1.一种水驱油藏井组调堵决策方法,其特征在于,包括以下过程:
第一步:对于研究区块井组的生产井生产动态数据,采用平滑算法消除噪点计算含水率导数,绘制含水率、含水率导数与时间的关系曲线,根据含水率导数曲线是否呈现双峰特征,判断是否存在优势渗流通道发育,确定优势渗流通道及正常储层的见水时间;
第二步:根据以b-l方程为基础推导出的见水时间和物性关系式,采用比值的方式消除参数,最终得到含水率导数特征值与物性关计算式,求取优势渗流通道与正常储层渗透率之比,进而得到优势渗流通道渗透率;
第三步:利用第二步所求得的优势渗流通道渗透率,基于所在矿区岩心实验结果,求取优势渗流通道的平均孔吼半径;
第四步:利用第二步所求得的优势渗流通道渗透率,结合已知开发参数求取优势渗流通道体积;
第五步:利用第二步中优势渗流通道与正常储层渗透率之比筛选调堵井组,利用第三步求得的优势渗流通道的平均孔吼半径和第四步求得的优势渗流通道体积,指导调堵剂类型和注入量的设计。
2.根据权利要求1所述的水驱油藏井组调堵决策方法,其特征在于,第一步中计算含水率导数,绘制含水率、含水率导数与时间的关系曲线,根据含水率导数曲线是否呈现双峰特征,判断是否存在优势渗流通道发育,确定优势渗流通道及正常储层的见水时间,具体过程如下:
为方便叙述计算过程区分优势渗流通道和正常储层参数,将参数附加下标i,i=1时代表优势渗流通道,i=2时代表正常储层;
采用如下公式对研究区块井组的生产井生产动态数据降噪:
式中:fw、f′w分别为生产井综合含水率、含水率导数,f;fwj-1、fwj、fwj+1分别为第j-1、j、j+1时刻的含水率,f;tj-1、tj、tj+1分别代表第j-1、j、j+1时刻的生产时间,d;下标j代表时间步长;
存在优势渗流通道的井组含水率实际为正常储层与优势渗流通道储层含水率的叠加反映;
式中:qi为优势渗流通道或正常储层的产液量,m3/s;fwi为优势渗流通道或正常储层的含水率,f;
正常储层见水后含水率上升平滑,含水率导数曲线在见水时刻出现峰值,随后单调递减;发育优势渗流通道的井:注入水首先沿高渗优势渗流通道到达生产井,即第一见水时刻,这也是含水率导数曲线的第一个峰值对应的时间;随后注入水沿渗透率较低正常储层到达生产井,即第二见水时刻,由于水驱前缘含水率是一个跃变,这也是对应含水率导数曲线的第二个峰值;发育优势渗流通道的井含水率曲线特征为迅速上升后有一个平缓段,然后再上升,含水率导数曲线的特征是出现双峰;通过含水率和含水率导数曲线,确定优势渗流通道是否存发育,并确定优势渗流通道或正常储层的见水时间ti值。
3.根据权利要求1所述的水驱油藏井组调堵决策方法,其特征在于,第二步中优势渗流通道渗透率的计算方法及理论推导包括:
(ⅰ)建立定压条件下的双层非活塞式水驱油模型
优势渗流通道或正常储层的渗流符合非活塞式水驱油,水驱前缘位置为:
式中:xfi为优势渗流通道或正常储层的水驱前缘位置,m;swf为水驱前缘含水饱和度,f;f′w(swf)为水驱前缘饱和度下的含水率导数,f;
依据b-l理论,两相区某一点a与注入端压差:
式中:krw为水相相对渗透率,10-3μm2;δpai为优势渗流通道或正常储层的某点a与注入端之间压差,mpa;xa为a位置与原点距离,m;pai为优势渗流通道或正常储层x=a位置处压力,mpa;pinj为注入井底压力,mpa;v为总渗流速度,m/s;ki为优势渗流通道或正常储层的储层渗透率,10-3μm2;fw(sw)为含水饱和度sw下的含水率,f;μw为水相黏度,mpa·s;
结合式(3)、(4),注入井至水驱前缘任意处压差与含水饱和度关系:
式中,
式中:f′w(sw)为含水饱和度sw下的含水率导数,f;swa为x=a位置的含水饱和度,当swa=swf,则得到f(swf)=c(常数);联立上述两个方程积分整理后,得到0~t时刻两相区的累积注入量为:
式中:δp为注入端与产出端之间压差,mpa;t为生产时间,s;l为注采井距,m;μo为油相黏度,mpa·s;
上式与等饱和度面移动方程结合:
水驱前缘到达采油井,xfi=l,见水时间由下式求得:
(ⅱ)计算优势渗流通道渗透率
采用比值方法约去相关参数,可以得到优势渗流通道与正常储层的见水时间之比为:
令
4.根据权利要求1所述的水驱油藏井组调堵决策方法,其特征在于,第三步中优势渗流通道的平均孔吼半径计算方法:根据油田已有的孔喉半径与渗透率关系,将第二步中获得的优势渗流通道渗透率带入其中,获取优势渗流通道的平均孔吼半径。
5.根据权利要求1所述的水驱油藏井组调堵决策方法,其特征在于,第四步中优势渗流通道发育体积计算方法:
在t2时刻,由于优势渗流通道早已见水,完全处于两相渗流区,而正常储层的水驱前缘刚刚抵达生产井,若将该时刻含水率取跃变前一刻的值,此时fw2(t2)=0,因此得到全井含水率满足:
式中:fwt2为t2时刻全井综合含水率值,f;fw1(t2)与fw2(t2)分别为t2时刻优势渗流通道和正常储层的含水率,f;q1(t2)与q2(t2)分别为t2时刻优势渗流通道和正常储层的产液量,f;
计算前先对产量方程进行处理变形:
由等饱和度面移动方程取微分得:
含水率方程:
式中:kro、krw分别为油相、水相相对渗透率,f;
则产量方程:
其中,
式中:fw(swf)为水驱前缘饱和度下的含水率,f;fw′(swei)为优势渗流通道或正常储层的出口端含水饱和度下的含水率导数,f;
本计算方法的具体步骤为:
a)首先已知注采井间渗流截面a,假设其中优势渗流通道的渗流截面a1,则其中正常储层渗流截面a2=a-a1;
b)分别计算初始时刻各层的注入量,设置时间步长,采用迭代计算至t2时刻,若此时含水率等于fwt2,则保留a1,否则修改a1值重新计算;
c)利用计算得到的a1值计算优势渗流通道的发育体积:
式中:v1为优势渗流通道发育体积,m3;v为注采井间波及体积,m3。
6.根据权利要求1所述的水驱油藏井组调堵决策方法,其特征在于,第五步中筛选调堵井组、指导调堵剂类型和注入量的设计:
当优势渗流通道与正常储层渗透率比值
式中:v调堵为调堵段塞用量,m3;v为注采井间波及体积,m3;δ为注入孔隙体积倍数,f;
注入孔隙体积倍数δ,可以根据具体调堵剂,采用油藏工程方法进行模拟优化,通过模拟不同注入孔隙体积倍数条件下堵剂用量对应的措施效果,优化出最优的堵剂用量。