致密油藏复杂裂缝网络油气水三相产量分析方法与流程

本发明涉及油田开发，是一种致密油藏复杂裂缝网络油气水三相产量分析方法。

背景技术：

1、近年来我国每年新增探明油气储量中，70％以上的石油储量、90％以上的天然气储量都是低孔低渗致密油气藏，且占比仍在逐年递增，低渗透致密油气资源已成为我国主要勘探开发对象，勘探开发潜力巨大，是油气资源重要的接替区。水平井多级压裂是致密油气藏开发的主体技术，多级压裂改造后储层具有复杂裂缝网络、油气水三相渗流特征，该项技术基于复杂裂缝网络、油气水三相渗流特征建立的产量分析方法，提高了致密油藏产量动态分析方法评价的准确性，为致密油气藏的开发方案优化提供指导。但传统产量分析方法在具有复杂裂缝网络特征、油气水多相渗流、强应力敏感等复杂因素的致密油藏的分析方面适用性较差，无法满足生产的需要。

技术实现思路

1、本发明提供了一种致密油藏复杂裂缝网络油气水三相产量分析方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有存在产量分析方法对具有复杂裂缝网络特征、油气水多相渗流、强应力敏感等复杂因素的致密油藏不适用、准确性较差的问题。

2、本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种致密油藏复杂裂缝网络油气水三相产量分析方法，按下述步骤进行：

3、s1，数据整理准备，所述数据包括致密储层岩石物性、流体物性、生产井参数及生产历史；

4、s2，流动维数识别，在双对数坐标系内绘制各相产量归一化压力与时间关系曲线图，根据图中展现出的直线斜率识别流动维数；

5、s3，压力梯度项计算，基于改进黑油模型中油气水三相渗流方程与致密油藏复杂裂缝网络特性函数，建立适用于致密油藏多级压裂水平井的渗流数学模型输入储层岩石物性、流动物性及流动维数，使用龙格库塔数值计算方法确定生产井井筒位置处压力梯度项；

6、s4，特征曲线分析，在笛卡尔坐标系内绘制产量归一化压力与幂律时间特征曲线，确定直线关系的斜率，计算基质裂缝参数及有效裂缝半长；

7、s5，数据迭代校正，对步骤s4的分析结果进行迭代校正至参数收敛；

8、s6，产量评价预测，利用基质裂缝参数确定各相产量、累产量关于时间关系，与生产历史对比，检查拟合效果，进行生产数据分析评价及预测。

9、下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

10、上述步骤s1中，储层岩石物性包括储层渗透率、孔隙度、岩石压缩性；流体物性包括粘度、体积系数、溶解气油比；生产井参数包括水平井筒长度、压裂完井参数；生产历史包括油气水日产量、累产量及井底流压。

11、上述步骤s2中，在双对数坐标系内绘制各相产量归一化压力与时间关系曲线图时，产量归一化压力表达式及导数表达式为下式1，产量归一化压力与时间表达式组为下式2，

12、

13、

14、式1中，rnp为产量归一化压力，mpa·m-3·d，rnp′为产量归一化压力导数，mpa·m-3·d，pi为初始地层压力，mpa，pwf为井底流压，mpa，q为产量，m3·d-1，t为时间，天；

15、rnp＝mt1-δ

16、rnp'＝(1-δ)mt1-δ   式2

17、式2中，rnp为产量归一化压力，mpa·m-3·d，rnp′为产量归一化压力导数，mpa·m-3·d，m为常数，代表储层的物性特征，无量纲，δ为流动维数，无量纲。

18、上述步骤s3的具体操作为：

19、s31，将致密油藏复杂裂缝网络特性函数、油气水三相渗流速度表达式与质量守恒方程联立，确定多相渗流微分方程组，建立适用于致密油藏多级压裂水平井的渗流数学模型；

20、所述致密油藏复杂裂缝网络特性函数表达式为：

21、a＝4φxfhr(2δ-1)   式3

22、式3中，r为距离，cm，φ为孔隙度，无量纲，xf为参考位置处总裂缝半长，cm，h为厚度，cm，δ为流动维数，无量纲，a为渗流截面积，cm2；

23、所述油气水三相渗流速度表达式组为：

24、

25、

26、

27、式4中，vo，vg，vw分别为油、气、水相渗流速度，cm/s，k为基质渗透率，μm2，kro，krg，krw分别为油、气、水相相对渗透率，小数，μo，μg，μw分别为油、气、水相粘度，mpa·s，bo，bg，bw分别为油、气、水相体积系数，小数，rs为溶解气油比，m3·m-3，rv为凝析油气比，m3·m-3；

28、所述质量守恒方程为：

29、

30、式5中，φ为储层孔隙度，小数，ρj为j相密度，g/cm3，t为时间，s，

31、所述多相渗流微分方程组为：

32、

33、

34、

35、式6中，α，β，a，b，γ，ξ为复合变量，表达式见式7，p为压力，mpa，r为距离，cm，δ为流动维数，无量纲，φ为储层孔隙度，小数，k为基质渗透率，μm2。

36、

37、

38、式7中，α，β，a，b，γ，ξ为复合变量，kro，krg，krw分别为油、气、水相相对渗透率，小数，μo，μg，μw分别为油、气、水相粘度，mpa·s，bo，bg，bw分别为油、气、水相体积系数，小数，rs为溶解气油比，m3·m-3；rv为凝析油气比，m3·m-3；

39、s32，将流动维数代入至渗流模型，求解多相微分方程组，根据压力梯度的表达式，计算生产井井筒位置处压力梯度项，所述压力梯度的表达式为：

40、

41、式8中，pdo，pdg，pdw分别为油、气、水相压力梯度项，α，a，γ为复合变量，表达式见式7，p为压力，mpa，r为距离，cm，δ为流动维数，无量纲，φ为储层孔隙度，小数，k为基质渗透率，μm2。

42、上述步骤s4中，绘制产量归一化压力与幂律时间(t1-δ)特征曲线，确定直线关系的斜率，基于各相产量关系表达式，确定基质裂缝参数表达式，计算基质裂缝参数及有效裂缝半长；

43、所述各相产量关系表达式为：

44、qj＝8(1-δ)xfkδφ1-δtδ-1pdj j＝o,g,w   式9

45、式9中，xf为裂缝半长，cm，qj为j相日产量，m3/d,，rnp为产量归一化压力，mpa·m-3·d，rnp′为产量归一化压力导数，mpa·m-3·d，δ为流动维数，无量纲，k为基质渗透率，μm2，φ为储层孔隙度，小数，t为时间，s，pdj为j相压力梯度项，o，g，w分别代表油、气、水。

46、所述基质裂缝参数表达式为：

47、

48、式10中，xf为裂缝半长，cm，qj为j相日产量，m3/d，rnp为产量归一化压力，mpa·m-3·d，rnp′为产量归一化压力导数，mpa·m-3·d，δ为流动维数，无量纲，k为基质渗透率，μm2，φ为储层孔隙度，小数，t为时间，s，pdj为j相压力梯度项，o，g，w分别代表油、气、水。

49、上述步骤s5的具体操作为：选用质量最好一相的生产数据进行特征曲线分析，计算基质裂缝参数记为xmfkδ0，其中数据质量根据数据来源、数据相关性判断；利用xmfkδ0确定其余相特征曲线中斜率，判断与生产数据拟合效果；若拟合效果不好，重复步骤s4，调整特征曲线斜率，确定基质裂缝参数xmfkδnew，直至由基质裂缝参数确定的特征斜率与各相数据间均能较好拟合，保证基质裂缝参数及有效裂缝半长的准确性。

50、上述步骤s6中，利用基质裂缝参数定各相日产量、累产量关于时间关系，进行生产数据分析评价及预测，指导生产制度优化与调整，其中累产量关于时间关系为表达式为式11。

51、

52、式11中，qj为j相累计产量，m3，δ为流动维数，无量纲，，k为基质渗透率，μm2，

53、φ为储层孔隙度，小数，t为时间，s，pdj为j相压力梯度项，o，g，w分别代表油、气、水。

54、本发明具有以下优点：

55、(一)耦合复杂裂缝网络及油气水三相渗流特征，准确反映致密油藏渗流规律

56、致密油藏储层渗透率极低，存在天然裂缝，压裂过程容易产生复杂裂缝网络，通过引入流动维数表征复杂裂缝网络特征及渗流机理；储层内可能存在可流动油/气/水，产生三相渗流，建立渗流方程组表征多相流动。区别于现有动态分析方法，本发明耦合复杂裂缝网络、油气水三相渗流及应力敏感性特征，建立致密油藏压裂水平井渗流模型，准确反映渗流规律。

57、(二)多相数据迭代校正，准确计算基质裂缝参数

58、数据采集、压力波动使生产数据存在众多噪音点，给特征斜率确定带来不确定性，干扰对储层特征的准确认识。本发明引入产量归一化压力导数，在一定程度上减少噪音点在流动维数识别、特征曲线分析过程产生的影响，并利用多相数据迭代校正，减少分析过程不确定性，准确计算基质裂缝参数。

59、(三)产量预测评价，指导致密油藏生产制度优化调整

60、利用基质裂缝参数计算各相日产量、累产量，与实际生产数据对比验证，有效预测目标油藏产能变化情况。通过对实际生产数据进行预测评价，为致密油藏生产制度优化与调整提供理论依据。