一种致密油藏物性上限确定方法及装置与流程

本申请涉及非常规油气藏勘探开发领域，尤其是涉及一种致密油藏物性上限确定方法及装置。

背景技术：

纵观全球，在从传统油气迈向新能源的第三次能源重大变革趋势中，非常规油气资源无疑将成为这一变革中最现实的资源类型。致密油是继续页岩气之后全球非常规油气勘探开发的又一热点，被石油工业称为“黑金”。尽管致密油是非常现实的石油接替资源，但是由于致密油的勘探开发和相关研究还处于初步阶段，总体勘探程度与地质认识程度较低，在勘探开发中仍存在很多需要探讨解决的问题。

由于致密油藏本身的特性，要想获得有效量产必须采用针对其特性的有效开采措施才可以实现。目前学界已有的一个共识就是只有在某一物性上限值以下的低渗油藏储层中才会形成大面积低丰度的致密油气聚集，但具体这一界限是什么还没有一个确定的标准。虽然针对如何确定这一物性界限，国内外学者提出了各种方法，这些方法可以分为三类，一种是基于勘探开发经验得出的，这种方法人为因素干扰很大；还有一种基于典型致密油藏资料统计得出的，该方法操作复杂；另一种方法是通过间接确定渗透率实现的，首先确定含油性，再确定孔隙度，最后确定渗透率。油藏研究的最终目的是开发，但遗憾的是上述方法都不能直接简单的建立致密油藏物性上限与有效开发之间的联系。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种致密油藏物性上限确定方法及装置，可以直接从有效开发角度定量确定致密油藏物性上限，从而指导作业现场科学合理的选择开发方式。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种致密油藏物性上限确定方法，所述方法包括：

对目标低渗透油藏进行精细油藏描述，获取所述目标低渗透油藏的精细地质模型；

根据所述精细地质模型，确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段；

获取所述目的层段中岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度的数据，并生成空气渗透率和启动压力梯度的关系曲线；

确定所述关系曲线中突变点所对应的空气渗透率，所述突变点为所述关系曲线中曲率最大的点。

为达上述目的，本申请实施例还提供了一种致密油藏物性上限确定装置，所述装置包括：

描述模块，用于对目标低渗透油藏进行精细油藏描述，获取所述目标低渗透油藏的精细地质模型；

油藏描述模块，用于对目标低渗透油藏进行精细油藏描述，获取所述目标低渗透油藏的精细地质模型；

目的层确定模块，用于根据所述精细地质模型，确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段；

获取生成模块，用于获取所述目的层段中岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度的数据，并生成空气渗透率和启动压力梯度的关系曲线；

突变点确定模块，用于确定所述关系曲线中突变点所对应的空气渗透率，所述突变点为所述关系曲线中曲率最大的点。

由上述实施例提供的技术方案可知，本实施例通过岩心样本的数据生成了目标低渗油藏空气渗透率与启动压力梯度之间的关系曲线。在目标低渗油藏的空气渗透率与启动压力梯度曲线中曲率最大点，就是启动压力梯度发生突变的点。再结合只有在某一物性上限值以下的低渗油藏储层中才会形成大面积低丰度的致密油气聚集，以及致密油气藏只有在较大驱替压力下才能有经济产出，即启动压力梯度较大的特点，可以确定启动压力梯度突变点的空气空气渗透率就应该对应致密油藏的物性上限。空气渗透率与油气有效开发密切相关，选用空气渗透率作为物性上限有利于科学合理的指导后期开发，并且本申请实施例中直接获得空气渗透率，不需要通过其他手段间接获得，操作简单。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种致密油藏物性上限确定方法流程示意图；

图2为本申请实施例的空气渗透率与启动压力梯度关系图版示意图；

图3为本申请实施例的另一种致密油藏物性上限确定方法流程示意图；

图4为本申请实施例的一种致密油藏物性上限确定装置示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例，但并不作为对本申请实施例的限定。

下面结合附图，对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例的一种致密油藏物性上限确定方法的流程示意图。如图1中所示，一种致密油藏物性上限确定方法可以包括：

S101，对目标低渗透油藏进行精细油藏描述，获取所述目标低渗透油藏的精细地质模型。

所述低渗油藏通常指油藏内储层渗透率在≤50×10^-3μm²之间的油藏，具有渗透率低，丰度低、单井产能低的特点。

所述精细油藏描述是指油田投入开发后，随着开采程度的加深和动、静态资料增加，所进行的精细地质特征研究和剩余油分布描述，并不断完善储层预测的地质模型的过程。所述精细地质模型可以为对目标油藏进行地质描述的一个数据体。

这里对目标低渗透油藏进行精细油藏描述可以包括以下步骤。其中，所述目标低渗透油藏可以为待研究区域的低渗油藏。

(1)首先获取目标低渗透油藏的地质、地震、测井和试油试采等信息的资料。

(2)再结合所述地质、地震、测井和试油试采等信息的资料进行精细油藏描述。

S102，根据所述精细地质模型，确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段。

油藏描述得到的精细地质模型中会体现所述目标低渗透油藏的总体地质特征以及各个目的层段的细节地质特征。其中，所述地质特征不单指某一项具体特征，而是很多特征的集合。在本申请的一个实施例中，该地质特征可以包括：储层的地层、构造、岩性、沉积、非均质性、储层物性、流体物性等特征。所述满足预设条件可以为目的层段的细节地质特征数据与总体目标低渗透油藏的总体地质特征最接近，即该目的层段是目标油藏中最具有代表性的目的层段。

在本申请的一个实施例中，所述确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段，可以包括以下步骤。

首先根据对目标低渗油藏的油藏分析得到精细地质模型数据体，该数据体中的数据可以反映该目标油藏的整体地质特征。

再根据精细地质模型中具体的目的层段细节地质特征，确定与该目标油藏的整体特征数值最为相近的目的层段位置。

例如，在本申请的一个具体实施例中，与精细地质模型所反映的特征数值最为接近的目的层段是1500-1800m，那就认为1500-1800m的目的层段是该目标油藏中满足预设条件的目的层段，即最具代表性的目的层段。这里选择与目标油藏的总体地质特征的各项特征数值最为接近的目的层段位置可以保证后续实验数据能够体现该目标低渗油藏的整体性质。

S103，获取所述目的层段中岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度数据，并生成空气渗透率和启动压力梯度的关系曲线。

在本申请的一个实施例中，所述获取所述目的层段中岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度数据，具体包括以下步骤。

(1)获取所述目的层段中预设数量的岩心样本。

所述获取岩心样本的过程指获取取心得到岩心样本。

(2)获取每一个所述岩心样本的岩心驱替实验得到的空气渗透率和启动压力梯度的数据。

将所述岩心样本进行岩心驱替实验，获取每一个岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度的数据。

利用岩心水驱实验测得每一个岩心样本对应的一组的启动压力梯度以及空气渗透率的数据，将每一个岩心样本的启动压力梯度以及空气渗透率绘制在一个关系图版中，就可以得到空气渗透率和启动压力梯度的关系曲线的实验结果。

S104，确定所述关系曲线中突变点所对应的空气渗透率，所述突变点为所述关系曲线中曲率最大的点。

所述突变点所对应的空气渗透率可以为该目标低渗透油藏所在研究区内的致密油藏物性上限。虽然目前国内外学者对致密油藏物性上限标准上还没有一个统一的意见，但是有一个共识是大家都认可的。那就是致密油藏相对于一般低渗油藏来说，所需要的启动压力梯度更大。另一方面，还有一个共识就是启动压力梯度与空气渗透率之间满足一定的函数关系，且空气渗透率是与生产开发实践相关的一个物理量。因此，可以采用启动压力梯度以及空气渗透率的关系图版中，启动压力梯度急剧增大的点所对应的空气渗透率作为致密油藏的物性上限。

由图1所示的实施例可知，通过待研究的低渗油藏的岩心样本，生成启动压力和空气渗透率的关系图版，得到两者之间的关系。再根据致密油藏相对于一般低渗油藏来说，所需要的启动压力梯度更大的原理，选择关系图版中压力急剧增大的点所对应的空气渗透率作为致密油藏的物性上限，从而最终确定了致密油藏的物性上限，可以为后续生产开发提供参考。

在本申请的一个实施例中，S104具体实施时。首先根据实验得到的启动压力梯度以及空气渗透率数据拟合得到启动压力梯度与空气渗透率的具体函数关系式。再根据具体函数关系式计算曲线中曲率最大点的位置，从而得到突变点的空气渗透率，将该数值作为致密油藏物性上限界限。

在本申请的一个实施例中，启动压力梯度与空气渗透率满足幂函数关系。根据拟合得到的幂函数表达式，计算曲线中曲率最大的点，从而得到该点所对应的空气渗透率的数值。

根据启动压力梯度与空气渗透率满足一定关系，以及致密油藏的启动压力梯度值较大，本实施例将启动压力梯度与空气渗透率曲线中启动压力梯度值发生突变的点，即曲率最大的点所对应的空气渗透率作为致密油藏的物性上限。并且空气渗透率是与生产实践相关的一个量，选择空气渗透率最为物性上限可以对后续开发提供参考。

在本申请的一个实施例中，在满足预设条件的目的层段进行取心的时，取心数量不少于10个。在本实施例中，取心数量不少于10个是为了保证在绘制空气渗透率与启动压力梯度关系图版时的准确性。数据量过少在拟合时，误差就会比较大，从而导致最终得到的空气渗透率上限值准确性降低。

在本申请的一个具体实施例中，目标低渗透油藏为长庆油田三叠系延长组油藏。该油藏是鄂尔多斯盆地重要的低渗透油藏勘探开发单元。鄂尔多斯盆地延长组致密油主要发育于半深湖-深湖相区，以延长组7段油层组致密砂岩和湖盆中部延长组6段油层组致密砂岩最为典型。基于以上认知，该延长组油藏可以省略油藏描述和确定代表性目的层段两个步骤。通过目的层段取心，并开展岩心驱替实验，获得了15组空气渗透率、启动压力梯度数据。利用Excel软件绘制出鄂尔多斯盆地延长组油藏空气渗透率与启动压力梯度关系曲线，如图2所示。经过拟合得到该曲线的拟合表达式为：

y＝0.22x^-1.212 (1)

式中，x表示空气渗透率，y代表启动压力梯度。

曲率公式为：

其中，K表示曲率。

根据以上曲率公式，可以得到空气渗透率与启动压力梯度拟合表达式的曲率公式为：

令f(x)＝k，若要求得K的最大值，就需要求f'(x)＝0的根。

令f'(x)＝0，即：

得到X＝0.551268。

因此，当空气渗透率为0.551268mD时，空气渗透率与启动压力梯度曲线中曲率最大，即可将鄂尔多斯盆地延长组致密油藏物性上限确定为空气渗透率为0.551268mD。

上述实施例中，通过对鄂尔多斯盆地延长组中典型目的层段的岩心样本进行驱替实验，得到空气渗透率与启动压力梯度的关系曲线。再结合致密油藏相对于一般低渗油藏来说，所需要的启动压力梯度更大的原理，选择关系图版中压力急剧增大的点所对应的空气渗透率作为致密油藏的物性上限，从而最终确定了致密油藏的物性上限，可以为后续生产开发提供参考。

如图3所示，在本申请的一个实施例中还提供了另一种致密油藏物性上限确定方法，所述方法可以包括以下步骤。

S301，对目标低渗透油藏进行精细油藏描述，获取所述目标低渗透油藏的精细地质模型。

S302，将所述精细地质模型进行修正，得到修正后的精细地质模型。

在所述精细地质模型的基础上，利用油藏精细数值模拟手段，充分考察动态和静态资料对所述精细地质模型进行油藏模拟研究以反复修正，完善，使得到的所述修正后的精细地质模型能够尽可能代表实际油藏。其中，所述静态资料可以为各种地质图件、岩石及流体物性数据、地震数据、测井数据、岩心与露头数据等等；动态资料可以为试井、试油、试采数据，注采井月度/日度生产数据、井史数据等。

S303，根据所述修正后的精细地质模型，确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段。

S304，获取所述目的层段中岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度数据，并生成空气渗透率和启动压力梯度的关系曲线。

S305，确定所述关系曲线中突变点所对应的空气渗透率，所述突变点为所述关系曲线中曲率最大的点。

上述实施例中，在确定目标油藏的目的层时，对得到的精细地质模型进行了修正，以使修正后的精细地质模型能够尽可能代表实际油藏，从而保证后续根据修正后的精细地质模型确定的样本能够更加真实反映油藏实际情况，增加结果的准确性。

本申请实施例中还提供了一种致密油藏物性上限确定装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与一种致密油藏物性上限确定方法相似，因此该装置的实施可以参见一种致密油藏物性上限确定方法的实施，重复之处不再赘述。

参考图4，本申请实施例所提供的一种致密油藏物性上限确定装置可以包括：

油藏描述模块401，用于对目标低渗透油藏进行精细油藏描述，获取所述目标低渗透油藏的精细地质模型。

所述低渗油藏通常指油藏内储层渗透率在≤50×10^-3μm²之间的油藏，具有渗透率低，丰度低、单井产能低的特点。

所述精细油藏描述是指油田投入开发后，随着开采程度的加深和动、静态资料增加，所进行的精细地质特征研究和剩余油分布描述，并不断完善储层预测的地质模型的过程。所述精细地质模型可以为对目标油藏进行地质描述的一个数据体。

这里对目标低渗透油藏进行精细油藏描述可以包括以下步骤。其中，所述目标低渗透油藏可以为待研究区域的低渗油藏。

(1)首先获取目标低渗透油藏的地质、地震、测井和试油试采等信息的资料。

(2)再结合所述地质、地震、测井和试油试采等信息的资料进行精细油藏描述。

目的层确定模块402，用于根据所述精细地质模型，确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段。

油藏描述得到的精细地质模型中会体现所述目标低渗透油藏的总体地质特征以及各个目的层段的细节地质特征。其中，所述特征不单指某一项具体特征，而是很多特征的集合。在本申请的一个实施例中，该特征可以包括：储层的地层、构造、岩性、沉积、非均质性、储层物性、流体物性等特征。所述满足预设条件可以为目的层段的细节地质特征数据与总体目标低渗透油藏的总体地质特征最接近。

在本申请的一个实施例中，所述确定所述目标低渗透油藏中满足预设条件的目的层段，可以包括以下步骤。

首先根据对目标低渗油藏的油藏分析得到精细地质模型数据体，该数据体中的数据可以反映该目标油藏的整体地质特征。

再根据精细地质模型中具体的目的层段细节地质特征，确定与该目标油藏的整体特征数值最为相近的目的层段位置。

获取生成模块403，用于获取所述目的层段中岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度的数据，并生成空气渗透率和启动压力梯度的关系曲线。

在本申请的一个实施例中，所述获取生成模块具体包括以下子模块。

样本获取模块，用于获取所述目的层段中预设数量的岩心样本。

所述获取岩心样本的过程指获取取心得到岩心样本。

数据获取模块，用于获取每一个所述岩心样本的岩心驱替实验得到的空气渗透率和启动压力梯度的数据。

将所述岩心样本进行岩心驱替实验，获取每一个岩心样本的空气渗透率和启动压力梯度的数据。

突变点确定模块404，用于确定所述关系曲线中突变点所对应的空气渗透率，所述突变点为所述关系曲线中曲率最大的点。

上述实施例通过待研究的低渗油藏的样本，生成启动压力梯度以及空气渗透率的关系图版，得到两者之间的关系。再根据致密油藏相对于一般低渗油藏来说，所需要的启动压力梯度更大的原理，选择关系图版中启动压力梯度急剧增大的点所对应的空气渗透率作为致密油藏的物性上限，从而最终确定了致密油藏的物性上限，可以为后续生产开发提供参考。

在本申请的一个实施例中，突变点确定模块具体包括以下子模块：

拟合模块，用于将所述关系曲线进行拟合，得到拟合表达式；

确定模块，用于根据所述拟合表达式，确定所述关系曲线中曲率最大处的空气渗透率。

上述曲率最大处的空气渗透率数值为致密油藏物性上限界限。

在本申请的一个实施例中，启动压力梯度与空气渗透率满足幂函数关系。根据拟合得到的幂函数表达式，计算曲线中曲率最大的点，从而得到该点所对应的空气渗透率的数值。

根据启动压力梯度与空气渗透率满足一定关系，以及致密油藏的启动压力梯度值较大，本实施例将启动压力梯度与空气渗透率曲线中启动压力梯度值发生突变的点，即曲率最大的点所对应的空气渗透率作为致密油藏的物性上限。并且空气渗透率是与生产实践相关的一个量，选择空气渗透率最为物性上限可以对后续开发提供参考。

在本申请的一个实施例中，进行取心的时，取心数量不少于10个。在本实施例中，取心数量不少于10个是为了保证在绘制空气渗透率与启动压力梯度关系图版时的准确性。数据量过少在拟合时，误差就会比较大，从而导致最终得到的空气渗透率上限值准确性降低。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、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，以上所述仅为本申请实施例的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。