CN111188613B - 一种致密气藏气井井控半径确定方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种致密气藏气井井控半径确定方法及***，充分考虑了致密气藏储层非均质性的特征，根据压裂缝控制半径及启动压力控制半径计算致密气藏气井井控半径。本发明的方法计算得到的致密气藏气井井控半径比较准确，井距设置合理，能够精确反映致密气藏非均质储层的实际开发，提高了气井的采收率。
Description
技术领域
本发明属于石油行业油气田开发工程技术领域，特别涉及一种致密气藏气井井控半径确定方法及***。
背景技术
随着油气工业的不断发展，常规油气资源和储量日益减少，油气行业的发展重心逐渐转移到以致密油/气和页岩油/气等为主体的非常规油气资源上来。特别对于致密气藏来说，由于环境保护的需要和国家天然气发展战略的支持，致密气藏的勘探开发在近年来得到了快速发展。具体到气藏的开发阶段，合理开发井距的确定是气藏高效开发利用的关键。井距过大，会造成井间储量不能完全动用，造成资源浪费；井距过小，则会造成井间干扰，对气井的生产动态和最终采收率造成影响。
气井井控半径的准确认识是制定合理井距的重要依据，通过对气井井控半径的确定，可以为合理井距范围的制定提供参考，避免开发井距和实际井控范围偏差过大而造成的井间未动用或井间干扰。
然而和常规气藏不同，致密气藏储层致密、孔喉狭小、储层沉积规模小且沉积变化大，储层非均质性极强。常规的井控范围理论计算方法都是基于常规气藏均质储层的条件下建立的，而实际上，由于致密储层的强非均质性，储层内流体的渗流在很大程度上受到了影响，实际的流体渗流能力远差于均质储层，气井的实际井控半径也和均质储层存在很大差别。因此，现有的均质储层井控半径的计算方法不能准确反映致密气藏非均质储层的实际开发情况，不再适用于致密气藏井控半径的计算。
发明内容
本发明的目的在于提供一种致密气藏气井井控半径确定方法及***，用于解决现有技术中均质储层气井井控半径计算方法不适用于致密气藏井控半径的计算的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种致密气藏气井井控半径确定方法，包括如下步骤：
1)从研究目标区内同一层位进行岩心取样，对各岩心进行渗透率测试，得到该研究目标内的渗透率分布情况；
2)选取不同渗透率的岩心，对各岩心进行启动压力测试，获取对应的启动压力梯度，得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系；
3)根据渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，以及渗透率分布情况计算目标区内非均质储层的启动压力梯度；
4)根据气藏原始底层压力、气藏废弃地层压力及所述目标区内非均质储层的启动压力梯度计算致密气藏气井的启动压力控制半径；
5)根据压裂缝控制半径及所述启动压力控制半径计算致密气藏气井井控半径。
本发明充分考虑了致密气藏储层非均质性的特征，根据压裂缝控制半径及启动压力控制半径计算致密气藏气井井控半径。本发明的方法计算得到的致密气藏气井井控半径比较准确，井距设置合理，能够精确反映致密气藏非均质储层的实际开发，提高了气井的采收率。
进一步地，所述步骤1)中的渗透率分布情况的获取过程为：将得到的各岩心的渗透率按照固定的渗透率间隔进行划分，得到各渗透率区间，统计每个渗透率区间内的岩心数量，确定各渗透率区间内的岩心占比，将所述岩心占比作为该类岩心的频率值。
为了得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，步骤1)中，渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系表示为：
λ＝C·k-a
其中，λ为启动压力梯度，单位为MPa/m；k为岩心渗透率，单位为mD；C为实验拟合系数，单位为MPa/(m·mD)；α为实验拟合系数，无量纲。
为了得到目标区内非均质储层的启动压力梯度，所述目标区内非均质储层的启动压力梯度的计算公式为：
其中，fi为第i类岩心的频率值，无量纲；λi为第i类岩心的启动压力梯度，单位为MPa/m。
为了得到启动压力控制半径，所述致密气藏气井的启动压力控制半径的计算公式为：
其中，γ为致密气藏气井的启动压力控制半径，单位为m；Pe为气藏原始地层压力，单位为MPa；Paf为气藏废弃地层压力，单位为MPa。
为了得到致密气藏气井井控半径，所述致密气藏气井井控半径的计算公式为：
γ1＝γf+γ
其中，γ1为致密气藏气井井控半径，单位为m；γf为压裂缝控制半径，单位为m。
本发明还提供了一种致密气藏气井井控半径确定***，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)在研究目标区内同一层位进行岩心取样和渗透率测试的基础上，通过处理器中的计算机程序分析得到该研究目标内的渗透率分布情况；
2)通过处理器中的计算机程序对不同渗透率岩心启动压力测试结果进行计算，获取对应的启动压力梯度，得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系；
3)根据渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，以及渗透率分布情况计算目标区内非均质储层的启动压力梯度；
4)根据气藏原始底层压力、气藏废弃地层压力及所述目标区内非均质储层的启动压力梯度计算致密气藏气井的井控半径；
5)根据压裂缝控制半径及所述启动压力控制半径计算致密气藏压裂气井的井控半径。
本发明充分考虑了致密气藏储层非均质性的特征，根据压裂缝控制半径及启动压力控制半径计算致密气藏气井井控半径。本发明的方法计算得到的致密气藏气井井控半径比较准确，井距设置合理，能够精确反映致密气藏非均质储层的实际开发，提高了气井的采收率。
进一步地，所述步骤1)中的渗透率分布情况的获取过程为：将得到的各岩心的渗透率按照固定的渗透率间隔进行划分，得到各渗透率区间，统计每个渗透率区间内的岩心数量，确定各渗透率区间内的岩心占比，将所述岩心占比作为该类岩心的频率值。
为了得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，步骤1)中，渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系表示为：
λ＝C·k-a
其中，λ为启动压力梯度，单位为MPa/m；k为岩心渗透率，单位为mD；C为实验拟合系数，单位为MPa/(m·mD)；α为实验拟合系数，无量纲。
为了得到目标区内非均质储层的启动压力梯度，所述目标区内非均质储层的启动压力梯度的计算公式为：
其中，fi为第i类岩心的频率值，无量纲；λi为第i类岩心的启动压力梯度，单位为MPa/m。
附图说明
图1为本发明的目标区内渗透率分布频率图；
图2为本发明的目标区内启动压力梯度和渗透率关系图；
图3为本发明的压裂气井流动和控制半径示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本发明提供了一种致密气藏气井井控半径确定方法，包括如下步骤：
1)从研究目标区内同一层位进行岩心取样，对各岩心进行渗透率测试，得到该研究目标内的渗透率分布情况；
2)选取不同渗透率的岩心，对各岩心进行启动压力测试，获取对应的启动压力梯度，得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系；
3)根据渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，以及渗透率分布情况计算目标区内非均质储层的启动压力梯度；
4)根据气藏原始底层压力、气藏废弃地层压力及所述目标区内非均质储层的启动压力梯度计算致密气藏气井的启动压力控制半径；
5)根据压裂缝控制半径及所述启动压力控制半径计算致密气藏气井井控半径。
具体而言，气井井控半径计算方法包括研究目标区渗透率分布频率分析、不同渗透率启动压力梯度测试和井控半径确定三个主要步骤。
研究目标区渗透率分布频率分析通过渗透率测试得到，通过对研究目标区内同一层位的所有取样岩心进行渗透率测试，得到该研究目标区域内的渗透率分布情况，将得到的各岩心的渗透率按照固定的渗透率间隔进行划分，得到各渗透率区间，统计每个渗透率区间内的岩心数量，确定各渗透率区间内的岩心占比，将所述岩心占比作为该类岩心的频率值，并绘制研究目标区域渗透率分布图。
不同岩心的渗透率启动压力梯度测试主要通过室内岩心非达西渗流启动压力测试的方法获得。在岩心测试的基础上，选取不同渗透率级别的岩心5-10块，通过启动压力测试，获取不同岩心的启动压力梯度，得到岩心启动压力梯度随渗透率变化关系的曲线，并拟合得到启动压力梯度随渗透率变化方程如下：
λ＝C·k-a
其中，λ为启动压力梯度，单位为MPa/m；k为岩心渗透率，单位为mD；C为实验拟合系数，单位为MPa/(m·mD)；α为实验拟合系数，无量纲。
根据不同渗透率级别岩心的渗透率和对应渗透率岩心的启动压力梯度计算目标区内非均质储层的启动压力梯度，其计算公式为：
其中，fi为第i类岩心的频率值，无量纲；λi为第i类岩心的启动压力梯度，单位为MPa/m。
接着，根据气藏原始底层压力、气藏废弃地层压力及所述目标区内非均质储层的启动压力梯度计算致密气藏气井的启动压力控制半径，其表达式为：
其中，γ为致密气藏气井的启动压力控制半径，单位为m；Pe为气藏原始地层压力，单位为MPa；Paf为气藏废弃地层压力，单位为MPa。
对于致密气藏压裂气井，认为在压裂改造区内主要为裂缝流动，不存在启动压力梯度，此时致密气藏气井井控半径的计算公式为：
γ1＝γf+γ
其中，γ1为致密气藏气井井控半径，单位为m；γf为压裂缝控制半径，单位为m。
通过上述计算过程，充分考虑了致密气藏储层非均质性的特征，计算得出的致密气藏气井井控半径结果准确，更能反映致密气层非均质储层的实际情况。
下面，以一个具体的实例来验证本发明的方法：
本实施例以鄂尔多斯盆地东胜致密气藏某井区为例，选取了该井区主力层位H1-3层的306块岩心，开展渗透率测试，并以0.1mD为范围开展岩心渗透率分布频率分析，结果见附图1。
结果显示，目标区306块岩心渗透率分布在0-5mD的区间内，平均渗透率为0.95mD，且渗透率分布显著不均，呈明显的J形分布特征。渗透率在0-1mD的岩心占据了总岩心数的66.3％，从图1中可以看出不同渗透率区间的岩心所占比例，即每类岩心的频率值。
在目标区306块岩心中选取8块不同渗透级别的岩心开展启动压力梯度测试，并将其结果绘制成启动压力梯度-渗透率关系曲线，并开展曲线拟合，结果见附图2。拟合得到目标区启动压力梯度随渗透率变化方程如下：
λ＝0.1091·k-0.433
储层平均启动压力梯度具体计算方法为：分别用附图1中的渗透率分布频率乘以在附图2中对应的启动压力梯度，最后合并相加。具体的，附图1中，渗透率0-0.1mD的岩心占比15.21％该分布范围内，岩心的平均渗透率为0.05mD，以此类推，得到目标区非均质校正后的平均启动压力梯度如下：
将各个数值带入上述的公式中得到：
λ＝0.1091·(0.1521·0.05-0.043+0.1521·0.15-0.043+…+0.0195·4.95-0.043)
＝0.072MPa/m
目标区气藏原始地层压力为27.2MPa，废弃地层压力5MPa，则根据目标区气藏原始底层压力及废弃底层压力的具体数值，计算目标区气井的启动压力井控半径，其计算公式可以表示为：
实施例中的目标区气井均为压裂投产，压裂缝半径γf为100m。在这种情况下，由于认为在压裂改造区内主要为裂缝流动，不存在启动压力梯度，气井的实际控制范围可以用附图3表示，此时目标井区气井井控半径计算结果为：
γ1＝γf+γ＝(308+100)m＝408m
因此，最终得到目标区压裂气井井控半径为408m。
根据目标区内气井实际试井解释成果，气井解释得到的井控半径为425m，采用本发明所述方法得到的气井井控半径和实际试井解释结果误差仅为4％，结果具有较高的准确性，完全满足现场工程计算的需要。
本发明还提供了一种致密气藏气井井控半径确定***，该***是与上述方法对应的进程或程序。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种致密气藏气井井控半径确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)从研究目标区内同一层位进行岩心取样，对各岩心进行渗透率测试，得到该研究目标内的渗透率分布情况；
2)选取不同渗透率的岩心，对各岩心进行启动压力测试，获取对应的启动压力梯度，得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系；
3)根据渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，以及渗透率分布情况计算目标区内非均质储层的启动压力梯度；
4)根据气藏原始底层压力、气藏废弃地层压力及所述目标区内非均质储层的启动压力梯度计算致密气藏气井的启动压力控制半径；
5)根据压裂缝控制半径及所述启动压力控制半径计算致密气藏气井井控半径；
所述步骤1)中的渗透率分布情况的获取过程为：将得到的各岩心的渗透率按照固定的渗透率间隔进行划分，得到各渗透率区间，统计每个渗透率区间内的岩心数量，确定各渗透率区间内的岩心占比，将所述岩心占比作为该类岩心的频率值；
步骤2)中，渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系表示为：
λ＝C·k-a
其中，λ为启动压力梯度，单位为MPa/m；k为岩心渗透率，单位为mD；C为实验拟合系数，单位为MPa/(m·mD)；α为实验拟合系数，无量纲；
所述目标区内非均质储层的启动压力梯度的计算公式为：
其中，fi为第i类岩心的频率值，无量纲；λi为第i类岩心的启动压力梯度，单位为MPa/m。
2.根据权利要求1所述的致密气藏气井井控半径确定方法，其特征在于，所述致密气藏气井的启动压力控制半径的计算公式为：
其中，γ为致密气藏气井的启动压力控制半径，单位为m；Pe为气藏原始地层压力，单位为MPa；Paf为气藏废弃地层压力，单位为MPa。
3.根据权利要求2所述的致密气藏气井井控半径确定方法，其特征在于，所述致密气藏气井井控半径的计算公式为：
γ1＝γf+γ
其中，γ1为致密气藏气井井控半径，单位为m；γf为压裂缝控制半径，单位为m。
4.一种致密气藏气井井控半径确定***，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)在研究目标区内同一层位进行岩心取样和渗透率测试的基础上，通过处理器中的计算机程序分析得到该研究目标内的渗透率分布情况；
2)通过处理器中的计算机程序对不同渗透率岩心启动压力测试结果进行计算，获取对应的启动压力梯度，得到渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系；
3)根据渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系，以及渗透率分布情况计算目标区内非均质储层的启动压力梯度；
4)根据气藏原始底层压力、气藏废弃地层压力及所述目标区内非均质储层的启动压力梯度计算致密气藏气井的启动压力控制半径；
5)根据压裂缝控制半径及所述启动压力控制半径计算致密气藏压裂气井的井控半径；
所述步骤1)中的渗透率分布情况的获取过程为：将得到的各岩心的渗透率按照固定的渗透率间隔进行划分，得到各渗透率区间，统计每个渗透率区间内的岩心数量，确定各渗透率区间内的岩心占比，将所述岩心占比作为该类岩心的频率值；
步骤2)中，渗透率与对应的启动压力梯度之间的关系表示为：
λ＝C·k-a
其中，λ为启动压力梯度，单位为MPa/m；k为岩心渗透率，单位为mD；C为实验拟合系数，单位为MPa/(m·mD)；α为实验拟合系数，无量纲；
所述目标区内非均质储层的启动压力梯度的计算公式为：
其中，fi为第i类岩心的频率值，无量纲；λi为第i类岩心的启动压力梯度，单位为MPa/m。
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