定产生产拉式空间井底压力满足下式：
(21) 基于式（20)和（21)，利用Stehfest数值反演可以获取定产生产条件下对应的无量纲 井底压力与无量纲时间，或者定压生产条件下对应无量纲产量与无量纲时间的关系曲线。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导压系数比对初期产量有影响，导压系数 比越大，初期产量越高；随着导压系数继续增大，产量的变化量相对小很多，这表明人工裂 缝改造程度有一个优化值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，裂缝传导率比对整个生产周期的产能都 有较大影响，随着0值的增加，初期产能增加非常显著，即表明提高近井地带裂缝的改造 范围，能显著提升单井产量。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，储容比对过渡流阶段的产量有影响，储容 比越小，窜流现象越明显，产量曲线下凹越深；窜流系数则对基质-裂缝窜流阶段流动有影 响，窜流系数越大，窜流发生的越早。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，外区压裂体积展布对后期产量曲线有影 响，压裂改造半径越小，越早进入能量枯竭阶段，增加裂缝延展范围可以极大的延缓衰竭式 开采生产井枯竭的时间。
【专利摘要】本发明公开了一种裂缝性致密油藏直井体积改造产能评价方法，所述方法包括：在井筒附近形成改造缝网，改造区域为两部分：内区为人工主裂缝改造区域，由于人工主裂缝导流能力要远大于外部供给，因此模型推导过程中假设该区有限条人工主裂缝为无限导流且每条裂缝属性参数一致，流体在主裂缝中的渗流为线性渗流并遵循达西定律；外区受人工裂缝延伸及储层岩石脆性剪切共同作用下，人工裂缝、剪切裂缝以及天然裂缝纵横交错，改变该区渗流模式，以裂缝导流为主，并构建了可用于直井体积改造产能评价的半解析两区复合数学模型。本发明适于封闭边界裂缝性油藏直井多次压裂以及裂缝性致密油藏直井体积改造评价，为致密油藏合理开发提供了参考。
【IPC分类】E21B43-26, G06F17-50, G06F19-00
【公开号】CN104695928
【申请号】CN201510039674
【发明人】陆程, 刘雄
【申请人】中国地质调查局油气资源调查中心
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月27日