本發(fā)明涉及一種低滲透油藏數值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法，屬于油氣開發(fā)技術領域。

背景技術：

低滲透油田是指儲層滲透率低、豐度低、單井產能低的油田。低滲透油氣田在我國油氣開發(fā)中有著重要意義。我國發(fā)現(xiàn)的低滲透油氣田占到新發(fā)現(xiàn)油氣藏的一半以上，而低滲透油氣田產能建設的規(guī)模則占到油氣田產能建設規(guī)?？偭康?0％以上，低滲透油氣田已經成為油氣開發(fā)建設的主戰(zhàn)場。低滲透油藏開發(fā)過程中，由于儲層滲透率低，滲流阻力大，難建立有效的注采驅替系統(tǒng)，其滲流規(guī)律不符合線性達西定律，導致采出程度低，剩余油富集。引入啟動壓力梯度的概念來描述低滲透油藏非達西滲流現(xiàn)象，它能夠簡明扼要地體現(xiàn)低速非達西滲流的特征，有效地指導低滲透儲層的開發(fā)實踐。因此在低滲透油藏開發(fā)指標預測和剩余油分布規(guī)律研究過程中要求定量表征啟動壓力梯度，但目前油藏數值模擬商業(yè)軟件中未考慮該參數的影響。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種低滲透油藏數值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種低滲透油藏數值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法，包括以下步驟：1)通過實驗獲取不同滲透率儲層與啟動壓力梯度的定量關系；2)對油藏非均質性進行定量計算，具體地，如果油藏為未開發(fā)油藏，則計算儲層非均質性因子r，如果油藏為已開發(fā)油藏且有剩余油待挖潛，則計算油藏非均質性綜合表征因子c；3)數值模擬分區(qū)設置：對于未開發(fā)油藏，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0而小于等于0.3，則采用下述的分區(qū)方法一，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0.3而小于1，則采用下述的分區(qū)方法二；對于有剩余油待挖潛的已開發(fā)油藏，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于0而小于等于1，則采用下述的分區(qū)方法二，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于1而小于2，則采用下述的分區(qū)方法三：分區(qū)方法一：將相鄰網格設置不同的分區(qū)編號；分區(qū)方法二：分區(qū)編號按照巖性設定，同一種巖性采用相同分區(qū)；分區(qū)方法三：將每個網格單獨設置為一個分區(qū)；4)對分區(qū)后形成的網格進行啟動壓力梯度賦值，具體地包括：①讀取每個網格的滲透率值，根據步驟1)所得到的滲透率與啟動壓力梯度的關系，對每個網格的啟動壓力梯度賦值；②設置分區(qū)間啟動壓力梯度，對于某一分區(qū)，先賦值流體流出過程產生的啟動壓力梯度，再賦值流體流入過程產生的啟動壓力梯度。

所述步驟2)中，r和c的計算過程如下：

①計算滲透率變異系數vk，計算方法如(1)式：

其中：

式中：vk表示滲透率變異系數，具體指某一層段中滲透率標準偏差與平均滲透率的比值；δ表示標準偏差；表示平均滲透率值；i表示取值為1,2,…,n的變量數；n表示總樣品數；ki'表示單個樣品或相對均質段滲透率值；

②計算層間非均質性因子vzi，計算方法如(2)式：

式中：n表示儲層縱向分層數；hi表示各儲層碾平厚度；

其中，各層儲層厚度hi采用極差正規(guī)化法，變換后數據量綱統(tǒng)一，且變換后變量間相關程度不變；

③計算儲層非均質性因子r，計算方法如(3)式：

④計算流體分布非均質性因子s，計算方法如(4)式：

式中：oi表示每個網格含油飽和度值；

⑤計算油藏非均質性綜合表征因子c，計算方法如(5)式：

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明提供了一套技術方法，使在低滲透油藏數值模擬中考慮啟動壓力梯度的影響成為可能。2、本發(fā)明利用商業(yè)軟件和編程語言分別實現(xiàn)了啟動壓力梯度的等效表征和參數定量設置，提高了低滲透油藏開發(fā)指標預測精度和對剩余油分布規(guī)律的精準描述。3、本發(fā)明給出了定量化、可操作的技術方法和實施步驟。4、本發(fā)明不僅適用于低滲透油田開發(fā)研究領域，還可以供其它與啟動壓力梯度現(xiàn)象有關的研究領域使用和參考，例如稠油油藏、致密氣藏等相關研究領域。

附圖說明

圖1是啟動壓力梯度與滲透率的定量關系曲線；

圖2是對油藏非均質性進行定量計算的流程示意圖；

圖3是分區(qū)方法一的分區(qū)設置示意圖；其中，圖(a)表示層內分區(qū)設置，圖(b)表示層間分區(qū)設置；

圖4是分區(qū)方法二的分區(qū)設置示意圖；其中，圖(a)表示層內分區(qū)設置，圖(b)表示層間分區(qū)設置；

圖5是分區(qū)方法三的分區(qū)設置示意圖；其中，圖(a)表示層內分區(qū)設置，圖(b)表示層間分區(qū)設置；

圖6是分區(qū)間啟動壓力梯度賦值示意圖；其中，圖(a)表示層內賦值過程，圖(b)表示層間賦值過程。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

本發(fā)明一種低滲透油藏數值模擬中啟動壓力梯度等效表征方法，包括以下步驟：

1)通過實驗獲取不同滲透率儲層與啟動壓力梯度的定量關系。

具體可采用壓差-流量法，其基本原理是：在不同驅替壓差穩(wěn)定后，測量流體通過巖心的流量，繪制流量與壓力梯度關系圖，回歸曲線求出啟動壓力梯度(如圖1所示)。實驗的具體步驟包括：①在索氏抽提器中，利用體積比為1：3的酒精苯溶液對實驗所用巖樣抽提7d，當從虹吸管流出的溶液呈無色透明后，取出巖樣，等待巖樣中的有機溶劑揮發(fā)干凈后，在105℃的條件下，恒溫烘48h，取出巖樣放入干燥器中，冷卻至室溫，稱取巖樣質量，測定巖樣的直徑、長度、孔隙度和滲透率等基礎數據。②建立束縛水飽和度，在束縛水飽和度下，測定啟動壓力梯度。上述所有步驟均在室溫(25℃±1℃)條件下完成。

2)對油藏非均質性進行定量計算(如圖2所示)，如果油藏為未開發(fā)油藏，則計算儲層非均質性因子r，如果油藏為已開發(fā)油藏且有剩余油待挖潛，則計算油藏非均質性綜合表征因子c。下面分別給出r和c的計算過程：

①計算滲透率變異系數vk，計算方法如(1)式：

其中：

式中：vk表示滲透率變異系數，具體指某一層段中滲透率標準偏差與平均滲透率的比值；δ表示標準偏差；表示平均滲透率值；i表示取值為1,2,…,n的變量數；n表示總樣品數；ki'表示單個樣品或相對均質段滲透率值。

②計算層間非均質性因子vzi，計算方法如(2)式：

式中：n表示儲層縱向分層數；hi表示各儲層碾平厚度；

其中，各層儲層厚度hi采用極差正規(guī)化法，變換后數據量綱統(tǒng)一，且變換后變量間相關程度不變。

③計算儲層非均質性因子r，計算方法如(3)式：

④計算流體分布非均質性因子s，計算方法如(4)式：

式中：oi表示每個網格含油飽和度值；s值越大，非均質越嚴重。一般1<s≤3為非均質性較弱，5>s>3為非均質性較強。

⑤計算油藏非均質性綜合表征因子c，計算方法如(5)式：

c值越大，非均質越嚴重。一般0<c≤1為非均質性較弱，2>c>1為非均質性較強。

3)數值模擬分區(qū)設置：對于未開發(fā)油藏，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0而小于等于0.3，則采用下述的分區(qū)方法一，如果計算得到的儲層非均質性因子r大于0.3而小于1，則采用下述的分區(qū)方法二；對于有剩余油待挖潛的已開發(fā)油藏，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于0而小于等于1，則采用下述的分區(qū)方法二，如果計算得到的油藏非均質性綜合表征因子c大于1而小于2，則采用下述的分區(qū)方法三：

分區(qū)方法一：將相鄰網格設置不同的分區(qū)編號。例如，對于單層的分區(qū)編號可采用1，2交錯設置(如圖3所示)。該方法總分區(qū)數較少，且數值模擬運算速度快，分區(qū)方式靈活簡易。該方法適用于非均質性較弱的儲層。

分區(qū)方法二：分區(qū)編號按照巖性設定，同一種巖性采用相同分區(qū)。例如，儲層有6種巖性，則分區(qū)總數為6。該方法適用于非均質性較強且?guī)r性復雜的儲層。

分區(qū)方法三：將每個網格單獨設置為一個分區(qū)。例如，儲層網格總數為300，則分區(qū)數亦為300。由于該方法總分區(qū)較多，因此數值模擬運算速度較慢，但剩余油分布的預測精度更高。該方法適用于非均質性嚴重的儲層。

分區(qū)后，流動單元個數與非均質性數學表達式：

式中：na表示總流動單元個數；nx、ny、nz分別為x、y、z方向網格個數；nw表示油藏巖性個數。

4)對分區(qū)后形成的網格進行啟動壓力梯度賦值，具體過程如下：

①讀取每個網格的滲透率值，根據步驟1)所得到的滲透率與啟動壓力梯度的關系，對每個網格的啟動壓力梯度賦值。

由于數值模擬軟件中需輸入該網格門檻壓力值，因此需將啟動壓力梯度轉換為門檻壓力值，可根據不同方向網格尺寸dx、dy、dz轉換。例如，x方向門檻壓力值＝啟動壓力梯度×網格尺寸dx。

②設置分區(qū)間啟動壓力梯度，數值模擬模型中，每個分區(qū)的啟動壓力數值是唯一的，但每個分區(qū)與其它相鄰分區(qū)之間既有流體的流入過程，亦有流出過程。因此，應設置雙向的啟動壓力梯度。具體設置方法如下：假定兩個相鄰分區(qū)編號分別為1和2，對于分區(qū)1的啟動壓力梯度設置，首先應賦值流出過程產生的啟動壓力梯度，即分區(qū)1→分區(qū)2的啟動壓力梯度；同樣，對于流體流入分區(qū)1時產生的啟動壓力梯度，應對分區(qū)2→分區(qū)1的啟動壓力梯度進行賦值，但兩次啟動壓力梯度的賦值均為分區(qū)1的啟動壓力梯度值。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中方法的實施步驟等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。