一种缝洞油藏井间连通通道及流动参数的表征方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田开发中的油藏描述技术领域，尤其是一种缝洞油藏井间连通通道 及流动参数的表征方法。
【背景技术】
[0002] 目前国内外研究井间连通性的方法主要有电缆测井、地层对比、地球化学、试井、 注采井生产动态关联分析、示踪测试等方式，其中前三种方法属于静态评价方法。对于油藏 开发人员来说，更加关注的是油藏开发过程中井间的动态连通情况。对油藏连通性，特别是 注采井间动态连通性的研究，是全面认识油藏地质特征，提高油藏采收率的基础工作内容。
[0003] 出于对油藏认识的需要，井间连通性的研究经历了定性分析到定量求参的过程， 相关学者对井间通道参数的定量描述进行了研究。汪庐山等人针对砂岩油层高含水期优势 渗流通道普遍存在的问题，提出利用水驱特征曲线对优势通道进行识别，利用剩余可采储 量计算优势通道体积，进而计算优势通道渗透率和孔喉半径。曾流芳等人运用数学和油藏 工程方法建立了大孔道参数定量计算方法。郑强通过联立质量守恒方程、产能方程等基本 方程，推导出利用油藏生产动态数据计算注采井间连通体积的模型。姜汉桥等人建立了基 于测井解释成果表的渗透率分布概率模型，通过该模型可以定量计算井间连通优势通道的 参数。胡书勇等人提出了低速层流条件下储层中描述大孔道的随机模拟数学模型，并用该 模型模拟水驱过程中大孔道参数的变化。吴军来等人针对常规水驱油藏评价考虑的往往是 静态地质模型的问题，以流线法模拟为基础，提出了新的水驱油动态评价方法，实现定量化 评价注采井间关系。
[0004] 井间示踪技术作为研究井间连通性质的有效方法之一，已在大庆、大港、辽河、吉 林、华北、胜利、新疆、河南、中原等油田得到广泛应用，并已逐渐成为描述有关砂岩油藏井 间非均质性和流动特性的重要手段。以示踪测试数据为基础，国内外学者对井间通道参数 的定量表征方法也进行了研究。归纳起来，主要分为解析法和数值模拟法两大类。Brigham 最早建立了基于5点井网的示踪剂定量解释连通通道的解析方法，用于判断测试井组油层 的非均质情况。Abbaszadeh和Brigham在五点井网示踪剂流动特性预测方法基础上，提出 了用井间示踪曲线拟合的方法反演地层渗透率、孔喉半径和厚度的解析方法。张勇建立了 基于流线数值模拟的井间示踪定量解释技术。贾俊山应用改进流线法数值模拟技术描述流 场的展布，表征流体渗流规律。目前井间示踪技术有关井间连通通道及流动参数的计算方 法主要针对的是碎肩岩油藏，其理论基础为渗流理论，解释过程中把油藏看成由多个具有 不同渗透率、孔喉半径和厚度的层内均质小层所构成，通过示踪曲线拟合得到各层对应的 参数。
[0005] 地表喀斯特岩溶系统是典型的碳酸盐岩管道（裂隙）一洞一地下河（湖）系统，其 中的流体主要是地下水，其连通特征与缝洞油藏连通结构具有一定的相似性。杨立铮利用 示踪曲线对岩溶水管道流场结构进行判断与解释，提出了四种岩溶连通类型及其对应的典 型示踪曲线。R. G. Wilh和J. F. Quinlan在总结岩溶地区示踪结果的分析和解释技术基础 上，提出了 8种示踪曲线类型及对应的岩溶管道系统特征。梅正星在总结国内外连通试验 方法时也提出3大类6种流场结构的示踪曲线特征。张祯武根据对流扩散理论，通过对各 类岩溶水管流场地质条件与示踪条件的归纳，给出了管流场示踪数学模型和解析解。关于 连通类型的划分对于理论认识岩溶系统形态是必需的，但大大增加了计算岩溶通道参数的 复杂性，在实际计算中不具操作可行性。
[0006] 碳酸盐岩缝洞型油藏储层的发育特征具有很强的非均质性，洞穴、裂缝发育，储层 厚度大小不等、横向分布不稳定，连通性及注水波及情况更为复杂，如图1所示。缝洞油藏 主要存在缝、岩溶管道、溶洞等三类储集空间，这三类空间互相连通构成复杂的油气流动通 道。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种缝洞油藏井间连通通道及流动参数的表 征方法。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种缝洞油藏井间连通通道及流动 参数的表征方法，包括以下步骤：
[0009] ⑷建立描述缝洞油藏井间流动规律的解析表达式；
[0010] (B)建立示踪产出浓度曲线拟合数学模型；
[0011] (C)曲线拟合模型求解；
[0012] (D)根据上述三个步骤所述原理，编制缝洞油藏示踪曲线拟合软件，通过在软件界 面上调整参数的方法对理论示踪曲线与实测示踪曲线进行拟合，同时计算得到缝洞注入示 踪剂注入质量mlk、流速Vlk、过流面积Alk、流管长度Ilk，从而实现对连通通道和流动参数的 表征。
[0013] 优选的，所述步骤（A)中的表达式为：
[0015] 式中：c为流场中的示踪剂浓度mg/L，D为分子弥散系数m2/h，V为水流平均流速 m/h，X为示踪剂运移路程m，t为示踪剂运移时间h ;
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[0020] 式中：c。为投放初始时刻示踪剂与水混合后的浓度mg/L，c b为地下水体中示踪剂 的背景浓度mg/L，V。为初始时刻示踪剂溶液体积m3, c (t)为t时刻产出井的示踪剂浓度mg/ L，Vt为为示踪剂注入到缝洞系统后补充水体的体积且近似等于缝洞连通通道体积m3, V为 缝洞连通通道内的流速m/d，A为流动通道等效横截面积，m2, t为监测时间d。
[0021] 优选的，所述步骤（B)中的目标函数和约束条件分别为；
[0023] 式中：q为示踪监测的总天数d，t为示踪监测的某个时刻点d，p为一个井组中监 测到示踪剂产出的井的数目，k为一个井组中含有p 口产出井，为序号为k的井在t 时刻现场实测得到的示踪剂浓度值mg/L，Ck(t)为序号为k的井在t时刻通过公式理论计 算得到的示踪剂浓度值mg/L ;
[0025] 式中：Cbk为第k个井示踪曲线背景浓度mg/L，η为第k个井实测示踪曲线上出现 的波峰数（即井间的流动通道数），mlk为第k井的第i个流道中产出的示踪剂质量mg，V lk为第i个流道中流体流动速度m/d，Alk为第k井的第i个流道的等效过流面积m2, D为井组 平均的示踪剂弥散系数m2/d，xlk为第k个产出井井与注入井间第i个流道的长度m，p为注 入井A周围对应的产出井数；
[0027] 式中：M。为井组的示踪剂初始总注入质量mg ;
[0028]
[0029] Lp^ Xlk^ IOLp
[0030] 0 < Alj^ 5
[0031] 式中：Lp为注入井和第p个产出井间直线井距m，tTP为第p个产出井示踪剂产出 后第一个波峰对应的突破时间。
[0032] 优选的，所述步骤（C)的曲线拟合算法计算步骤为：
[0033] (1)产生一个含20个微粒的初始微粒群；
[0034] (2)把每个微粒的值代入目标函数计算。比较各目标函数值，寻找满足局部最优和 全局最优的微粒；
[0035] (3)判断迭代是否达到收敛条件，如果达到收敛条件则步骤（5)，否则步骤（4);
[0036] (4)计算确定迭代速度，产生新一代的微粒和微粒群，返回步骤（2);
[0037] (5)寻优计算终止，输出目标函数全局最优解和对应的微粒。
[0038] 本发明的有益效果是：本发明建立的描述缝洞油藏示踪剂流动规律的模型更加符 合真实情况；实现了对缝洞型油藏井间连通通道及流动参数的定量计算表征；拟合过程由 计算机自动拟合与工作人员调参相结合，计算兼顾了理论计算与实际经验的结合。
【附图说明】
[0039] 图1是实施例1中TK221-TK214实测曲线示意图；
[0040] 图2是实施例1中TK221-TK259实测曲线示意图；
[0041] 图3是实施例1中TK221-TK250实测曲线示意图；
[0042] 图4是实施例1中TK221-TK251实测曲线示意图；
[0043] 图5是实施例2中TK634-TK747实测曲线形态示意图；
[0044] 图6是实施例2中TK634-TK744实测曲线形态示意图；
[0045] 图7是实施例2中TK634-TK711实测曲线形态示意图；
[0046] 图8是实施例2中TK634-TK625实测曲线形态示意图；
[0047] 图9是实施例2中TK634-T7-607实测曲线形态示意图；
[0048] 图10是实施例2中TK634-S80实测曲线形态示意图；
[0049] 图11是实施例2中TK634-T667实测曲线形态示意图；
[0050] 图12是示踪曲线拟合软件计算参数输入界面示意图；
[0051] 图13是示踪曲线拟合软件计算主界面示意图。
【具体实施方式】
[0052] 下面结合实施例对本发明做进行进一步的详细说明。
[0053] -种缝洞油藏井间连通通道及流动参数的表征方法，包括以下步骤：
[0054] (A)建立描述缝洞油藏井间流动规律的解析表达式；
[0055] 在对地下缝洞油藏系统中的示踪剂流动规律描述之前，进行如下假设：
[0056] ①微量示踪剂在油藏条件下无化学