判断隔夹层破坏的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了判断隔夹层破坏的方法及装置。该方法包括：获取注汽参数以及储层、隔夹层岩石力学参数；基于注汽参数以及储层岩石力学参数，通过第一算法计算出隔夹层的应变量以及抬升量；基于隔夹层岩石力学参数以及隔夹层的抬升量，计算出隔夹层抬升后的等效塑性应变数据；基于计算出的等效塑性应变数据，判断隔夹层是否被破坏。操作人员可以在向井内注汽前，判断在该注汽环境下隔夹层是否能被破坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采领域，尤其涉及判断隔夹层破坏的方法及装置。
技术介绍
SAGD(SteamAssistedGravityDrainage，蒸汽辅助重力泄油)是一项超稠油油藏开发技术。该技术是将蒸汽从注入井注入油藏，注入油藏内的蒸汽向上及侧面移动，并加热周围油藏，被加热降粘的原油及冷凝水在重力的驱动下流到生产井中，进而采得原油。当SAGD应用于非均质性的油藏时，该类油藏的储层物性差，油藏中含较多的隔夹层。参照图1所示，该层为该类油藏储层的大体示意图，盖层和底层分别为储层的上下边界。盖层和底层的中间为油层。隔夹层为一岩石层，其位于油层的内部，且将局部油藏分隔成上油层与下油层。注汽管位于油层底部，隔夹层阻挡蒸汽对上油层的加热，上油层无法被蒸汽加热或者受热后的原油无法下泄，严重限制了蒸汽腔的垂向扩展。从而造成SAGD开发具有隔夹层的油藏时面临产油速率、蒸汽腔不能均衡发育、开发难度大等不利局面。在实际的油藏开发过程中，为了破坏隔夹层，操作人员利用注入到油藏中的蒸汽对油藏的原油储层进行加热，原油储层受热发生膨胀，进而将隔夹层向上抬升，当隔夹层的抬升量超过极限值后，隔夹层被破坏。但是，在注汽的前期，操作人员无法确定在该注汽条件下隔夹层能否被破坏。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供判断隔夹层破坏的方法及装置，该方法及装置可以计算在某一注汽条件下隔夹层能否被破坏。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种判断隔夹层破坏的方法，包括：获取注汽参数以及储层、隔夹层的岩石力学参数；基于所述注汽参数以及储层的岩石力学参数，通过第一算法计算出储层的应变量，再基于储层的应变量，通过第二算法计算出以隔夹层的抬升量；基于所述隔夹层岩石力学参数、以及所述隔夹层的应变量以及抬升量，获取隔夹层抬升后的等效塑性应变数据；基于所述等效塑性应变数据判断隔夹层是否被破坏。进一步的，所述储层、隔夹层的岩石力学参数包括储层及隔夹层的热膨胀系数、Biot常数、孔隙压力、长度、宽度、厚度、储层受热厚度、垂向主应力、最小水平主应力、最大水平主应力、泊松比、弹性模量、剪切模量、体积模量、内摩擦角以及粘聚力。进一步的，所述注汽参数包括注汽温差，所述注汽温差为从注汽管柱中获取的注汽温度与油藏初始温度的差值。进一步的，所述第一算法的公式为：其中，Δεz表示隔夹层的应变量，无量纲；γ表示储层的泊松比；Δp表示储层孔隙压力的增加量；E表示储层的弹性模量；ΔT表示注汽温差；aL表示储层的热膨胀系数。α表示Biot常数。进一步的，所述第二算法的公式为：L＝H*Δεz其中，Δεz表示隔夹层的应变量，无量纲；L表示隔夹层的垂直抬升量；H表示储层受热厚度。进一步的，所述基于所述注汽参数、所述储层岩石力学参数、所述隔夹层岩石力学参数、以及所述隔夹层的抬升量，获取隔夹层抬升后的等效塑性应变数据的步骤包括：基于所述隔夹层岩石力学参数、以及所述隔夹层的抬升量，通过Abaqus有限元模拟出隔夹层抬升后的等效塑性应变数据。进一步的，所述应变数据包括PEEQ云图。进一步的，所述等效塑性应变数据包括等效塑性应变数据统计表。进一步的，所述基于所述等效塑性应变数据判断隔夹层是否被破坏的步骤包括：获取等效塑性应变数据的最大等效塑性应变值在所述最大等效塑性应变值大于或等于预定值时，则隔夹层被破坏；在所述最大等效塑性应变值小于预定值时，则隔夹层未被破坏。进一步的，所述基于所述等效塑性应变数据判断隔夹层是否被破坏的步骤包括：获取PEEQ云图的最大应变值；在所述最大等效塑性应变值大于或等于预定值时，则隔夹层被破坏；在所述最大等效塑性应变值小于预定值时，则隔夹层未被破坏。本专利技术还提供一种判断隔夹层破坏的装置，包括：获取单元，用于获取注汽参数以及储层、隔夹层的岩石力学参数；计算单元，用于基于所述注汽参数以及储层的岩石力学参数，通过第一算法计算出储层的应变量，再基于所述储层的应变量，通过第二算法计算出以隔夹层的抬升量；模拟单元，用于基于所述隔夹层岩石力学参数、以及所述储层的应变量以及隔夹层的抬升量，获取隔夹层抬升后的等效塑性应变数据；判断单元，用于基于所述等效塑性应变数据判断隔夹层是否被破坏。综上所述，本专利技术的有益效果在于：通过获取注汽参数以及储层岩石力学参数，基于这些参数可以通过预定的算法确定在该注汽条件下隔夹层的抬升量，然后再基于隔夹层岩石力学参数以及所述隔夹层的抬升量，模拟出隔夹层抬升后的等效塑性应变图，再根据等效塑性应变图判断隔夹层能否被破坏，使得操作人员在向井内注汽前，可以判断在该注汽条件下隔夹层是否能被破坏。另外，操作人员可以根据判断结果进一步的合理调整注汽参数值，最终破坏隔夹层。附图说明图1为油藏储层的大体结构示意图；图2为本专利技术的实施例中抬升原理的示意图；图3为本专利技术的实施例中隔夹层的受力示意图；图4为本专利技术的实施例提供的流程图；图5为实施例一中隔夹层位移局部侧视图(抬升后)；图6为实施例一中隔夹层位移俯视图(抬升后)；图7为实施例一中隔夹层抬升位移曲线(抬升后)；图8为实施例一中隔夹层受到抬升形变后PEEQ示意图(隔夹层顶部)；图9为实施例一中隔夹层受到抬升形变后PEEQ示意图(隔夹层底部)；图10为实施例二中隔夹层位移局部侧视图(抬升后)；图11为实施例二中隔夹层位移俯视图(抬升后)；图12为实施例二中隔夹层抬升位移曲线(抬升后)；图13为实施例二中隔夹层受到抬升形变后PEEQ示意图(隔夹层顶部)；图14为实施例二中隔夹层受到抬升形变后PEEQ示意图(隔夹层底部)。具体实施方式隔夹层是指在渗透层内或层间所分布的相对非渗透性岩层，其主要由储层岩石构成。利用蒸汽的抬升效应破坏SAGD中隔夹层的原理为：参照图2所示，当油藏中的原油储层受热时，原油储层受热膨胀，原油储层的水平方向膨胀受限，进而在泊松效应下发生垂向的应变，而原油储层的基底岩石无法向下发生位移，造成受热的原油储层被迫向上垂向抬升。原油储层上部的隔夹层岩石被原油储层向上顶起，隔夹层进而被向上抬升。当隔夹层的抬升量超过其极限抬升量时，会导致隔夹层被破坏。在对油藏的原油储层进行注汽操作以破坏隔夹层之前，因为油藏处于地下较为封闭的环境内，位于地面的施工人员难以确定在该注汽条件下隔夹层的抬升量为多少，进而判断不出来隔夹层在该注汽条件下能否被破坏，因此，施工人员需要一种能判断隔夹层在该注汽条件下能否被破坏的方法，在施工前获取原油储层、隔夹层以及注汽的各个参数，然后根据这些参数判断隔夹层能否被破坏，如果被破坏，则按照当前的注汽条件进行注汽操作；当不能被破坏，则重新调整注汽参数直至隔夹层能被破坏为止。参照图4所示，本专利技术提供了一种判断隔夹层破坏的方法，包括以下步骤：S401、获取注汽参数以及储层以及隔夹层岩石力学参数；在该步骤中，注汽参数包括注汽温差，注汽温差为从注汽管柱中获取的注汽温差与油藏初始温度的差值。注汽温度可以直接从注汽管柱上测得，油藏的初始温度也可以通过温度检测设备对与油藏进行测得。储层岩石力学参数包括储层的泊松比、热膨胀系数、Biot常数、长度、宽度、厚度、垂向主应力、最小水平主应力、最大水平主应力、弹性模量、剪切模量、体积模量、内摩擦角以及粘聚力。具体的，储层的结构主要由岩石构成的，所以储层的泊松比、热膨胀系数、Bio本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种判断隔夹层破坏的方法，其特征在于，包括：获取注汽参数以及储层、隔夹层的岩石力学参数；基于所述注汽参数以及储层的岩石力学参数，通过第一算法计算出储层的应变量，再基于所述储层的应变量，通过第二算法计算出以隔夹层的抬升量；基于所述隔夹层岩石力学参数、以及所述储层的应变量以及隔夹层的抬升量，获取隔夹层抬升后的等效塑性应变数据；基于所述等效塑性应变数据判断隔夹层是否被破坏。

【技术特征摘要】
1.一种判断隔夹层破坏的方法，其特征在于，包括：获取注汽参数以及储层、隔夹层的岩石力学参数；基于所述注汽参数以及储层的岩石力学参数，通过第一算法计算出储层的应变量，再基于所述储层的应变量，通过第二算法计算出以隔夹层的抬升量；基于所述隔夹层岩石力学参数、以及所述储层的应变量以及隔夹层的抬升量，获取隔夹层抬升后的等效塑性应变数据；基于所述等效塑性应变数据判断隔夹层是否被破坏。2.根据权利要求1所述的判断隔夹层破坏的方法，其特征在于，所述储层、隔夹层的岩石力学参数包括储层及隔夹层的热膨胀系数、Biot常数、孔隙压力、长度、宽度、厚度、储层受热厚度、垂向主应力、最小水平主应力、最大水平主应力、泊松比、弹性模量、剪切模量、体积模量、内摩擦角以及粘聚力。3.根据权利要求1所述的判断隔夹层破坏的方法，其特征在于，所述注汽参数包括注汽温差，所述注汽温差为从注汽管柱中获取的注汽温度与油藏初始温度的差值。4.根据权利要求1所述的判断隔夹层破坏的方法，其特征在于，所述第一算法的公式为：Δϵz=-(1+γ)(1+2γ)1-γαEΔp-(1+γ)(1-γ)αLΔT]]>其中，Δεz表示隔夹层的应变量，无量纲；γ表示储层的泊松比；Δp表示储层孔隙压力的增加量；E表示储层的弹性模量；ΔT表示注汽温差；aL表示储层的热膨胀系数；α表示Biot常数。5.根据权利要求1所述的判断隔夹层破坏的方法，其特征在于，所述第二算法的公式为：L＝H*Δεz其中，Δεz表示隔夹层的应变量，无量纲；L表示隔夹层的垂直抬升量；H表示储层受热厚度。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜飞，刘其鑫，何万军，李秀峦，王红庄，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11