一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法及系统
文献发布时间:2024-04-18 19:58:53
技术领域
本发明涉及可靠性试验与评估技术领域,尤其涉及一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法及系统。
背景技术
在全球已探明油气储量和待发现油气资源中,碳酸盐岩占据的比例明显较高,是油气勘探、开发的重要领域。酸化压裂是碳酸盐岩油气藏开发领域常见的增产改造方式。而对于深层碳酸盐岩储层,由于其储层温度和闭合压力高,若采用常规酸压工艺实施压裂会出现酸岩反应快、滤失严重的情形,导致酸蚀作用距离短、酸蚀裂缝导流能力低,增产改造效果往往不尽人意。
技术人员开发加砂酸化压裂工艺,将加砂压裂和酸化压裂技术有机结合,一方面通过支撑剂支撑裂缝,另一方面通过酸液与裂缝表面岩石反应,形成不均匀刻蚀,集酸压与加砂压裂的优点于一体,在储层中形成复杂网状酸蚀支撑裂缝,提高改造措施的有效率和有效期,例如专利文件“一种碳酸盐岩储层高导流能力酸压方法”(201510617937.8)中,先使用非反应性液体作为前置液造缝降温,再注入高浓度酸液体系刻蚀裂缝壁面,最后使用高黏度携砂液携带支撑剂充填酸蚀裂缝,从而形成高导流裂缝系统,降低油气运移阻力,提高改造效果;在发明专利“一种碳酸盐岩储层复合改造方法”(201710571875.0)中,先使用前置液造缝,再使用携砂液携带支撑剂支撑裂缝,最后再注入酸液刻蚀裂缝,从而形成近井地带酸液刻蚀和远井地带支撑剂支撑的复合高导流裂缝;在发明专利“一种碳酸盐岩加砂后效酸压的压裂方法”(202010067711.6)中,通过注入交联胍胶和陶粒形成铺设有支撑剂的主裂缝和分支缝,再注入酸液溶蚀、扩张主裂缝和分支缝,形成以加砂裂缝为主通道,酸蚀蚓孔为支流通道的裂缝系统;上述文件表明加砂酸压工艺在领域内得到了广泛的应用,其导流性能优秀与否将对大规模油气藏的开发工程产生影响,但是现有研究中对于施工后的导流能力并没有给出具体计算或者预测的方法。
现有技术中多是针对常规压裂工艺或者某种单一性压裂工艺开展的导流能力计算或预测,例如专利文件“一种用于通道压裂导流能力的预测方法(201510593843.1)”中,通过建立通道压裂的力学模型,测定模型所需的拟合系数和等效渗透率,从而预测通道压裂支撑剂的导流能力;在专利文件“一种酸压裂缝初始导流能力计算(201610051684.7)”中,通过扫描酸蚀岩板表面,计算获得横向曲折比和纵向曲折比,从而进一步计算获得酸蚀裂缝初始导流能力;分别给出了自支撑裂缝导流能力、酸蚀裂缝导流能力的通道压裂导流能力计算方法,但是都没有涉及到加砂酸压导流能力的计算,无法为碳酸盐岩复杂储层的加砂酸压工艺的高质量开展提供可靠的数据支持。
综上所述,加砂酸压相关的专利主要聚焦于施工工艺,而导流能力分析的相关专利也主要聚集在通道压裂、自支撑裂缝、以及酸蚀裂缝等的导流能力计算。但是,对于加砂酸压模拟系统导流能力的研究依然处于空白,亟需研发
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法,定量分析加砂酸压工艺作用与储层后裂缝的导流能力;解决现有技术不能计算加砂酸压导流能力以及加砂酸压导流能力实验周期长的问题在一个实施例中。所述方法包括:
模拟参数设置步骤、结合加砂酸压工艺相关的历史作业数据全面分析具备加砂酸压需求的所有储层类型,分别针对各类储层的地质特征参数围绕酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度构建模拟参数组合集;
压裂效果分析步骤、利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析不同储层类型酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据,进而结合注入速率参数和支撑剂尺寸数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;
压裂模型建立步骤、根据所述裂缝酸蚀数据以及支撑剂嵌入深度和变形数据分析加砂酸压铺砂浓度,并基于其结合压裂剂注入速度设置粗糙体的高度分布系数和数量分布系数,以使高度不同随机分布的粗糙体能体现酸蚀加砂压裂后的储层裂缝,形成呈现真实加砂酸压储裂缝状态的储层裂缝模型;
压裂渗透率分析步骤、基于粗糙体的高度分布系数和数量分布系数结合油藏的闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;
导流能力确定步骤、根据裂缝酸蚀数据、支撑剂嵌入深度和变形数据分析压裂后储层裂缝的宽度数据,结合得到的储层裂缝渗透率计算对应的导流能力数据,与匹配的压裂参数和模拟参数关联存储作为模拟预测结果记录。
作为本发明的进一步改进,一个实施例中,所述方法还包括:
实测验证步骤、选取设定规模的储层裂缝模型作为测试模型,按照相应的模拟参数执行加砂酸压实验后,应用与油藏性质一致的流体进行测试,获取实测导流能力数值,计算得到的导流能力计算值与实测值的误差,并分析计算结果的可靠性。
优选地,一个实施例中,在模拟系统构建步骤中,包括:
所述模拟参数组合集为:针对各种类型的储层岩石,围绕酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度,分别以每一参数为唯一参数,制定其它参数恒定、唯一参数变化的模拟参数组合构成的。
进一步地,各种类型储层岩石对应模拟参数组合的数量与加砂酸压储层裂缝模拟样本的数量一致,根据预设要求设置各模拟样本的初始渗透率和初始裂缝宽度。
具体地,一个实施例中,压裂效果分析步骤中,按照以下运算模型分析压裂时支撑剂的嵌入深度:
式中,h表示支撑剂的嵌入深度,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;D
一个优选的实施例中,压裂效果分析步骤中,按照以下运算模型分析压裂时支撑剂的变形数据:
式中,β表示支撑剂的变形,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;E
进一步地,在压裂渗透率分析步骤中,按照下式所述的运算模型分析加砂酸压后裂缝的渗透率:
式中:k
一个可选的实施例中,导流能力确定步骤中,按照以下运算模型分析加砂酸压后的裂缝宽度W:
W=D-2(β+h)
式中,β表示支撑剂的变形,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;h表示支撑剂的嵌入深度,mm。
进一步地,一个实施例中,导流能力确定步骤中,按照下式基于压裂后储层裂缝的渗透率和宽度数据计算对应的导流能力:
F
式中,F
基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的应用方面,本发明还提供一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算系统,该系统执行如上述任意一个或多个实施例中所述的方法。
与最接近的现有技术相比,本发明还具有如下有益效果:
本发明提供的一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法及系统,该方法通过针对具备加砂酸压需求的储层类型,围绕加砂酸压作业参数构建模拟参数组合集;设置涵盖全面储层类型和加砂酸压施工参数的模拟参数组合集,作为导流能力数据的分析对象,能够保障为实际应用提供支持时的全面性和实用性,不会存在无迹可寻的现象;
进而本发明利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析不同储层的裂缝酸蚀数据,并结合注入速率参数和支撑剂数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;进而分析加砂酸压铺砂浓度,并结合注入速度设置粗糙体模拟分布系数,以形成呈现真实压裂状态的储层裂缝模型;保障了粗糙体模拟分布系数与真实压裂效果的一致性,提升渗透率计算结果的真实性,也是后续导流能力定量分析结果精确性的有力支持之一,解决了无法定量分析加砂酸压导流能力的问题,为现场酸压设计和产能预测提供支撑。有助于实际应用时选取效果最佳的压裂施工参数,得到导流能力最好的压裂裂缝,从而促进压裂作业的质量以及提升生产作业的产量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例共同用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明一实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的流程示意图;
图2是本发明实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的支撑剂铺置示例图;
图3是本发明另一实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的单支撑剂受力状态示意图;
图4是本发明实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的储层裂缝模拟系统示例图;
图5是本发明一实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的导流能力计算值与实测值对比示意图;
图6是本发明另一实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的导流能力计算值与实测值对比图;
图7是本发明实施例所提供加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理,但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
计算机设备包括用户设备与网络设备。其中,用户设备或客户端包括但不限于电脑、智能手机、PDA等;网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云。计算机设备可单独运行来实现本发明,也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指,否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是,这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在,而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
在全球已探明油气储量和待发现油气资源中,碳酸盐岩占据的比例明显较高,是油气勘探、开发的重要领域。酸化压裂是碳酸盐岩油气藏开发领域常见的增产改造方式。而对于深层碳酸盐岩储层,由于其储层温度和闭合压力高,若采用常规酸压工艺实施压裂会出现酸岩反应快、滤失严重的情形,导致酸蚀作用距离短、酸蚀裂缝导流能力低,增产改造效果往往不尽人意。对于储层埋藏深、地层温度高、地层闭合压力高的碳酸盐岩油气藏,常规酸压难以取得良好的改造效果。有鉴于此,加砂酸压应运而生,其集加砂压裂与酸压的优势于一体,可以显著提高改造效果。
技术人员开发加砂酸化压裂工艺,将加砂压裂和酸化压裂技术有机结合,一方面通过支撑剂支撑裂缝,另一方面通过酸液与裂缝表面岩石反应,形成不均匀刻蚀,集酸压与加砂压裂的优点于一体,在储层中形成复杂网状酸蚀支撑裂缝,提高改造措施的有效率和有效期,例如专利文件“一种碳酸盐岩储层高导流能力酸压方法”(201510617937.8)中,先使用非反应性液体作为前置液造缝降温,再注入高浓度酸液体系刻蚀裂缝壁面,最后使用高黏度携砂液携带支撑剂充填酸蚀裂缝,从而形成高导流裂缝系统,降低油气运移阻力,提高改造效果;在发明专利“一种碳酸盐岩储层复合改造方法”(201710571875.0)中,先使用前置液造缝,再使用携砂液携带支撑剂支撑裂缝,最后再注入酸液刻蚀裂缝,从而形成近井地带酸液刻蚀和远井地带支撑剂支撑的复合高导流裂缝;在发明专利“一种碳酸盐岩加砂后效酸压的压裂方法”(202010067711.6)中,通过注入交联胍胶和陶粒形成铺设有支撑剂的主裂缝和分支缝,再注入酸液溶蚀、扩张主裂缝和分支缝,形成以加砂裂缝为主通道,酸蚀蚓孔为支流通道的裂缝系统;上述文件表明加砂酸压工艺在领域内得到了广泛的应用,其导流性能优秀与否将对大规模油气藏的开发工程产生影响,但是现有研究中对于施工后的导流能力并没有给出具体计算或者预测的方法。
现有技术中多是针对常规压裂工艺或者某种单一性压裂工艺开展的导流能力计算或预测,例如专利文件“一种用于通道压裂导流能力的预测方法(201510593843.1)”中,通过建立通道压裂的力学模型,测定模型所需的拟合系数和等效渗透率,从而预测通道压裂支撑剂的导流能力;在专利文件“一种酸压裂缝初始导流能力计算(201610051684.7)”中,通过扫描酸蚀岩板表面,计算获得横向曲折比和纵向曲折比,从而进一步计算获得酸蚀裂缝初始导流能力;分别给出了自支撑裂缝导流能力、酸蚀裂缝导流能力的通道压裂导流能力计算方法,但是都没有涉及到加砂酸压导流能力的计算,无法为碳酸盐岩复杂储层的加砂酸压工艺的高质量开展提供可靠的数据支持。
综上所述,加砂酸压相关的专利主要聚焦于施工工艺,而导流能力分析的相关专利也主要聚集在通道压裂、自支撑裂缝、以及酸蚀裂缝等的导流能力计算。但是,对于加砂酸压模拟系统导流能力的研究依然处于空白,亟需研发。
为解决上述问题,本发明提供一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法及系统,该方法基于计算机系统自主实现,通过针对具备加砂酸压需求的储层类型,围绕加砂酸压作业参数构建模拟参数组合集;利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析不同储层的裂缝酸蚀数据,并结合注入速率参数和支撑剂数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;进而分析加砂酸压铺砂浓度,并结合注入速度设置粗糙体模拟分布系数,以形成呈现真实压裂状态的储层裂缝模型;基于粗糙体模拟分布系数和油藏闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;进而结合根据裂缝酸蚀数据、支撑剂嵌入深度和变形数据分析的压裂裂缝宽度计算对应的导流能力;解决了无法定量分析加砂酸压导流能力的问题,为现场酸压设计和产能预测提供支撑。
接下来基于附图详细描述本发明实施例的方法的详细流程,附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
图1示出了本发明实施例一提供的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法的流程示意图,参照图1可知,该方法包括如下步骤。
模拟参数设置步骤、结合加砂酸压工艺相关的历史作业数据全面分析具备加砂酸压需求的所有储层类型,分别针对各类储层的地质特征参数围绕酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度构建模拟参数组合集;
压裂效果分析步骤、利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析不同储层类型酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据,进而结合注入速率参数和支撑剂尺寸数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;
分析不同储层类型酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据的过程中,考虑到酸液刻蚀主要造成裂缝表面凹凸不平,因此一个实施例中采用在裂缝表面建立一个坐标系,定义X、Y和Z方向分别表征裂缝的长度、宽度和高度方向。
为了描述酸蚀后的粗糙岩板形态差异,根据表面各点位的坐标定义裂缝面上的高度变化,量化分析酸蚀作用前后裂缝的变化:
ΔZ(X
式中,ΔZ(X
其中根据海量岩板样品的酸蚀实验数据,结合岩板样品的地质特征、酸液参数、注酸设置参数结合酸蚀结果数据拟合构建酸蚀分析模型,在分析不同储层类型酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据的过程中代入酸压相关参数进行预测运算。
实验过程中,通过引入新的表面高度分布hn及计算表面起伏程度εh等2个评价参数,可更直观地对裂缝面的起伏趋势进行准确地描述。借助高精度3D扫描图形及评价参数的计算结果对酸蚀后裂缝表面形态进行了描述,发现酸蚀裂缝不具有毛刺状凸起特征,但沟槽和孔洞结构增大了裂缝表面起伏度。基于对酸蚀前后裂缝特定剖面的计算,对比了高度轮廓线的变化,得出沿酸液流动方向,凸起部分变缓,曲折比减小,起伏程度增大;酸蚀沿流动方向形成沟槽,在垂直流动方向上形成了连续的上下波动,导致曲折比和起伏程度均增大;
基于此分析不同酸液类型、酸液浓度、注入速度、酸液体积等参数对ΔZ(Xi,Yj)的影响,从而评价酸化效果。
压裂模型建立步骤、根据所述裂缝酸蚀数据以及支撑剂嵌入深度和变形数据分析加砂酸压铺砂浓度,并基于其结合压裂剂注入速度设置粗糙体的高度分布系数m和数量分布系数a,以使高度不同随机分布的粗糙体能体现酸蚀加砂压裂后的储层裂缝,形成呈现真实加砂酸压储裂缝状态的储层裂缝模型;
压裂渗透率分析步骤、基于粗糙体的高度分布系数m和数量分布系数a结合储层油藏的闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;
导流能力确定步骤、根据支撑剂嵌入深度和变形数据分析压裂后储层裂缝的宽度数据,结合得到的储层裂缝渗透率计算对应的导流能力数据,与匹配的压裂参数和模拟参数关联存储作为模拟预测结果记录。
为了验证本发明计算方案的可行性,技术人员设计基于设定规模储层裂缝模型的导流能力实测数据进行对比验证。因此,一个实施例中,所述方法还包括:
实测验证步骤、选取设定规模的储层裂缝模型作为测试模型,按照相应的模拟参数执行加砂酸压实验后,应用与油藏性质一致的流体进行测试,获取实测导流能力数值,计算得到的导流能力计算值与实测值的误差,并分析计算结果的可靠性。
实际应用时,选取的测试模型包含所有储层类型的至少一种模拟参数组合对应的储层裂缝模型,这样才能够保障验证结果相对于不同储层类型的全面可信度。
采用本发明上述实施例的技术手段,能够有效实现加砂酸压储层模拟系统的导流能力定量分析,节省了大量的实测工序和时间资源消耗,提升加砂酸压储层模拟过程中导流能力的分析效率。
进一步地,一个实施例中,在模拟系统构建步骤中,包括:
设置所述模拟参数组合集为:针对各种类型的储层岩石,围绕酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度,分别以每一参数为唯一参数,制定其它参数恒定、唯一参数变化的模拟参数组合构成的。
具体地,实际应用时,设置各种类型储层岩石对应模拟参数组合的数量与加砂酸压储层裂缝模拟样本的数量一致,根据预设要求设置各模拟样本的初始渗透率和初始裂缝宽度。
压裂工艺中,压裂支撑剂具有有效的压裂强度,支撑剂材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中,铺置在裂缝空间内,起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用,如图2所示,从而保持高导流能力,对增产石油天然气有良好效果。但是在作用过程中,因为多种因素,会一定程度地发生支撑剂嵌入和支撑剂变形的情形,如图3所示。
本发明通过将支撑剂嵌入深度计算方法与酸蚀裂缝数据分析和裂缝渗透率计算方法相结合,计算加砂酸压后储层裂缝的导流能力;
接下来通过执行压裂效果分析步骤,利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析不同储层类型酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据,进而结合注入速率参数和支撑剂尺寸数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据。
一个优选的实施例中,压裂效果分析步骤中,按照以下运算模型分析压裂时支撑剂的嵌入深度:
式中,h表示支撑剂的嵌入深度,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;D
进一步地,一个实施例中,压裂效果分析步骤中,按照以下运算模型分析压裂时支撑剂的变形数据:
式中,β表示支撑剂的变形,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;E
进一步地,通过执行压裂模型建立步骤,根据所述裂缝酸蚀数据以及支撑剂嵌入深度和变形数据分析加砂酸压铺砂浓度,并基于其结合压裂剂注入速度设置粗糙体的高度分布系数m和数量分布系数a,以使高度不同随机分布的粗糙体能体现酸蚀加砂压裂后的储层裂缝,形成呈现真实加砂酸压储裂缝状态的储层裂缝模型,如图4所示。
实际设置时,通常m分布在0-1之间,a分布在0.01-0.1之间;一个实施例中,应用时采用如下表所示m、a与所分析铺沙浓度和注入速度的关系:
接下来,利用压裂渗透率分析步骤基于粗糙体的高度分布系数m和数量分布系数a结合储层油藏的闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;
一个实施例中,在压裂渗透率分析步骤中,按照下式所述的运算模型分析加砂酸压后裂缝的渗透率:
式中:k
进一步地,通过执行导流能力确定步骤,根据支撑剂嵌入深度和变形数据分析压裂后储层裂缝的宽度数据,结合得到的储层裂缝渗透率计算对应的导流能力数据,与匹配的压裂参数和模拟参数关联存储作为模拟预测结果记录。
具体地,一个实施例中,导流能力确定步骤中,按照以下运算模型分析加砂酸压后的裂缝宽度W:
W=D-2(β+h)
式中,β表示支撑剂的变形,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;h表示支撑剂的嵌入深度,mm。
进一步地,一个实施例中,导流能力确定步骤中,按照下式基于压裂后储层裂缝的渗透率和宽度数据计算对应的导流能力:
F
式中,F
对于储层埋藏深、地层温度高、地层闭合压力高的碳酸盐岩油气藏,常规酸压难以取得良好的改造效果。有鉴于此,加砂酸压应运而生,其集加砂压裂与酸压的优势于一体,可以显著提高改造效果。但是,对于评价压裂改造效果的重要参数导流能力,目前尚没有给出计算以及预测方法。
依据本发明上述实施例中提供的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方案,能够针对具备加砂酸压需求的不同储层开展加砂酸压工艺的模拟呈现并实现导流能力预测运算,计算结果可靠性高,能够对目标储层加砂酸压作业的实施提供可靠的数据支持,有助于实际应用时选取效果最佳的压裂施工参数,得到导流能力最好的压裂裂缝,从而促进压裂作业的质量以及提升生产作业的产量。
实施案例:
例1:西北某井A,施工排量10m3/min,铺砂浓度为1.5kg/m
针对井A的储层状态和施工数据,通过以下步骤实现加砂酸压模拟及导流能力的预测运算:
模拟参数设置步骤、针对井A储层的地质特征参数围绕可能使用的酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度构建模拟参数组合集;
压裂效果分析步骤、利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据,进而结合注入速率参数和支撑剂尺寸数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;
压裂模型建立步骤、根据所述裂缝酸蚀数据以及支撑剂嵌入深度和变形数据分析加砂酸压铺砂浓度,并基于其结合压裂剂注入速度设置粗糙体的高度分布系数m和系数a,以使高度不同随机分布的粗糙体能体现酸蚀加砂压裂后的储层裂缝,形成呈现真实加砂酸压储裂缝状态的储层裂缝模型;
压裂渗透率分析步骤、基于粗糙体的高度分布系数m和系数a结合油藏的闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;
导流能力确定步骤、根据支撑剂嵌入深度和变形数据分析压裂后储层裂缝的宽度数据,结合得到的储层裂缝渗透率计算对应的导流能力数据,与匹配的压裂参数和模拟参数关联存储作为模拟预测结果记录。
根据工程参数与m、a之间的关系,m取0.81,a取0.08。
图5给出了实验数据和模型数据的对比,从图中可以看出,模型计算的数据与实验数据吻合度较高,说明模型计算的结果可靠性强。
另外,下表展示了在铺砂浓度为1.5kg/m
例2:西北某井B,施工排量10m
针对井B的储层状态和施工数据,通过以下步骤实现加砂酸压模拟及导流能力的预测运算:
模拟参数设置步骤、针对井B储层的地质特征参数围绕可能使用的酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度构建模拟参数组合集;
压裂效果分析步骤、利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据,进而结合注入速率参数和支撑剂尺寸数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;
压裂模型建立步骤、根据所述裂缝酸蚀数据以及支撑剂嵌入深度和变形数据分析加砂酸压铺砂浓度,并基于其结合压裂剂注入速度设置粗糙体的高度分布系数m和系数a,以使高度不同随机分布的粗糙体能体现酸蚀加砂压裂后的储层裂缝,形成呈现真实加砂酸压储裂缝状态的储层裂缝模型;
压裂渗透率分析步骤、基于粗糙体的高度分布系数m和系数a结合储层油藏的闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;
导流能力确定步骤、根据支撑剂嵌入深度和变形数据分析压裂后储层裂缝的宽度数据,结合得到的储层裂缝渗透率计算对应的导流能力数据,与匹配的压裂参数和模拟参数关联存储作为模拟预测结果记录。
根据工程参数与m、a之间的关系,m取0.85,a取0.05。图6给出了实验数据和模型数据的对比,从图中可以看出,模型计算的数据与实验数据吻合度较高,说明模型计算的结果可靠性强。
下表展示了在铺砂浓度为1.5kg/m
对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
需要指出的是,在本发明的其他实施例中,该方法还可以通过将上述实施例中的某一个或某几个进行结合来得到新的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法,以实现对加砂酸压工艺的优化模拟研究。
需要说明的是,基于本发明上述任意一个或多个实施例中的方法,本发明还提供一种存储介质,该存储介质上存储有可实现如上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码,该代码被操作系统执行时能够实现如上所述的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法。
实施例二
上述本发明公开的实施例中详细描述了方法,对于本发明的方法可采用多种形式的装置或系统实现,因此基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面,本发明还提供一种加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算系统,该系统用于执行上述任意一个或多个实施例中所述的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算方法。下面给出具体的实施例进行详细说明。
具体地,图7中示出了本发明实施例中提供的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算系统的结构示意图,如图7所示,该系统包括:
模拟参数设置模块,其配置为结合加砂酸压工艺相关的历史作业数据全面分析具备加砂酸压需求的所有储层类型,分别针对各类储层的地质特征参数围绕酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度构建模拟参数组合集;
压裂效果分析模块,其配置为利用预设的裂缝酸蚀计算模型分析不同储层类型酸蚀作用后的裂缝酸蚀数据,进而结合注入速率参数和支撑剂尺寸数据分析支撑剂的嵌入深度和变形数据;
压裂模型建立模块,其配置为根据所述裂缝酸蚀数据以及支撑剂嵌入深度和变形数据分析加砂酸压铺砂浓度,并基于其结合压裂剂注入速度设置粗糙体的高度分布系数m和数量分布系数a,以使高度不同随机分布的粗糙体能体现酸蚀加砂压裂后的储层裂缝,形成呈现真实加砂酸压储裂缝状态的储层裂缝模型;
压裂渗透率分析模块,其配置为基于粗糙体的高度分布系数m和数量分布系数a结合储层油藏的闭合压力分析压裂后储层裂缝模型的渗透率状态;
导流能力确定模块,其配置为根据裂缝酸蚀数据、支撑剂嵌入深度和变形数据分析压裂后储层裂缝的宽度数据,结合得到的储层裂缝渗透率计算对应的导流能力数据,与匹配的压裂参数和模拟参数关联存储作为模拟预测结果记录。
进一步地,一个实施例中,所述系统还包括:
实测验证模块,其配置为选取部分储层裂缝模型作为测试模型,按照相应的模拟参数执行加砂酸压实验后,应用与油藏性质一致的流体进行测试,获取实测导流能力数值,计算得到的导流能力计算值与实测值的误差,并分析计算结果的可靠性。
作为本发明的进一步改进,一个实施例中,所述模拟系统构建模块配置为:
所述模拟参数组合集为:针对各种类型的储层岩石,围绕酸液浓度、酸蚀时间、支撑剂类型,注入速度和加砂强度,分别以每一参数为唯一参数,制定其它参数恒定、唯一参数变化的模拟参数组合构成的。
进一步地,一个优选的实施例中,所述系统设置各种类型储层岩石对应模拟参数组合的数量与加砂酸压储层裂缝模拟样本的数量一致,根据预设要求设置各模拟样本的初始渗透率和初始裂缝宽度。
一个可选的实施例中,所述压裂效果分析模块,配置为按照以下运算模型分析压裂时支撑剂的嵌入深度:
式中,h表示支撑剂的嵌入深度,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;D
进一步地,一个实施例中,所述压裂效果分析模块,配置为按照以下运算模型分析压裂时支撑剂的变形数据:
式中,β表示支撑剂的变形,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;E
具体地,一个实施例中,所述压裂渗透率分析模块,配置为按照下式所述的运算模型分析加砂酸压后裂缝的渗透率:
式中:k
进一步地,一个实施例中,所述导流能力确定模块配置为按照以下运算模型分析加砂酸压后的裂缝宽度W:
W=D-2(β+h)
式中,β表示支撑剂的变形,mm;D表示设置的裂缝初始宽度,mm;h表示支撑剂的嵌入深度,mm。
具体地,一个实施例中,所述导流能力确定模块还配置为:按照下式基于压裂后储层裂缝的渗透率和宽度数据计算对应的导流能力:
F
式中,F
本发明实施例提供的加砂酸压储层模拟系统的导流能力计算系统中,各个模块或单元结构可以根据模拟设置需求和运算需求独立运行或组合运行,以实现相应的技术效果。
应该理解的是,本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料,而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是,在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而不意味着限制。
说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此,说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
- 一种超深碳酸盐岩储层提高导流能力的复合酸压方法及应用
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