贾敏损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4D定量与智能诊断方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及油田勘探技术领域，公开一种贾敏效应损害储层的建模方法与系统及确定储层损害程度的方法与系统。所述建模方法包括：确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度，其中所述储层的渗透率低于预设渗透率；根据达西表观速度与流体中的水分子的扩散系数，建立水相运动方程；根据储层的孔隙的孔径分布特征及预设渗透率模型，建立储层的渗透率的分布方程；及根据所述分布方程及所述水相运动方程，确定贾敏效应损害储层的时空演化模拟方程。本发明专利技术可定量模拟由贾敏引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演。时空推演。时空推演。

【技术实现步骤摘要】
贾敏损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4D定量与智能诊断方法及其系统


[0001]本专利技术涉及油田勘探
，具体地涉及一种贾敏效应损害储层的建模方法、损害程度确定方法及系统。

技术介绍

[0002]油田勘探开发的各个时期，由于受到多种内外因素影响，会导致储层原有的物理、化学、热力学和水动力学平衡状态变化，不可避免的使储层近井壁区乃至远井壁区的储层内部渗透率降低，堵塞流体流动，造成储层损害和油井产量下降，甚至“枪毙”储层。造成储层损害的原因是多样的、复杂的，特别是在生产过程中，储层岩石储渗空间、表面润湿性、水动力学场、温度场、岩石种类等不断发生变化，使损害机理随时间而变，且损害周期长、范围宽，损害更具复杂性和叠加性。储层损害一旦发生，必须根据储层损害情况采取相应的解堵措施恢复流体流动通道，以便提高油井产量和水井注入能力。具体地，贾敏效应主要发生在低渗油藏水驱油过程中，储层岩石喉道的大小决定了贾敏效应的强弱程度。对于低渗透储层来说，其岩石喉道狭小，更容易引发贾敏效应，随着油井含水上升，储层内含油饱和度逐渐降低，大量油珠产生的贾敏效应会给低渗透油藏水驱油过程造成很大阻力。例如，不仅会使大量的油滴被捕集成为残余油，而且可能“锁死”已经形成的水驱油通道。因此定量评价各类因素对贾敏效应的影响程度，并对储层贾敏损害程度进行准确的预测尤为重要。
[0003]因此，厘清待解堵井储层损害究竟由哪些因素造成、各损害因素所占比例如何，以及储层损害的空间分布规律和随时间变化规律对解堵措施优化设计至关重要，并直接影响解堵和增产效果好坏。
[0004]目前，诊断储层损害的方法可分为矿场诊断法和室内评价法。其中，所述矿场诊断法包括试井法。虽然所述试井法可以定量给出表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的表皮系数、堵塞比、附加压降等重要参数，但由其表征的表皮系数与其它参数相互联系。也就是说，通过所述试井法得出的表皮系数并不仅仅反映真实储层损害特征，还是各个环节、多因素的综合表现(即其是真实损害表皮系数和由井斜表皮系数、储层形状表皮系数、打开储层不完善表皮系数、非达西流表皮系数、射孔表皮系数等组成的拟表皮系数之和)，必须进行表皮系数分解才能得到真实损害表皮系数。其中，所述室内评价法包括岩心流动实验法。所述岩心流动实验法是通过岩心驱替前后的渗透率变化来了解损害程度大小，虽然比较适合研究单因素储层损害，但难以反映较大尺度上储层损害规律。并且，因室内岩心实验条件比较理想化、评价用岩心都是原始状态岩心、无法考虑储层特性动态变化，使实验结果与井下储层真实损害出入较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种贾敏效应损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统，其可定量模拟由贾敏效应引起的储层损害特征的四维时空演化过
程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种贾敏效应损害储层的建模方法，所述建模方法包括：确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度，其中所述储层的渗透率低于预设渗透率；根据所述流体的达西表观速度与所述流体中的水分子的扩散系数，建立所述储层的水相运动方程；根据所述储层的孔隙的孔径分布特征及所述储层的预设渗透率模型，建立所述储层的渗透率的分布方程；以及根据所述渗透率的分布方程及所述水相运动方程，确定贾敏效应损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由贾敏效应引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
[0007]优选地，所述确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度包括：建立所述流体进入所述储层的压力传导方程；以及根据所述压力传导方程及达西公式，确定所述流体的达西表观速度。
[0008]优选地，所述建立储层的水相运动方程包括：根据所述流体的达西表观速度u与所述水分子的扩散系数D
w
，建立下式表示的所述质量平衡方程：其中，φ0为所述储层的孔隙度的初始值；为所述储层内的孔隙被水相占据的绝对孔隙度；以及为所述储层内的任意点的空间位置；以及根据所述质量平衡方程及所述储层的水相饱和度的时空分布函数建立下式表示的所述水相运动方程：
[0009]优选地，所述建立所述储层的渗透率的分布方程包括：根据所述储层的孔隙的孔径分布特征，确定孔径为λ的孔隙的体积密度函数与所述储层的水相饱和度的孔径分布方程；以及根据所述预设渗透率模型、所述孔径为λ的孔隙的体积密度函数及所述水相饱和度的孔径分布方程，建立所述储层的渗透率的分布方程。
[0010]优选地，在所述储层的孔隙的孔径分布特征为所述储层中的孔径大于λ的孔隙的数量N(＞λ)满足的情况下，所述确定孔径为λ的孔隙的体积密度函数包括：根据所述储层中的孔径大于λ的孔隙的数量N(＞λ)，确定所述储层中的孔隙的总体积为以及根据所述储层中的孔隙的总体积Φ
max
及所述储层中的孔径小于λ的孔隙的体积确定所述孔径为λ的孔隙的体积密度函数为其中，D为所述孔隙的分形维数；以及λ、λ
min
与λ
max
分别为所述孔隙的孔径、最小孔径与最大孔径；以及A＝αa'/(3
‑
D)。
[0011]优选地，确定所述储层的水相饱和度的孔径分布方程包括：根据所述储层中的孔
径大于λ的孔隙的数量N(＞λ)，确定所述被非水相占据的孔隙的体积为其中λ
pc
为非水相受到所述最小毛细管阻力处的孔隙的特定孔径；以及根据所述储层中的孔隙的总体积Φ
max
与被非水相占据的孔隙的体积Φ
nw
(λ)，确定下式表示的所述水相饱和度的孔径分布方程，其中，D为所述孔隙的分形维数；λ、λ
min
与λ
max
分别为所述孔隙的孔径、最小孔径与最大孔径；以及A＝αa'/(3
‑
D)。
[0012]优选地，在所述储层的预设渗透率模型满足的情况下，所述建立所述储层的渗透率的分布方程包括：根据所述储层的预设渗透率模型所述孔径为λ的孔隙的体积密度函数dξ及所述水相饱和度的孔径分布方程，建立下式表示的所述渗透率的分布方程，
[0013]通过上述技术方案，本专利技术创造性地确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度，其中所述储层的渗透率低于预设渗透率；根据所述流体的达西表观速度与所述流体中的水分子的扩散系数，建立所述储层的水相运动方程；根据所述储层的孔隙的孔径分布特征及所述储层的预设渗透率模型，建立所述储层的渗透率的分布方程；以及根据所述渗透率的分布方程及所述水相运动方程，确定贾敏效应损害储层的时空演化模拟方程。由此，通过所确定的时空演化模拟方程可定量模拟由贾敏效应引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种贾敏效应损害储层的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度，其中所述储层的渗透率低于预设渗透率；根据所述流体的达西表观速度与所述流体中的水分子的扩散系数，建立所述储层的水相运动方程；根据所述储层的孔隙的孔径分布特征及所述储层的预设渗透率模型，建立所述储层的渗透率的分布方程；以及根据所述渗透率的分布方程及所述水相运动方程，确定贾敏效应损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由贾敏效应引起的储层损害特征的四维时空演化过程。2.根据权利要求1所述的贾敏效应损害储层的建模方法，其特征在于，所述确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度包括：建立所述流体进入所述储层的压力传导方程；以及根据所述压力传导方程及达西公式，确定所述流体的达西表观速度。3.根据权利要求1所述的贾敏效应损害储层的建模方法，其特征在于，所述建立储层的水相运动方程包括：根据所述流体的达西表观速度u与所述水分子的扩散系数D
w
，建立下式表示的所述质量平衡方程：其中，φ0为所述储层的孔隙度的初始值；为所述储层内的孔隙被水相占据的绝对孔隙度；以及为所述储层内的任意点的空间位置；以及根据所述质量平衡方程及所述储层的水相饱和度的时空分布函数建立下式表示的所述水相运动方程：4.根据权利要求1所述的贾敏效应损害储层的建模方法，其特征在于，所述建立所述储层的渗透率的分布方程包括：根据所述储层的孔隙的孔径分布特征，确定孔径为λ的孔隙的体积密度函数与所述储层的水相饱和度的孔径分布方程；以及根据所述预设渗透率模型、所述孔径为λ的孔隙的体积密度函数及所述水相饱和度的孔径分布方程，建立所述储层的渗透率的分布方程。5.根据权利要求4所述的贾敏效应损害储层的建模方法，其特征在于，在所述储层的孔隙的孔径分布特征为所述储层中的孔径大于λ的孔隙的数量N(＞λ)满足的情况下，所述确定孔径为λ的孔隙的体积密度函数包括：根据所述储层中的孔径大于λ的孔隙的数量N(＞λ)，确定所述储层中的孔隙的总体积
为以及根据所述储层中的孔隙的总体积Φ
max
及所述储层中的孔径小于λ的孔隙的体积确定所述孔径为λ的孔隙的体积密度函数为其中，D为所述孔隙的分形维数；以及λ、λ
min
与λ
max
分别为所述孔隙的孔径、最小孔径与最大孔径；以及A＝αa'/(3
‑
D)。6.根据权利要求5所述的贾敏效应损害储层的建模方法，其特征在于，确定所述储层的水相饱和度的孔径分布方程包括：根据所述储层中的孔径大于λ的孔隙的数量N(＞λ)，确定所述被非水相占据的孔隙的体积为其中λ
pc
为非水相受到所述最小毛细管阻力处的孔隙的特定孔径；以及根据所述储层中的孔隙的总体积Φ
max
与被非水相占据的孔隙的体积Φ
nw
(λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋官澄，李奕政，贺垠博，杨丽丽，彭春耀，骆小虎，罗绪武，梁兴，谭宾，冉启发，刘小波，程荣超，王增林，陈刚，董腾飞，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：