[发明专利]一种储层优势通道物性参数计算方法

权利要求书

1.一种储层优势通道物性参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，大孔道位置分布的确定；

对于均质、等厚、单产层一对注采井控制区内，从投产经过时间t，原油工业采收率达到B％，而生产井含水率达到A％；记注水井点O，生产井为点W，线段OW附近压力梯度最大，以OE、OF为长度单位，由

确定参数α，曲线

y＝x^α x∈[0，1]

则是高渗透带的下边界，上边界与下边界关于对角线OW对称；如此，计算、模拟出大孔道的分布位置，对于非均质地层，利用油藏描述结果和吸水剖面资料，确定大孔道的分布区域，其面积等于B％，反映在注采井控制区内，B％面积内的原油已被采出，此面积内包含着优势渗流通道，原油基本上被驱替，孔道内渗流的流体是水，而(1-B％)的面积内原油未被采出；

不同的α值对应不同的下边界曲线，也就对应不同的高渗条带分布区域，对于非五点井网，用左右邻井连线的中点确定控制区域，面积记为S₁，其内的采出程度仍记为B％，下边界曲线对应的α₁满足方程：

步骤2，孔径分布的计算；

设储层按纵向非均质分为n层，设注水开采后期某时刻，根据吸水剖面、吸水指数、采液指数，通过劈分可确定各层的实际采收率B_i％，i＝1,2,…,n；

若横向非均质，在第i层粗略画出流水区域仍记为B_i，使其包含渗透率高的位置，其体积等于该层总体积的B_i％；若无横向非均质性，则画出B_i，其面积等于该层总面积的B_i％，第i层的水油流量比

A_i是第i层产液的含水率，而且

这里K_io、μ_o、μ_w、B_i％都为已知，可求出此时第i层的水相渗透率

该层水淹孔隙的平均半径

其中φ_iw是注入水波及区域的孔隙度；若K以达西，r以厘米为单位，有近似式

其余未水淹部位的平均孔径则是

记

即λ_i表第i层水流过区域和油流过区域处孔隙半径之比，孔隙半径服从对数正态分布，近似服从正态分布

其中第i原状地层孔喉半径标准差σio通过(11)式计算；

根据需要可将孔道半径分为若干级，

孔道分级及其划分标准，根据地质情况和工程需要确定；

在无特殊考虑时，孔径分级的原则是，对多数一注一采控制区计算出的孔径属于各级的概率比较适当，不至于出现某一、两级的概率特别高或特别低的情形；

将一井组控制区用三维网格细分，落在B_i中的点对应孔喉半径

其中：σ_iw＝λ_iσ_io (13)

计算r_iw属于上述等级的概率，按概率值将[0,1]区间分为k个子区间，长度对应概率值；

产生[0,1]区间均匀分布的随机数X，若X落在第k子区间，则此点处孔喉半径为第k级，此点打上第k种标记；

步骤3，流水区域横向非均质性的计算；

把一注一采单元区间[0,R_e]100等分；

每一份区域内视为不可压缩流体单向流，而宏观上每一份的流动又各不相同，这100份共同组成了一注一采井间流动；按达西定律第j份的流量公式为

式中A_j——第J份过水断面面积，m²；

K_j——渗透率，md；

ΔP_j——第j份两端的压差，MPa；

Q_j——第j份的流量，m³/d；

L——每小份的长度，井距R_e/100，m；

μ——粘度，mPa·s；

a——单位修正系数，a＝0.3858；

由此可得第j份处的渗透率

公式(15)表明对于已知的压差、渗流截面积和流量可求取渗透率，下面叙述各处压差、渗流截面积和流量的计算方法，以求取各处的渗透率；

1.流量的计算

用注入井第j层的月吸水量Q₁和生产井对应该层的月产液量Q₂的线性组合可求出第i份中的液流量Q_i

2.各处压力的计算

A井注水，同时B井产液，则通过推导可确定地层任意一点M的压力为

其中

其中r₁——M点到注水井A的距离；

r₂——M点到生产井B的距离；

r_e——供给半径；

r_w——井筒半径；

R——井距；

p_WA、p_WB为A井注水，同时B井产液，两井的井底压力；

3.截面面积A的求法

设半径为r的圆与曲线y＝x^α相交于点(x,y)，解方程组

即可得到交点坐标(x,y)；于是可以求得β＝tan^-1(y/x)，从而θ＝π/2-2β，设储层厚度为h，那么半径为r处的过水断面面积为

将截面面积A、Δp、流量Q_i等值代入(15)式，求出半径为r的截面处渗透率K，再用上段所述方法计算此处孔喉半径属于各个级次的概率；

步骤4，各级孔道体积的计算；

在定量分析大孔道位置和尺寸分布后，还要对各级孔道的体积进行计算，各级孔道体积计算过程如下：R_e表示注水井O和采油井W的距离，设半径为r的圆与曲线y＝a^1-αx^α相交于(x,y)，解方程组

得到(x_r,y_r)，tgβ＝(x_r/a)^α-1，β＝tan^-1((x_r/a)^α-1)，θ＝π/2-2β，扇形AOB的面积为S_AOB＝πθr²/2，直线y＝xtgβ与曲线y＝a^1-αx^α所围图形的面积

大孔道分布区域在半径为r圆内的面积为

设超大孔道、大孔道、中孔道、小孔道在半径r处的分布概率分别为p₁(r)，p₂(r)，p₃(r)，p₄(r)，将区间[0,R_e]100等分，间隔为R_e/n，可得第r份的i级孔道体积

其中，

x_r通过解方程组得到；

步骤5，裂缝性储层的模拟计算

把流水区域100份中每一份的渗透率K，孔隙度φ都计算出来，在此基础上，通过公式

其中b_i——裂缝宽度,mm；

——第i份的裂缝渗透率，D；

——第i份的裂缝孔隙度；

算出第i份的裂缝宽度b_i，其中第i份的裂缝渗透率近似用原软件算出的K_i代替，这是因为裂缝渗透率远大于基质渗透率，即认为水都是沿裂缝窜流过去；

而是实测数据，在没有实测数据的情况下，用下面的方法确定

首先要对三个井组的孔隙度和渗透率按照下式进行拟合；

φ＝αlnK+β

也就是

K＝Ae^Bφ(28)

其中，K单位为mD，φ为去掉％的数值；

裂缝渗透率与孔隙度的关系可由下式表示

K_f＝8.33×10⁶φ_fw² (29)

其中，w——裂缝宽度，mm；

K_f——裂缝渗透率，D；

设aK＝K_f，a由含水率确定，这里a近似取为0.5，则由式(28)和(29)，并注意量纲变化，可得

aAe^Bφ＝8.33×10⁵φ_fw² (30)

记代入(30)式

已知缝宽w和孔半径r的计算公式如下

式(32)中K是裂缝渗透率，式(33)中K是按空隙介质算出的需要调堵的高渗条带渗透率；因为现在用对孔隙介质算出的孔径分布可求裂缝介质的缝宽分布，即各种缝宽的裂缝所占的百分比；缝宽与孔半径比值

裂缝介质的孔隙度是地质资料提供的渗流介质综合孔隙度φ的1％，平均缝宽是平均孔隙半径的1.21倍；对应于孔径划分以3，5，8为限，缝宽则以3.6，6.1，9.7为界，即各级裂缝对应缝宽范围如下：

微裂缝：w≤3.6；

中裂缝：3.6≤w≤6.1；

宽裂缝：6.1≤w≤9.7；

特宽裂缝：w≥9.7；

缝宽单位为μm；

根据以上划分标准，使用以上方法进行计算，在计算结果数据表中，详细列出了各处每级裂缝的体积及所占百分比。