[发明专利]一种预测盖层最大封闭烃柱高度的方法

权利要求书

1.一种预测盖层最大封闭烃柱高度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在实验条件下对盖层和储层进行突破压力测试，获取盖层突破压力和储层突破压力，通过对所述盖层突破压力和储层突破压力进行校正，得到盖层毛管压力和储层毛管压力，计算二者差值，得毛管压力差△P_c；

S2、求取盖层中地层水流动需要克服的启动压力梯度；

S3、结合S1得到的盖层和储层中烃水界面的毛管压力差和S2得到的盖层中流体流动需要克服的启动压力梯度，得到烃柱高度与盖层厚度关系为

其中，

H_cw+H_ch＝H_c

获得在盖层厚度为H_c时的烃柱高度H_h，即盖层最大封闭烃柱高度；

△P_c为盖层和储层中烃水界面的毛管压力差，H_h为烃柱高度，λ为盖层中地层水流动需要克服的启动压力梯度，J为盖层中烃类流动需要克服的启动压力梯度，H_cw为盖层中地层水厚度，H_ch为盖层中烃厚度，ρ_w为底层水密度，ρ_h为烃密度，G为重力加速度，H_c为盖层厚度。

2.根据权利要求1所述的一种预测盖层最大封闭烃柱高度的方法，其特征在于，所述S1的具体步骤如下：

S11、采用空气排驱饱和煤油岩心的实验方法测试实验条件下的盖层突破压力和储层突破压力；

S12、进行时间校正，在突破时间无限长的情况下，根据实验测试确定突破压力的时间矫正方程：

P_b为突破压力，P_c为毛管压力，μ为流体粘滞系数，v为渗流速度，k为渗透率，L为测试样品长度；

S13、进行流体性质校正，S11中的实验方法导致实验中流体的性质为饱和煤油，因此将饱和煤油条件下获得的毛管压力转换为饱和水介质条件下的毛管压力，两者之间转换关系为

其中，P_w为实验条件下饱和水介质毛管压力，σ_w-g为实验条件下的气-水界面表面张力，σ_o-g为实验条件下的气-煤油界面表面张力，P_o为实验条件下饱和煤油截止毛管压力；

S14、进行温度校正，由于公式(3)是在室温条件下测得的，而流体表面张力会随温度变化而变化，因此需要进行温度校正，温度校正方程为：

其中，

通过对时间、流体性质以及温度的校正，获得了在地层条件下的毛管压力方程：

将S11中获得的盖层突破压力和储层突破压力通过公式(5)进行校正，即获得校正后的盖层毛管压力和校正后的储层毛管压力；

其中，σ′_w-g为地层条件下的气-水界面表面张力，T为地温，T'地温梯度，T₀为地表温度，D为埋深，P'_w为地层条件下的毛管压力；

S15、所述S14中获得的校正后的盖层毛管压力和校正后的储层毛管压力进行求差计算，获取二者差值△P_c。

3.根据权利要求1所述的一种预测盖层最大封闭烃柱高度的方法，其特征在于，所述S2的具体步骤如下：

S21、引入启动压力梯度λ，将达西渗流条件下的公式(2)修正为非达西渗流条件下的公式：

S22、计算地层水的启动压力梯度，地层水的启动压力梯度为实际超压线与静水压力线的斜率之差：

其中，K_实为实际地层超压梯度，K_静为静水压力梯度，△p为实际地层超压与静水压力之差，△h为深度差。

4.根据权利要求1所述的一种预测盖层最大封闭烃柱高度的方法，其特征在于，所述S3的具体步骤如下：

S31、根据盖层厚度封闭原理，在缓慢渗流情况下，流体粘滞阻力忽略不计，因此，动力和阻力达到平衡，公式如下：

(ρ_w-ρ_o)GH_o+(ρ_w-ρ_g)G(H_g+H_cg)＝λH_cw+JH_cg+ΔP_c (7)

ρ_o为油密度，ρ_g为天然气密度，H_o为储层中油柱高度，H_g为储层中气柱高度，H_cg为盖层中天然气厚度；

S32、所述S31中动力和阻力的平衡公式针对的是油气藏，而对于纯油藏或者纯天然气，可以获得如下动力和阻力的平衡公式：

(ρ_w-ρ_h)GH_h＝λH_cw+JH_ch+ΔP_c (8)

S33、将公式(8)进行转换，获得烃柱高度与盖层厚度的关系：

其中，

H_cw+H_ch＝H_c

S34、通过将S1、S2求取的数值带入式(1)，当盖层厚度为H_c时获得最大封闭烃柱高度H_h。