一种基于中心复合试验的多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，涉及一种多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法，尤其涉及一种基于中心复合试验的多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法。

背景技术

目前，我国稠油资源丰富，其中80％以上稠油产量都是通过蒸汽吞吐开采。蒸汽吞吐工艺是将高温高压的蒸汽从一口井中注入油层，然后关井进行短时间的焖井，最后开井生产让油藏流体从同一口井中采出。通常认为蒸汽吞吐主要依靠蒸汽的高温加热近井地带的原油使其降粘，从而提高油水流度比和增大油层渗透率。由于蒸汽吞吐的本质是采大于注，因此是一个能量不断衰减的过程，故而在蒸汽吞吐开发后期暴露出较多问题：首先，单井蒸汽吞吐加热范围有限，导致地层中滞留较多的稠油，且难以被再次动用；其次，由于蒸汽与稠油粘度差异大，再加上油藏非均质性的影响，在实际地层中很容易造成粘性指进与蒸汽超覆，从而降低蒸汽吞吐开发效果；最后，随着吞吐开发的不断进行，油水通道逐渐形成，蒸汽加热效果变差，含水率增加，油汽比下降，地层压力衰减严重，最终致使蒸汽吞吐开发效果变差。

多元热流体作为一种新型的热载体，是近年来发展起来的稠油增产技术。在油田现场利用燃料(柴油、原油、天然气等)与空气在多元热流体发生器中混合燃烧而产生高温高压烟道气(二氧化碳、氮气及少量杂质气体等)，在发生器外部通过冷水降温、混合形成多种组分的高温高压多元热流体(包括热水、蒸汽、二氧化碳和氮气等)。多元热流体采油技术指利用蒸汽与CO

当前，技术人员运用多元热流体吞吐技术开发稠油油藏，并没有对稠油油藏进行适应性评价，存在多元热流体与稠油油藏适应性差的问题，以致于开发效果得不到保证。对于稠油油藏，缺乏一种科学且合理的多元热流体吞吐开发油藏筛选标准的确定方法。

由此可见，如何提供一种多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法，对稠油油藏进行适应性评价，提升多元热流体与稠油油藏之间的适应性，实现对油藏特征的基本认识，进而改善开发效果，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于中心复合试验的多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法，利用所述方法对稠油油藏进行适应性评价，提升了多元热流体与稠油油藏之间的适应性，实现了对油藏特征的基本认识，进而改善了开发效果。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于中心复合试验的多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法，所述确定方法包括以下步骤：

(1)确定稠油油藏多元热流体吞吐的油藏参数及参数范围，设计中心复合试验方案；

(2)根据步骤(1)所得中心复合试验方案分别建立直井和水平井的多元热流体吞吐模型，并确定中心复合试验方案的响应值，分别进行直井和水平井数值模拟，得到中心复合试验方案的计算结果；

(3)根据步骤(2)所得计算结果进行响应面分析，得到精准拟合模型；

(4)根据步骤(3)所得精准拟合模型分别确定直井和水平井的多元热流体吞吐油藏参数影响程度排序；

(5)基于步骤(2)所得计算结果和步骤(3)所得精准拟合模型，以响应值的最大值作为目标函数，计算得到每个油藏参数的最优化结果，对油藏特征形成基本认识。

本发明基于中心复合试验科学且合理地确定了多元热流体吞吐油藏的筛选标准，对稠油油藏进行适应性评价，解决了现有多元热流体吞吐开发技术与油藏适应性差的问题，实现了对油藏特征的基本认识，进而改善了开发效果。

优选地，步骤(1)所述油藏参数包括埋深、原油粘度、渗透率、含油饱和度、孔隙度、油层厚度和避水距离。

优选地，所述埋深的参数范围为100-2000m，例如可以是100m、200m、400m、600m、800m、1000m、1200m、1400m、1600m、1800m或2000m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述原油粘度的参数范围为1000-30000mPa·s，例如可以是1000mPa·s、5000mPa·s、10000mPa·s、15000mPa·s、20000mPa·s、25000mPa·s或30000mPa·s，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述渗透率的参数范围为100-3000mD，例如可以是100mD、500mD、1000mD、1500mD、2000mD、2500mD或3000mD，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述含油饱和度的参数范围为40-80％，例如可以是40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述孔隙度的参数范围为20-35％，例如可以是20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％或35％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述油层厚度的参数范围为1-30m，例如可以是1m、2m、4m、6m、8m、10m、12m、14m、16m、18m、20m、22m、24m、26m、28m或30m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述避水距离的参数范围20-200m，例如可以是20m、40m、60m、80m、100m、120m、140m、160m、180m或200m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述中心复合试验方案包括七因素五水平的中心复合试验方案。

本发明根据稠油油藏多元热流体吞吐油藏参数范围设计中心复合试验方案，中心复合设计是最常用的响应曲面设计试验，其包括中心点并使用一组轴点(又称为星形点)扩充的因子，非常适合于五水平筛选设计。

优选地，步骤(2)所述多元热流体吞吐模型的建立在CMG数值模拟软件中进行。

优选地，所述CMG数值模拟软件在模型建立过程中输入的数据包括油藏描述数据、组分性质数据、岩石流体数据、初始化数据、井定义和动态数据。

优选地，步骤(2)所述响应值包括多元热流体吞吐阶段累产油。

优选地，步骤(3)所述响应面分析包括分析残差值的正态分布。

优选地，步骤(3)所述精准拟合模型的精度评估标准包括：预测值和实际值在同一直线上。

作为本发明优选的技术方案，所述确定方法包括以下步骤：

(1)确定稠油油藏多元热流体吞吐的油藏参数，包括埋深、原油粘度、渗透率、含油饱和度、孔隙度、油层厚度和避水距离，并确定参数范围，设计七因素五水平的中心复合试验方案；

(2)根据步骤(1)所得中心复合试验方案，采用CMG数值模拟软件分别建立直井和水平井的多元热流体吞吐模型，输入的数据包括油藏描述数据、组分性质数据、岩石流体数据、初始化数据、井定义和动态数据，以多元热流体吞吐阶段累产油作为中心复合试验方案的响应值，分别进行直井和水平井数值模拟，得到中心复合试验方案的计算结果；

(3)根据步骤(2)所得计算结果进行响应面分析，拟合的残差值为正态分布，且预测值和实际值在同一直线上，得到精准拟合模型；

(4)根据步骤(3)所得精准拟合模型分别确定直井和水平井的多元热流体吞吐油藏参数影响程度排序；

(5)基于步骤(2)所得计算结果和步骤(3)所得精准拟合模型，以响应值的最大值作为目标函数，计算得到每个油藏参数的最优化结果，对油藏特征形成基本认识。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明基于中心复合试验科学且合理地确定了多元热流体吞吐油藏的筛选标准，对稠油油藏进行适应性评价，解决了现有多元热流体吞吐开发技术与油藏适应性差的问题，实现了对油藏特征的基本认识，进而改善了开发效果。

附图说明

图1是实施例1提供的确定方法中直井和水平井的残差值正态分布图；

图2是实施例1提供的确定方法中直井和水平井的预测实际交汇图；

图3是实施例1提供的确定方法中直井曲应面响应组图；

图4是实施例1提供的确定方法中水平井曲应面响应组图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种基于中心复合试验的多元热流体吞吐油藏筛选标准的确定方法，所述确定方法包括以下步骤：

(1)确定稠油油藏多元热流体吞吐的油藏参数及参数范围见表1；

表1

(2)采用CMG数值模拟软件建立直井和水平井的多元热流体吞吐模型；

(2.1)输入油藏描述数据：

建立模型网格，定义模型属性：定义各层厚度，输入各层孔隙度、渗透率；

(2.2)输入组分性质数据：

输入多元热流体各组分(H

(2.3)输入岩石流体数据：

输入油水和气液相渗值；

(2.4)输入初始化数据：

设置第一个网格的参考压力，默认Depth-Average Capillary-Gravity Method(重力毛管力平均)方法；

(2.5)输入井定义和动态数据：

在直井、水平井机理模型中各定义一口直井与水平井，创建日期时间点，定义多元热流体吞吐2轮模型，以多元热流体吞吐阶段累产油作为中心复合试验方案的响应值。

(3)中心试验方案设计及结果；

中心复合设计是最常用的响应曲面设计试验，其包括中心点并使用一组轴点(又称为星形点)扩充的因子，非常适合于五水平筛选设计。因此，本实施例基于油藏参数范围，设计了七因素五水平的中心复合试验。

基于中心复合试验设计，本实施例得到124组试验方案(直井62组方案、水平井62组方案)，根据直井、水平井多元热流体吞吐(2轮)机理模型进行计算，得到每个试验方案响应值。

直井响应值结果：通过62组直井方案，分别计算了各方案的响应值见表2。

表2

水平井响应值结果：通过62组水平井方案，分别计算了各方案的响应值见表3。

表3

(4)中心试验方案结果分析；

对于计算数据进行响应面拟合分析，其拟合模型残差值为正态分布(见图1)，预测值和实际值几乎在同一直线上(见图2)，拟合精度较高，模型可靠；直井和水平井的多元热流体吞吐油藏参数影响程度见表4。

表4

分析62组直井方案响应值，各参数影响程度排序为：原油粘度>含油饱和度>避水距离>渗透率>油层厚度>孔隙度>埋深。图3为直井曲应面响应组图。

分析62组水平井方案响应值，各参数影响程度排序为：原油粘度>渗透率>含油饱和度>避水距离>埋深>孔隙度>油层厚度。图4为水平井曲应面响应组图。

(5)基于中心复合试验结果，响应面分析得到的拟合模型，以累产油最大值作为目标函数，计算得到每个油藏参数的最优化结果，对油藏特征形成基本认识，详见表5。

表5

由此可见，本发明基于中心复合试验科学且合理地确定了多元热流体吞吐油藏的筛选标准，对稠油油藏进行适应性评价，解决了现有多元热流体吞吐开发技术与油藏适应性差的问题，实现了对油藏特征的基本认识，进而改善了开发效果。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。