[发明专利]黏土膨胀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

说明书

本发明涉及油田勘探技术领域，公开了一种黏土膨胀损害储层的建模方法、确定储层损害程度的方法及其系统。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；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，建立所述流体中的水分子的质量平衡方程；根据菲克扩散定律，建立所述流体中的水分子向储层中的岩石内部扩散的扩散方程；以及根据所述扩散方程及所述质量平衡方程，确定黏土膨胀损害储层的时空演化模拟方程，其中所述黏土为所述岩石的组成成分。本发明可定量模拟由黏土膨胀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。

技术领域

本发明涉及油田勘探技术领域，具体地涉及一种黏土膨胀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。

背景技术

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。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。

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。

发明内容

本发明的目的是提供一种黏土膨胀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，其可定量模拟由黏土膨胀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。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种黏土膨胀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；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，建立所述流体中的水分子的质量平衡方程；根据菲克扩散定律，建立所述流体中的水分子向储层中的岩石内部扩散的扩散方程；以及根据所述扩散方程及所述质量平衡方程，确定黏土膨胀损害储层的时空演化模拟方程，其中所述黏土为所述岩石的组成成分。

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。