基于地层渗流-井筒管流耦合的致密气藏储气库单井注采能力一体化分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于地层渗流

【技术实现步骤摘要】
基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密气藏储气库单井注采能力一体化分析方法


[0001]本专利技术涉及致密气藏储气库单井注采能力评价领域，具体涉及基于地层渗流
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井筒管流 耦合的致密气藏储气库单井注采能力一体化分析方法。

技术介绍

[0002]为保障国家天然气安全供应，发达国家储气库工作气量占消费量的15％以上，我国目前 储气库调峰能力约占消费量4％，亟需加快储气能力建设。预计2025年建成350 亿方调峰及储备能力，但巨大的调峰缺口与库址资源劣质化形成鲜明对照。因此，在全国六 大储气基地之一的中西部储气基地，以YL为代表的大型低渗砂岩气藏已成为建库主体。
[0003]YL气田储层物性差、非均质性强、边底水侵入地层后流体关系复杂，加之储气库注采 速度约为气藏衰竭开发阶段的二三十倍，不同于衰竭开发阶段仅考虑流体低速流动过程粘滞 阻力造成的压降，储气库高速注采过程中还要考虑井控范围内流体高速流动惯性力产生的压 降。建库方案设计过程中，通常采用气藏衰竭开发阶段老井流入、流出动态曲线交点作为协 调点产量，并以此作为储气库建库运行阶段单井配产配注的依据，但该方法存在致命的缺陷。 低速衰竭开发阶段稳定产能试井获取的产能方程以粘滞阻力为主，惯性力可以忽略不计这一 点使得该产能方程绘制的流入动态曲线不适用于储气库单井高速注采过程产能计算。
[0004]由此可见，现有气藏工程方法预测致密气藏型储气库单井合理注采气能力局限较大。而 储气库单井注采能力预测精度，会影响储气库建库新钻井数量，直接事关储气库建设阶段投 资。气藏数值模拟技术可精细模拟储层三维非均质性、各向异性、边水入侵、高速非达西效 应等复杂渗流机理以及快速多方案可视化定量预测，井筒数值模拟技术可以精细刻画不同井 身结构、流体类型条件下的管流模型。因此，研制一套基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密 气藏储气库单井注采能力一体化分析方法，对指导储气库高效建库运行具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密气 藏储气库单井注采能力一体化分析方法，该方法通过储层渗流
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井筒管流耦合，解决了由于 未考虑储层渗流过程高速非达西效应、构造低部位边水等影响，造成储气库单井合理注采能 力预测误差大的问题。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提供一种基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密气藏储气库单井 注采能力一体化分析方法，该方法解决采用衰竭开发阶段老井流入、流出动态曲线求取储气 库单井注采气能力精度低，造成建库需要新钻井的数量预测不准、建库投资误差大的问题， 深入分析不同物性储层、储气库高速注采过程非达西效应及边水的存在对致密气藏储气库单 井注采气能力的影响，指导地层渗流
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井筒管流耦合的致密气藏储气库单井
注采能力高精度 预测。
[0007]为实现上述目的，本专利技术是这样实现的：
[0008]一种基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密气藏储气库单井注采能力一体化分析方法，包 括如下步骤：
[0009]步骤一，建立并初始化三维动态数值模拟模型，并开展数值模拟模型初始化天然气储量 拟合。由于动态数模的构造和属性模型都是经过三维静态地质模型的精细网格粗化得到的， 三维静态模型建模过程拟合的地质储量，在粗化过程中可能发生了变化，因此，数值模拟模 型粗化结束后要复核气水界面、净毛比与孔隙度等参数，结合现代产量递减分析方法与物质 平衡法进一步确定现有井网井控动储量，再一次对工区天然气储量进行拟合。
[0010]首先，开展三维精细地质模型网格粗化，实现从地质学精细网格到流体流动模拟网格的 较大刻度平均化，在不影响原模型地质特征及流动响应的前提下减少网格数，加快数模计算 速度，主要包含构造粗化和属性粗化。
[0011]其中，构造粗化首先是在考虑网格走向、井网、加密井分布以及保持储层平面非均质性 的前提下进行平面网格粗化，其次是在考虑保留隔层、高渗层以及刻画出逼近真实地层的纵 向非均质性的前提下进行纵向网格粗化，在盖层、水体、井分布稀疏、非主力断块等部位可 以考虑用相对较粗的网格，在主力储层、井分布密、后期准备打加密井等部位用细网格；属 性粗化首先用体积加权粗化净毛比，然后再用净毛比加权结合体积加权粗化孔隙度，最后用 流动计算方法粗化渗透率。如果数模采用平衡初始化，粗化就结束了，如果模型采用非平衡 初始化还需要用体积加权粗化含气、水饱和度场。
[0012]进一步，还包括有开展粗化网格质量检查。粗化目的实现保真以及后期数模高速计算， 粗化完后需要进行质量检查，主要看两个方面。一是粗化前后网格总体积不应该有明显差别， 以防粗化前后模型储量相差太大；二是检查网格形态，以防粗化后网格塌陷、非正交、倾角 大等原因导致数模计算时间步被截断，模型计算不收敛将大幅降低模型计算速度，并造成模 拟结果失真。
[0013]开展粗化结果质量检查，粗化前后储层净毛比、孔隙度、渗透率、饱和度平均值要保持 基本一致。
[0014]其次，将模型压力场初始化。气藏初始压力分布主要取决于气藏埋藏深度和流体地下密 度，首先是将流体属性部分提供的气水地面密度折算为地下密度，然后基于参考点深度和该 深度对应的参考压力以及气水界面深度，结合气水地下密度计算模型中其他深度对应的网格 块气水相压力。
[0015]同时，将模型饱和度场初始化。初始饱和度分布主要取决于地层孔隙结构，其中毛管力 起着主要作用。计算过渡带流体饱和度分布，需要计算过渡带高度，而过渡带高度主要受相 渗曲线中端点值以及气水界面与最大毛管力等数据的影响，过渡带饱和度也是主要根据毛管 力曲线来计算。饱和度分布计算中，将气水界面以下的含水饱和度设为在气水相渗曲线中提 供的最大含水饱和度；将气水界面以上的含气饱和度设为气水相渗曲线中提供的最大含气饱 和度，过渡带含气、含水饱和度由提供的毛管力曲线计算获得。
[0016]然后，数值模拟模型初始化天然气储量拟合。由于步骤1)中动态数模的构造和属性模 型都是经过三维静态地质模型的精细网格粗化得到的，三维静态模型建模过程拟合
的地质储 量，在粗化过程中可能发生了变化，因此，数值模拟模型粗化结束后要复核气水界面、净毛 比与孔隙度等参数，结合现代产量递减分析方法与物质平衡法进一步确定现有井网井控动储 量，再一次对工区天然气储量进行拟合。
[0017]进一步，还可以进行初始化质量检查。模型在初始状态应该是不发生流动的，如果模型 中流体初始条件发生流动，那就意味着初始状态不平衡，即便没有任何井生产也有流体流动 以及物质交换，这种情况下的模型是不稳定的。因此初始化结束后，需要在不加井、不上任 何措施的情况下让模型运行20年，检查静压以及天然气地质储量是否随时间变化。特别是 非平衡初始化，可能存在没有措施的情况下，静压、储量变化明显，说明模型不收敛、初始 不稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密气藏储气库单井注采能力一体化分析方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一，建立并初始化三维动态数值模拟模型，并开展数值模拟模型初始化天然气储量拟合，动态数模的构造和属性模型都是经过三维静态地质模型的精细网格粗化得到的，数值模拟模型粗化结束后要复核气水界面、净毛比与孔隙度等参数，结合现代产量递减分析方法与物质平衡法进一步确定现有井网井控动储量，再一次对工区天然气储量进行拟合；步骤二，气藏衰竭开发阶段气、水产量及压力等监测数据历史拟合，结合衰竭开发阶段气水产量、静压、流压、油压等一系列生产动态资料来反演井间物性参数，完成生产动态资料的历史拟合；结合现代产量递减分析方法，确定井控半径和井控储量；根据单井生产动态资料拟合好水体大小及强弱；步骤三，通过步骤二确定的井控半径和井控储量，从高精度历史拟合好的全区数值模拟模型中切取单井数值模拟模型，并根据物性将单井模型进行分类；步骤四，将高速非达西紊流因子折算成单井数值模拟模型中高速非达西因子D，敷设到致密气藏储气库单井数值模拟模型中；另外，从全区模型中切取存在边水的构造低部位的单井数值模拟模型时，要结合步骤二拟合的水体能量强弱及井控范围大小，来切取水体网格；步骤五，依据矿场单井实际油、套管尺寸、下深等井身结构，结合流体高压物性及实际生产动态参数，用斯伦贝谢Pipesim软件建立井筒管流模型，生成对应井身结构下的垂直管流压降折算表，将该VFP数据表加载到步骤四切取的相应单井数值模拟模型中进行储层渗流
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井筒管流一体化模拟；步骤六，用建立的单井数值模拟模型和井筒管流模型，考虑高速非达西效应及构造低部边水影响，开展高速非达西效应及边水对单井注采能力影响因素敏感性分析，最终确定气藏型地下储气库单井合理注采气能力。2.根据权利要求1所述的基于地层渗流
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井筒管流耦合的致密气藏储气库单井注采能力一体化分析方法，其特征在于步骤一中，首先，开展三维精细地质模型网格粗化，实现从地质学精细网格到流体流动模拟网格的较大刻度平均化，在不影响原模型地质特征及流动响应的前提下减少网格数，加快数模计算速度，主要包含构造粗化和属性粗化；其中，构造粗化首先是在考虑网格走向、井网、加密井分布以及保持储层平面非均质性的前提下进行平面网格粗化，其次是在考虑保留隔层、高渗层以及刻画出逼近真实地层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先山，李成勇，秦正山，文开峰，问晓勇，朱润华，敬敏，李瑶，胡鹏，方强，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：