CN106469228A - 基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，该基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法包括：步骤1，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型；步骤2，开展水平段蒸汽流动规律模拟，查找温度、压力变化与流量关系；步骤3，建立吸汽剖面模糊评价模型；步骤4，结合在线测试数据和地质参数开展储层吸汽剖面解释。该基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法指导注汽量、放喷时机、注汽管柱配套的优化，进一步提升稠油开发效益。

Description

基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法

技术领域

本发明涉及油田采油工程领域，特别是涉及到一种基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法。

背景技术

稠油油藏原油在地层条件下粘度高、流动能力差，注蒸汽热采是加热油层、开采稠油的主要方法。在开发过程中存在着储层吸汽动用不均、无法准确评价各井段吸汽动用效果、数模优化的注汽强度对单井和井组适应性不强、焖井和放喷时机缺乏可靠的科学的依据等开发难点。为此我们发明了一种新的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在建立井筒内蒸汽流动传热模型基础上，应用吸汽剖面模糊评价模型，结合注汽全过程温度压力数据、地质解释的储层物性资料，评价剖面吸汽和动用情况的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，该基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法包括：步骤1，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型；步骤2，开展水平段蒸汽流动规律模拟，查找温度、压力变化与流量关系；步骤3，建立吸汽剖面模糊评价模型；步骤4，结合在线测试数据和地质参数开展储层吸汽剖面解释。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，基于井筒内稳态传热、地层内非稳态传热两个假设，通过井筒传热数学模型的建立、井筒压降模型的建立、两相流井筒干度计算和井筒热量损失计算，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型，应用现场测试的温度与理论计算的温度进行拟合，修正竖直井筒中的流动传热模型，得到井筒内蒸汽参数分布。

在步骤2中，利用fluent模拟蒸汽在油管内流动经过筛管分流后，蒸汽 温度、压力的变化情况，查找温度、压力变化与流量关系。

在步骤3中，通过建立观察矩阵、建立理想方案、建立模糊偏差矩阵、求评价指标权重、把储层物性相近的区域分作一段计算相对吸汽量、绘制吸汽剖面图版。

在步骤3中，在建立观察矩阵时，将筛管段每一个测试点作为一个待评价方案，得到待评价的方案集合U；将水平井储层的孔隙度、含水饱和度、泥质含量以及温度梯度4个参数作为油层吸汽量大小的评价因素，得到评价因素集合V，V＝{v₁,v₂,v₃,v₄}

其中，v₁—孔隙度；v₂—含水饱和度；v₃—泥质含量，v₄—温度梯度；

将U中的每个方案用V中每个因素进行衡量得到一个观测矩阵A，其中aij表示第j个方案第i项评价因素的指标值

根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在建立理想方案时，孔隙度、含水饱和度和温度梯度越大油藏的吸汽效果越好，将其作为收益型指标；泥质含量越大越不利于油藏吸汽将其作为成本型指标，

其中：

—孔隙度收益型指标；—含水饱和度收益指标；

—泥质含量成本型指标；—温度梯度收益型指标。

根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在建立模糊偏差矩阵时，根据观测矩阵A和理想方案u建立模糊偏差矩阵R，

其中：

根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在求评价指标权重时，运用客观赋权法中的变异系数法求出各评价指标的权重，

变异系数公式如下：

其中为第i项指标的平均值；是第i项指标值的方差；

对υ_i进行归一化，即得到各指标的权重

Wi—孔隙度、含水饱和度、泥质含量、地温梯度各评价指标的权重；

在计算相对吸汽量，绘制吸汽剖面图板时，建立综合评价模型：

Fj—每个测试点相对吸汽量的大小；

若Ft<Fs则说明测试点t的吸汽量大于测试点s，(1-Fj)即可表示每个测试点相对吸汽量的大小，各测试点吸汽百分比为：

qj—每个测试点吸汽百分比；把储层物性相近的区域分作一段，从而求得每一段储层的相对吸汽量，最后把相对吸汽量、注汽测试温度剖面及储层物性参数通过编制解释***绘制完整的图板。

根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解 释方法，其特征在于，步骤4包括：

进行在线测试数据分析；

进行测井曲线处理与解释；

进行吸汽剖面绘制与评价。

根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤4中，利用大量的实时注汽测量数据和吸汽剖面模糊评价模型，对比评价注汽、焖井、放喷全过程的吸汽剖面、相对吸汽量剖面数据，结合地质解释分析各井段吸汽动用效果，优化周期注汽量、放喷时机、注汽筛管的数量和位置这些参数。

本发明中的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，通过建立井筒内蒸汽流动传热模型、建立吸汽剖面模糊评价模型，结合注汽全过程温度压力数据和地质解释的储层物性资料分析储层各井段吸汽动用效果，对进一步提升注汽质量，实现稠油热采井经济注汽、经济采油，对提高稠油油藏开发效益具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法的流程图。

在步骤101，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型。基于井筒内稳态传热、地层内非稳态传热两个假设，通过井筒传热数学模型的建立、井筒压降模型的建立、两相流井筒干度计算和井筒热量损失计算，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型。应用现场测试的温度与理论计算的温度进行拟合，修正竖直井筒中的流动传热模型，编程求解可以得到井筒内蒸汽参数分布。

在步骤102，开展水平段蒸汽流动规律模拟。利用fluent模拟蒸汽在油管内流动经过筛管分流后，蒸汽温度、压力的变化情况，查找温度、压力变化与流量关系。通过***分析温度(压力)云图、管中心温度(压力)变化 曲线可知：当蒸汽经过筛管处时，流量变化越大，因流量变化而引起的温度和压力变化也越大，温度和压力的变化能够反应不同井段的吸汽量变化。这是吸汽剖面解释***的理论基础。

在步骤103，建立吸汽剖面模糊评价模型。通过建立观察矩阵、建立理想方案、建立模糊偏差矩阵、求评价指标权重、把储层物性相近的区域分作一段计算相对吸汽量、绘制吸汽剖面图版。

建立观察矩阵

将筛管段每一个测试点作为一个待评价方案，这样得到待评价的方案集合U；将水平井储层的孔隙度、含水饱和度、泥质含量以及温度梯度4个参数作为油层吸汽量大小的评价因素，得到评价因素集合V，V＝{v₁,v₂,v₃,v₄}

其中，v₁—孔隙度；v₂—含水饱和度；v₃—泥质含量，v₄—温度梯度。

将U中的每个方案用V中每个因素进行衡量得到一个观测矩阵A，其中aij表示第j个方案第i项评价因素的指标值。

建立理想方案

孔隙度、含水饱和度和温度梯度越大油藏的吸汽效果越好，将其作为收益型指标；泥质含量越大越不利于油藏吸汽将其作为成本型指标。

其中：

—孔隙度收益型指标；—含水饱和度收益指标；

—泥质含量成本型指标；—温度梯度收益型指标；

建立模糊偏差矩阵

根据观测矩阵A和理想方案u建立模糊偏差矩阵R。

其中：

求评价指标权重

运用客观赋权法中的变异系数法求出各评价指标的权重。

变异系数公式如下：

其中为第i项指标的平均值；是第i项指标值的方差。

对υ_i进行归一化，即得到各指标的权重

W_i—孔隙度、含水饱和度、泥质含量、地温梯度各评价指标的权重；

计算相对吸汽量，绘制吸汽剖面图板

建立综合评价模型：

F_j—每个测试点相对吸汽量的大小；

若Ft<Fs则说明测试点t的吸汽量大于测试点s，(1-Fj)即可表示每个测试点相对吸汽量的大小，各测试点吸汽百分比为：

q_j—每个测试点吸汽百分比；

把储层物性相近的区域分作一段，从而求得每一段储层的相对吸汽量。最后把相对吸汽量、注汽测试温度剖面及储层物性参数通过编制解释***绘制完整的图板。

在步骤104，结合在线测试数据和地质参数开展储层吸汽剖面解释。储层吸汽剖面解释由在线测试数据分析模块、测井解释模块、吸汽剖面绘制与 评价模块三部分构成。

在线测试数据分析模块将大量的实时注汽测量数据转换成随机数据文件，便于数据管理及处理，可以快速直观显示注汽、焖井、放喷期间温度和压力随时间变化的曲线。测井解释模块可以实现测井曲线绘图和测井曲线处理。吸汽剖面绘制与评价模块利用大量的实时注汽测量数据和吸汽剖面模糊评价模型，计算取得注汽、焖井、放喷全过程的吸汽剖面、相对吸汽量数据。结合地质解释分析各井段吸汽动用效果，优化周期注汽量、放喷时机、注汽筛管的数量和位置等参数。

通过建立井筒和储层热工模型，确定孔隙度、含水饱和度、泥质含量、温度梯度等因素对吸汽剖面影响的相关系数，采用模糊评价模型形成基于在线测试与地质解释的热采井注汽分析***，实现了在线测试数据与地质解释资料结合，优化周期注汽量、放喷时机、注汽筛管的数量和位置，进一步提高注汽质量和稠油开发效益。

Claims (10)

1.基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，该基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法包括：

步骤1，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型；

步骤2，开展水平段蒸汽流动规律模拟，查找温度、压力变化与流量关系；

步骤3，建立吸汽剖面模糊评价模型；

步骤4，结合在线测试数据和地质参数开展储层吸汽剖面解释。

2.根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤1中，基于井筒内稳态传热、地层内非稳态传热两个假设，通过井筒传热数学模型的建立、井筒压降模型的建立、两相流井筒干度计算和井筒热量损失计算，建立竖直井筒内蒸汽流动传热模型，应用现场测试的温度与理论计算的温度进行拟合，修正竖直井筒中的流动传热模型，得到井筒内蒸汽参数分布。

3.根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤2中，利用fluent模拟蒸汽在油管内流动经过筛管分流后，蒸汽温度、压力的变化情况，查找温度、压力变化与流量关系。

4.根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，通过建立观察矩阵、建立理想方案、建立模糊偏差矩阵、求评价指标权重、把储层物性相近的区域分作一段计算相对吸汽量、绘制吸汽剖面图版。

5.根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在建立观察矩阵时，将筛管段每一个测试点作为一个待评价方案，得到待评价的方案集合U；将水平井储层的孔隙度、含水饱和度、泥质含量以及温度梯度4个参数作为油层吸汽量大小的评价因素，得到评价因素集合V，V＝{v₁,v₂,v₃,v₄}

其中，v₁—孔隙度；v₂—含水饱和度；v₃—泥质含量，v₄—温度梯度；

将U中的每个方案用V中每个因素进行衡量得到一个观测矩阵A，其中aij表示第j个方案第i项评价因素的指标值

$\left.\begin{array}{c}U=\{u_1,u_2,\mathrm{...},u_n\}\\ V=\{v_1,v_2,v_3,v_4\}\end{array}\right\}A=\left[\begin{array}{cccc}{a}_{11}& a_{12}& \mathrm{...}& a_{1n}\\ a_{21}& a_{22}& \mathrm{...}& a_{2n}\\ a_{31}& a_{32}& \mathrm{...}& a_{3n}\\ a_{41}& a_{42}& \mathrm{...}& a_{4n}\end{array}\right].$

6.根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在建立理想方案时，孔隙度、含水饱和度和温度梯度越大油藏的吸汽效果越好，将其作为收益型指标；泥质含量越大越不利于油藏吸汽将其作为成本型指标，

$u=\{u_1^0,u_2^0,u_3^0,u_4^0\}$

其中： $u_1^0=\max \left\{a_{1j}\right\},u_2^0=\max \left\{a_{2j}\right\},u_3^0=min\left\{a_{3j}\right\},u_4^0=\max \left\{a_{4j}\right\}.$

—孔隙度收益型指标；—含水饱和度收益指标；

—泥质含量成本型指标；—温度梯度收益型指标。

7.根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在建立模糊偏差矩阵时，根据观测矩阵A和理想方案u建立模糊偏差矩阵R，

$R=\left[\begin{array}{cccc}{r}_{11}& r_{12}& ...& r_{1n}\\ r_{21}& r_{22}& ...& r_{2n}\\ r_{31}& r_{32}& ...& r_{3n}\\ r_{41}& r_{42}& ...& r_{4n}\end{array}\right]$ 其中： $r_{ij}=\frac{|a_{ij}-u_i^0|}{max\left\{a_{ij}\right\}-\min \left\{a_{ij}\right\}}.$

8.根据权利要求4所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤3中，在求评价指标权重时，运用客观赋权法中的变异系数法求出各评价指标的权重，

变异系数公式如下：

其中为第i项指标的平均值；是第i项指标值的方差；

对υ_i进行归一化，即得到各指标的权重

Wi—孔隙度、含水饱和度、泥质含量、地温梯度各评价指标的权重；

在计算相对吸汽量，绘制吸汽剖面图板时，建立综合评价模型：

$F_j=\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&omega;}}_i{r}_{ij}$

Fj—每个测试点相对吸汽量的大小；

若Ft<Fs则说明测试点t的吸汽量大于测试点s，(1-Fj)即可表示每个测试点相对吸汽量的大小，各测试点吸汽百分比为：

$q_j=\frac{1-F_j}{\underset{j=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}(1-F_j)}$

qj—每个测试点吸汽百分比；把储层物性相近的区域分作一段，从而求得每一段储层的相对吸汽量，最后把相对吸汽量、注汽测试温度剖面及储层物性参数通过编制解释***绘制完整的图板。

9.根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，步骤4包括：

进行在线测试数据分析；

进行测井曲线处理与解释；

进行吸汽剖面绘制与评价。

10.根据权利要求1所述的基于在线测试与地质参数的热采井吸汽剖面解释方法，其特征在于，在步骤4中，利用大量的实时注汽测量数据和吸汽剖面模糊评价模型，对比评价注汽、焖井、放喷全过程的吸汽剖面、相对吸汽量剖面数据，结合地质解释分析各井段吸汽动用效果，优化周期注汽量、放喷时机、注汽筛管的数量和位置这些参数。