專利名稱：一種多相流體的飽和度解釋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油藏開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多相流體的飽和度解釋方法。
背景技術(shù)：
油氣井的井底瞬態(tài)壓力數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用之一是進行井底壓力的試井分析，而試井分析是認識油藏、進行油藏評價和生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測的重要動態(tài)分析手段。試井方法包括穩(wěn)態(tài)試井和非穩(wěn)態(tài)試井，目前多采用非穩(wěn)態(tài)試井。非穩(wěn)態(tài)試井又分為常規(guī)試井和現(xiàn)代試井。常規(guī)試井通常是在直角坐標或半對數(shù)坐標中畫出實測的井底壓力隨時間變化的直線段，由該直線段的斜率可以反求地層的有關(guān)參數(shù)?，F(xiàn)代試井是根據(jù)滲流理論算出給定參數(shù)下的井底無量綱壓力對無量綱時間的曲線，稱為理論圖版，再將實測曲線與這些圖版進行擬合，擬合的結(jié)果也就確定了該實測曲線所對應(yīng)的油藏的參數(shù)。目前通過非穩(wěn)態(tài)試井分析可以提供的資料有(1)確定井底附近或兩井之間的導(dǎo)壓系數(shù)及巖石特性參數(shù)；(2)推算平均地層壓力和井的產(chǎn)出能力；(3)判斷井的特性參數(shù)、井筒體積、井筒污染程度以及改善措施的效果；(4)發(fā)現(xiàn)油層的邊界類型，包括斷層、供給邊界等；(5)估算泄油區(qū)內(nèi)的原油儲量。上述非穩(wěn)態(tài)試井方法無法對地層中多相流體的飽和度進行解釋，流體的飽和度是指儲層巖石孔隙中某種流體所占的體積百分數(shù)，它表示了孔隙空間為某種流體所占據(jù)的程度，巖石中由多相流體充滿其孔隙，則這幾相流體的飽和度之和為1。目前已公開的多相流體飽和度解釋方法包括自然電位法、微測井法、聲波法、巖性密度法、中子法、中子壽命法、碳氧比法和過套管測電阻率法。但是采用上述各方法進行流體飽和度解釋過程中，需要將油氣井中的油管取出，再將專用檢測設(shè)備放入井內(nèi)，整個檢測過程的作業(yè)費較高；采用上述各方法可解釋的范圍小，除過套管測電阻率法可以解釋油氣井十幾米范圍內(nèi)的飽和度分布情況外，采用其他方法只能對油氣井周圍幾米范圍內(nèi)的飽和度分布進行解釋；除自然電位法之外，其他的解釋方法要借助于放射性物質(zhì)，放射性物質(zhì)在儲存、運輸、安裝、施工過程中產(chǎn)生放射性危害，不利于安全和環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多相流體的飽和度解釋方法，其可解釋范圍大、安全、環(huán)保，并且作業(yè)費用低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種多相流體的飽和度解釋方法，包括確定地層中一個區(qū)域內(nèi)多相流體的等效粘度；分別獲取所述多相流體中各相流體的粘度和相對滲透率曲線；設(shè)定所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度，所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度之和為1 ；分別依據(jù)所述各相流體的相對滲透率曲線，確定與所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度對應(yīng)的相對滲透率；計算所述各相流體的相對滲透率與粘度比值之和，并進行記錄；
按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度；判斷所述各相流體調(diào)整后的預(yù)設(shè)飽和度是否位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則返回執(zhí)行確定與所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度對應(yīng)的相對滲透率的步驟，若否，則分別比較記錄的各比值之和與所述等效粘度的倒數(shù)是否相同，當僅有一個比值之和與所述等效粘度的倒數(shù)相同時，確定與該比值之和所對應(yīng)的預(yù)設(shè)飽和度為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度，當有多個比值之和與所述等效粘度的倒數(shù)相同時，分別確定與所述多個比值之和所對應(yīng)的預(yù)設(shè)飽和度為各相流體的備用飽和度，并按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述備用飽和度中的一組為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度；確定地層中一個區(qū)域內(nèi)多相流體的等效粘度的過程具體為分別設(shè)定油氣井的地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、地層中多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度、原始地層壓力、所述油氣井的預(yù)設(shè)井儲常數(shù)和預(yù)設(shè)井筒表皮；根據(jù)所述地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、原始地層壓力、預(yù)設(shè)井儲常數(shù)、預(yù)設(shè)井筒表皮和多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度進行滲流方程求解，確定井底計算壓力；獲取井底實測壓力，并將所述計算壓力與實測壓力進行擬合；判斷所述擬合的精度是否滿足預(yù)設(shè)要求；當所述擬合的精度滿足預(yù)設(shè)要求時，確定當前多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度為多相流體的等效粘度，當所述擬合的精度不滿足預(yù)設(shè)要求時，重新設(shè)定油氣井的地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、地層中多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度、所述原始地層壓力、所述油氣井的預(yù)設(shè)井儲常數(shù)和預(yù)設(shè)井筒表皮，返回執(zhí)行確定井底計算壓力的步驟。由此可見，本發(fā)明公開的多相流體的飽和度解釋方法，基于油氣井試井過程中現(xiàn)有的壓力數(shù)據(jù)實現(xiàn)各相流體的飽和度解釋。本發(fā)明公開的多相流體的飽和度解釋方法基于已有的壓力數(shù)據(jù)實現(xiàn)，無需借助除壓力檢測裝置之外的其他專用檢測設(shè)備，也無需使用放射性物質(zhì)，降低了作業(yè)費、安全、環(huán)保，而且放置于油氣井中的壓力檢測裝置的敏感度很高， 當位于油氣井周圍較大區(qū)域范圍內(nèi)多相流體的飽和度發(fā)生變化時，壓力檢測裝置測得的壓力會發(fā)生相應(yīng)變化，由于多相流體的飽和度解釋是基于壓力檢測裝置測得的壓力實現(xiàn)的， 因此可以對油氣井更大范圍內(nèi)多相流體的飽和度進行解釋。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明公開的一種多相流體的飽和度解釋方法的流程圖；圖2為本發(fā)明公開的一種確定地層中多相流體的等效粘度的方法的流程圖；圖3為本發(fā)明公開的一種按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定備用飽和度中的一組為各相流體的飽和度的方法的流程圖；圖4為本發(fā)明公開的另一種按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定備用飽和度中的一組為各相流體的飽和度的方法的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種多相流體的飽和度解釋方法，其可解釋范圍大、安全、環(huán)保，并且作業(yè)費用低。參見圖1，圖1為本發(fā)明公開的一種多相流體的飽和度解釋方法的流程圖。包括步驟Sl 確定地層中一個區(qū)域內(nèi)多相流體的等效粘度。在試井方法中，根據(jù)滲流理論計算出給定參數(shù)下的井底無量綱壓力對無量綱時間的曲線，該曲線稱為理論圖版，再將實測壓力曲線與理論圖版進行擬合，若擬合達到預(yù)設(shè)精度，則當前的參數(shù)即為該實測壓力曲線對應(yīng)的油藏參數(shù)，若擬合未達到預(yù)設(shè)精度，則調(diào)整各油藏參數(shù)，重新進行擬合。本發(fā)明公開一種確定地層中多相流體的等效粘度的方法，如圖2 所示，包括步驟S21 分別設(shè)定油氣井的地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、地層中多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度、原始地層壓力、油氣井的預(yù)設(shè)井儲常數(shù)和預(yù)設(shè)井筒表皮。步驟S22 根據(jù)地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、原始地層壓力、預(yù)設(shè)井儲常數(shù)、預(yù)設(shè)井筒表皮和多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度進行滲流方程求解，確定井底計算壓力。步驟S23 獲取井底實測壓力，并將計算壓力與實測壓力進行擬合。擬合的過程包括壓力史擬合、壓力降落或恢復(fù)擬合、以及壓力導(dǎo)數(shù)擬合。步驟S24:判斷擬合的精度是否滿足預(yù)設(shè)要求，若滿足，則轉(zhuǎn)向步驟S25，若不滿足，則轉(zhuǎn)向步驟S26。步驟S25 確定當前多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度為多相流體的等效粘度。步驟S26 重新設(shè)定油氣井的地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、原始地層壓力、預(yù)設(shè)井儲常數(shù)、預(yù)設(shè)井筒表皮和地層中多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度，轉(zhuǎn)向步驟S22。根據(jù)油氣井的地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、原始地層壓力、預(yù)設(shè)井儲常數(shù)、預(yù)設(shè)井筒表皮和地層中多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度計算井底壓力，即井底計算壓力。 對各油藏參數(shù)進行調(diào)整，當根據(jù)各油藏參數(shù)確定的井底計算壓力與實測壓力的擬合精度滿足預(yù)設(shè)要求時，則認為當前的各油藏參數(shù)為油氣井的實測油藏參數(shù)，當前的多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度為多相流體的等效粘度。步驟S2 分別獲取多相流體中各相流體的粘度和相對滲透率曲線。 在試井過程中，可以確定各相流體的粘度以及各相流體的相對滲透率曲線，相對滲透率曲線反映了流體的飽和度和滲透率之間的關(guān)系。步驟S3 設(shè)定各相流體的預(yù)設(shè)飽和度。油氣井中的多相流體可能為油氣兩相流體、油水兩相流體、氣水兩相流體或者油氣水三相流體，多相流體中各相流體的飽和度之和為1，因此設(shè)定的各相流體的預(yù)設(shè)飽和度之和為1。
步驟S4 分別依據(jù)各相流體的相對滲透率曲線，確定與各相流體的預(yù)設(shè)飽和度對應(yīng)的相對滲透率，計算各相流體的相對滲透率與流體粘度比值之和，并進行記錄。步驟S 5 按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整各相流體的預(yù)設(shè)飽和度。油氣井中的多相流體可能為兩相流體，也可能為三相流體。當油氣井中的多相流體為兩相流體(即油氣兩相流體、油水兩相流體、氣水兩相流體)時，以第一預(yù)設(shè)間隔增大兩相流體中一相流體的預(yù)設(shè)飽和度，相應(yīng)的以所述第一預(yù)設(shè)間隔減小另一相流體的預(yù)設(shè)飽和度；當油氣井中的多相流體為三相流體(即油氣水三相流體)時，以第二預(yù)設(shè)間隔增大三相流體中一相流體的預(yù)設(shè)飽和度，以第三預(yù)設(shè)間隔減小另一相流體的預(yù)設(shè)飽和度，則第三相流體的預(yù)設(shè)飽和度相應(yīng)發(fā)生變化。以油水兩相流體為例，油相流體的初始飽和度為Stjl殘余飽和度為S。2，相應(yīng)的，水相流體的最大飽和度Swl為l-s。2最小飽和度Sw2為l-s。1;隨著油氣井的開發(fā)，油相流體的飽和度會逐漸減小，水相流體的飽和度會逐漸增加。如果在執(zhí)行步驟S3時，設(shè)定油相流體的預(yù)設(shè)飽和度為Stjl，設(shè)定水相流體的預(yù)設(shè)飽和度為I-Stjl，那么在步驟S5中可以第一預(yù)設(shè)間隔增大水相流體的預(yù)設(shè)飽和度，以第一預(yù)設(shè)間隔減小油相流體的預(yù)設(shè)飽和度；如果在執(zhí)行步驟S3時，設(shè)定油相流體的預(yù)設(shè)飽和度為S。2，設(shè)定水相流體的預(yù)設(shè)飽和度為1-S。2，那么在步驟S5中可以第一預(yù)設(shè)間隔增大油相流體的預(yù)設(shè)飽和度，以第一預(yù)設(shè)間隔減小水相流體的預(yù)設(shè)飽和度。步驟S6 判斷各相流體調(diào)整后的預(yù)設(shè)飽和度是否位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則轉(zhuǎn)向步驟S4，若否，則轉(zhuǎn)向步驟S7。地層的多相流體中各相流體的飽和度在油氣井開發(fā)過程會持續(xù)發(fā)生規(guī)律性的變化，各相流體均存在一個最大飽和度和最小飽和度，地層中多相流體中各相流體的飽和度在整個開發(fā)過程中不會超出最大飽和度和最小飽和度。在步驟S6中，可以將各相流體飽和度的預(yù)設(shè)范圍確定為由各相流體的最大飽和度和最小飽和度構(gòu)成的區(qū)間。當按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整后的各相流體的預(yù)設(shè)飽和度處于預(yù)設(shè)范圍時，根據(jù)當前各相流體的預(yù)設(shè)飽和度確定的各比值之和可能與等效粘度的倒數(shù)相同，也就是當前各相流體的預(yù)設(shè)飽和度可能是各相流體的飽和度；當按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整后的各相流體的預(yù)設(shè)飽和度超出預(yù)設(shè)范圍時，此時的預(yù)設(shè)飽和度肯定不是各相流體的飽和度，因此不需要對其進行后續(xù)操作。步驟S7 分別比較記錄的各比值之和是否與等效粘度的倒數(shù)相同，并確定與等效粘度的倒數(shù)相同的比值之和的個數(shù)。步驟S8 判斷與等效粘度的倒數(shù)相同的比值之和是否僅有一個，若是，轉(zhuǎn)向步驟 S9，若不是，轉(zhuǎn)向步驟S10。步驟S9 確定與該比值之和對應(yīng)的預(yù)設(shè)飽和度為各相流體的飽和度。步驟SlO 分別確定與多個比值之和對應(yīng)的預(yù)設(shè)飽和度為各相流體的備用飽和度，按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述備用飽和度中的一組為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度。由于地層中各相流體的相對滲透率曲線有一個交叉點，所以與等效粘度的倒數(shù)相同的各比值之和可能存在兩組，相應(yīng)的會得到兩組飽和度值，其中一組飽和度值為假值，要進一步根據(jù)產(chǎn)量中的含水率、初始開發(fā)時的初始飽和度、油層的殘余飽和度等信息舍棄備用飽和度中不合理的值。以油水兩相流體為例，對本發(fā)明公開的多相流體的飽和度解釋方法進行說明。
根據(jù)滲流方程確定地層中一個區(qū)域內(nèi)油水兩相流體的等效粘度μ e，獲取油相流體的相對滲透率曲線Sw Kra和粘度μ。，獲取水相流體的相對滲透率曲線Sw Knt和粘度 μ w ；設(shè)定水相流體的預(yù)設(shè)飽和度為Sw，則油相流體的預(yù)設(shè)飽和度S。為i-sw ；在油相流體的相對滲透率曲線上通過插值獲得與S。對應(yīng)的相對滲透率κ ，在水相流體的相對滲透率曲線上通過插值獲得與Sw對應(yīng)的相對滲透率κ ；計算油相流體的相對滲透率與粘度的比值Kro/ μ。，計算水相流體的相對滲透率與粘度的比值Κ / μ w，求取兩比值之和
權(quán)利要求
1.一種多相流體的飽和度解釋方法，其特征在于，包括 確定地層中一個區(qū)域內(nèi)多相流體的等效粘度；分別獲取所述多相流體中各相流體的粘度和相對滲透率曲線； 設(shè)定所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度，所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度之和為1 ； 分別依據(jù)所述各相流體的相對滲透率曲線，確定與所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度對應(yīng)的相對滲透率；計算所述各相流體的相對滲透率與粘度比值之和，并進行記錄； 按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度；判斷所述各相流體調(diào)整后的預(yù)設(shè)飽和度是否位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，則返回執(zhí)行確定與所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度對應(yīng)的相對滲透率的步驟，若否，則分別比較記錄的各比值之和與所述等效粘度的倒數(shù)是否相同，當僅有一個比值之和與所述等效粘度的倒數(shù)相同時，確定與該比值之和所對應(yīng)的預(yù)設(shè)飽和度為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度，當有多個比值之和與所述等效粘度的倒數(shù)相同時，分別確定與所述多個比值之和所對應(yīng)的預(yù)設(shè)飽和度為各相流體的備用飽和度，并按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述備用飽和度中的一組為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度；確定地層中一個區(qū)域內(nèi)多相流體的等效粘度的過程具體為分別設(shè)定油氣井的地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、地層中多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度、原始地層壓力、所述油氣井的預(yù)設(shè)井儲常數(shù)和預(yù)設(shè)井筒表皮；根據(jù)所述地質(zhì)模型、井筒類型、油藏邊界、原始地層壓力、預(yù)設(shè)井儲常數(shù)、預(yù)設(shè)井筒表皮和多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度進行滲流方程求解，確定井底計算壓力； 獲取井底實測壓力，并將所述計算壓力與實測壓力進行擬合； 判斷所述擬合的精度是否滿足預(yù)設(shè)要求；當所述擬合的精度滿足預(yù)設(shè)要求時，確定當前多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度為多相流體的等效粘度，當所述擬合的精度不滿足預(yù)設(shè)要求時，重新設(shè)定油氣井的地質(zhì)模型、 井筒類型、油藏邊界、原始地層壓力、預(yù)設(shè)井儲常數(shù)、預(yù)設(shè)井筒表皮和地層中多個區(qū)域內(nèi)多相流體的預(yù)設(shè)等效粘度，返回執(zhí)行確定井底計算壓力的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飽和度解釋方法，其特征在于，所述擬合包括壓力史擬合、壓力降落或恢復(fù)擬合、以及壓力導(dǎo)數(shù)擬合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的飽和度解釋方法，其特征在于，按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述備用飽和度中的一組為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度的過程為分別確定與多個所述備用飽和度對應(yīng)的理論含水率； 獲取實測含水率；比對多個所述理論含水率與所述實測含水率，確定多個理論含水率中與所述實測含水率之間差值最小的理論含水率；確定與具有最小差值的理論含水率對應(yīng)的備用飽和度為各相流體的飽和度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的飽和度解釋方法，其特征在于，按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述備用飽和度中的一組為地層中該區(qū)域內(nèi)各相流體的飽和度的過程為獲取所述多相流體中任一相流體的最大飽和度和最小飽和度；將多個所述備用飽和度中該相流體的飽和度分別與所述最大飽和度、最小飽和度進行比較；將位于所述最大飽和度和最小飽和度之間的該相流體飽和度所在的備用飽和度作為所述各相流體的飽和度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的飽和度解釋方法，其特征在于，所述按照預(yù)設(shè)策略調(diào)整所述各相流體的預(yù)設(shè)飽和度的過程為當所述多相流體為兩相流體時，以第一預(yù)設(shè)間隔增大所述兩相流體中一相流體的預(yù)設(shè)飽和度，相應(yīng)的以所述第一預(yù)設(shè)間隔減小另一相流體的預(yù)設(shè)飽和度；當所述多相流體為三相流體時，以第二預(yù)設(shè)間隔增大所述三相流體中一相流體的預(yù)設(shè)飽和度，以第三預(yù)設(shè)間隔減小另一相流體的預(yù)設(shè)飽和度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多相流體的飽和度解釋方法，基于油氣井試井過程中現(xiàn)有的壓力數(shù)據(jù)實現(xiàn)各相流體的飽和度解釋。本發(fā)明公開的多相流體的飽和度解釋方法基于已有的壓力數(shù)據(jù)實現(xiàn)，無需借助除壓力檢測裝置之外的其他專用檢測設(shè)備，也無需使用放射性物質(zhì)，降低了作業(yè)費、安全、環(huán)保，而且放置于油氣井中的壓力檢測裝置的敏感度很高，當位于油氣井周圍較大區(qū)域范圍內(nèi)多相流體的飽和度發(fā)生變化時，壓力檢測裝置測得的壓力會發(fā)生相應(yīng)變化，由于多相流體的飽和度解釋是基于壓力檢測裝置測得的壓力實現(xiàn)的，因此可以對油氣井更大范圍內(nèi)多相流體的飽和度進行解釋。
文檔編號E21B47/00GK102305062SQ20111020917
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者盧德唐, 李道倫, 查文書 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)