一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法技术

本发明专利技术涉及一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法，属于油气田开发领域，其包括以下步骤：1)基于渗流理论，建立稠油油藏热力采油数学模型；2)基于步骤1)的稠油油藏热力采油数学模型建立无因次产能曲线；3)识别影响步骤2)中无因次产能曲线的重要因素；4)绘制水平井无因次产能图版；5)基于步骤4)的水平井无因次产能图版来预测待测水平井蒸汽吞吐初期的产油量。本发明专利技术有着以下优点，根据影响水平井蒸汽吞吐产能的因素进行多元初步回归，得到水平井最大日产油量峰值计算公式；根据本发明专利技术给出的无因次产能图版，能够方便准确的预测水平井蒸汽吞吐初期产能。

Method for predicting initial productivity of horizontal well steam huff and puff in heavy oil reservoir

The invention relates to a prediction method for horizontal well in heavy oil reservoir steam stimulation of initial production, which belongs to the field of oil and gas field development, which includes the following steps: 1) based on the percolation theory, a mathematical thermal model of heavy oil reservoir recovery; 2) based on step 1) of the heavy oil thermal recovery mathematical model of dimensionless productivity curve; 3) recognition effect of step 2) an important factor in the dimensionless productivity curve; 4) draw a horizontal well dimensionless capacity chart; 5) based on step 4) the horizontal well dimensionless capacity chart to predict oil production to be measured at the initial stage of steam stimulation wells. The invention has the following advantages, multivariate regression according to the preliminary factors of steam stimulation affect the productivity of horizontal wells, horizontal wells get maximum daily oil production peak formula; according to the dimensionless capacity chart provided by this invention can early horizontal well steam stimulation to facilitate accurate production forecast.

【技术实现步骤摘要】
一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法
本专利技术涉及一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法，属于油气田开发领域。
技术介绍
正确预测水平井蒸汽吞吐生产动态是优化注汽工艺参数、高效开发稠油油藏的基础。目前，预测和分析水平井蒸汽吞吐产能的方法主要有数值模拟法和解析法，数值模拟能够较好地模拟蒸汽吞吐开采的动态过程，但该方法应用起来较为繁琐、费时，实用性较差；而研究预测水平井蒸汽吞吐产能的解析方法较少且由于水平井蒸汽吞吐复杂的作用机理和油藏渗流问题的存在，使得目前现有的解析法不成熟。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种更为实用且预测较准的稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法，包括以下步骤：1)基于渗流理论，建立稠油油藏热力采油数学模型；2)基于步骤1)的稠油油藏热力采油数学模型建立无因次产能曲线；3)识别影响步骤2)中无因次产能曲线的重要因素；4)绘制水平井无因次产能图版；5)基于步骤4)的水平井无因次产能图版来预测待测水平井蒸汽吞吐初期的产油量。所述步骤1)中，基于渗流理论，建立稠油油藏热力采油数学模型的过程如下：①确定稠油油藏热力采油数学模型的基本假设条件如下：a、稠油油藏内存在油、气、水三相，共有nc种(nc-1个碳氢化合物组分和一个水组分)化学组分，任一组分在相间分配关系中服从相平衡原理；b、流动满足达西定律，流动过程中各化学组分间没有发生化学反应；c、稠油油藏内渗流为非等温渗流，温度影响原油的粘度及油、气、水三相相对渗透率；d、考虑重力和毛管力的影响；②建立稠油油藏热力采油基本数学模型如下：a、质量守恒方程式中，k为储层渗透率，10-3μm2；krj为j相相对渗透率；μj为第j相流体粘度，mPa·s；ρj为第j相流体密度，kg/m3；xij为组分i在j相中的摩尔分数；Pj为j相流体压力，MPa；g为重力加速度，m/s2；D为标高，m；qj地层条件下，单位时间为单位体积储层中注入或采出第j相流体质量，kg/(m3·d)；φ为储层孔隙度；Sj为储层中第j相流体饱和度；b、能量守恒方程式中，λR为油层有效导热系数，kJ/(s·m·K)；ΔT为T-TR，TR是油藏温度，K；Hj为j相流体的焓，kJ/kg；为单位时间内，单位体积中与顶底层损失有关的能量，kJ/(m3·s)；为单位时间内，单位体积中输入或输出的能量，kJ/(m3·s)；Uj为第j相流体内能，kJ/kg；ρr为岩石密度，kg/m3；Cr为油层岩石比热，kJ/(kg·K)；c、相关辅助方程如下：饱和度方程：So+Sw+Sg＝1(3)毛管力方程：Pc,wo＝Po-Pw(4)Pc,og＝Pg-Po(5)摩尔分数归一化方程：平衡常数方程：式中，So为含油饱和度；Sw为含水饱和度；Sg为含气饱和度；Pc,wo为油水相间毛管力，Pa；Po为油相毛管力，Pa；Pw为水相毛管力，Pa；Pc,og为油气相间毛管力，Pa；Pg为气相毛管力，Pa；xij为第ij组分摩尔分数；T为温度，K；Koi(Pg,T)为组分i在气油相中分配时的相平衡常数；xig为组分i在气相中的摩尔分数；xio为组分i在油相中的摩尔分数；Kwi(Pg,T)为组分i在气水相中分配时的相平衡常数；xiw为组分i在水相中的摩尔分数；式(1)～(8)构成了稠油油藏热力采油基本的数学模型，对其进行求解后即可模拟稠油热采开发效果。所述步骤2)中，基于步骤1)的稠油油藏热力采油数学模型建立无因次产能曲线的过程如下：①将稠油油藏热力采油数学模型，利用CMG数值模拟软件预测稠油油藏水平井蒸汽吞吐生产第一年中的模拟日产油量qo1和模拟最大日产油量qpeak1；其中，油藏地质参数包括油层厚度、储层孔隙度、储层渗透率、净总厚度比、含油饱和度和原油粘度；注采参数包括注汽强度、注汽速度、井底蒸汽干度、蒸汽温度、焖井时间、采液速度和水平井长度；②通过引入无因次参数组合将水平井蒸汽吞吐日产油数据无因次化，绘制水平井蒸汽吞吐无因次产油量qD和无因次时间的关系曲线tD，所运用的无因次参数组合见式(9)～(11)；式中，qd为水平井蒸汽吞吐无因次产油量；qo1为模拟水平井蒸汽吞吐日产油量，m3/d；qpeak1为水平井蒸汽吞吐模拟最大日产油量，m3/d；tD为水平井蒸汽吞吐无因次时间；t为时间，d；Ni为原油地质储量，104m3；A为油藏面积，m2；h为油层厚度，m；φ为储层孔隙度；Soi为油层平均原始含油饱和度；Boi为原始的原油体积系数，m3/m3。所述步骤3)中，识别影响步骤2)中无因次产能曲线的重要影响因素的过程如下：油田参数分为油藏地质参数和注采参数，计算油田各参数不同取值下的无因次产能曲线并将与利用油田各参数基础取值绘制的日产油量典型曲线的偏差作为标准，通过油藏数值模拟方法研究各参数对无因次产能曲线的影响程度，以各参数不同取值下无因次产能曲线与典型曲线的偏差10％作为基准，大于10％认为影响大，小于10％认为影响小，具体判断大小的过程如下：以典型曲线作为标准，找出各参数不同取值下无因次产能曲线下的无因次时间对应到典型曲线上的无因次产量与各参数不同取值下无因次产能曲线下无因次产量对比，计算其偏差绝对值的平均值，然后舍去对无因次产能曲线影响较小的因素，保留对其影响较大的因素。所述步骤4)中，绘制水平井无因次产能图版的过程如下：参照Narayana的研究方法，绘制水平井蒸汽吞吐无因次产油量qd关于水平井蒸汽吞吐无因次时间td的无因次产能图版。所述步骤5)中，基于步骤4)的水平井无因次产能图版来预测待测水平井蒸汽吞吐初期的产油量的过程如下：①以待测油井区域的实际地质和动态资料为依据，基于之前建立的无因次产能图版，查找或插值得到未投产井的无因次产能曲线，从曲线中可知随水平井蒸汽吞吐无因次时间tD变化的水平井蒸汽吞吐无因次产油量qD；②确定最大日产油量：最大日产油量预测值qpeak通过如下式(12)多元回归方法确定：式中，h为油层厚度；NtG为净总厚度比；k为储层渗透率，10-3μm2；μo为原油粘度，mPa·s；qii为注汽强度，t/m；qL为产液速度，m3/d，L为水平井长度，m；a1～a9和b1～b9均为常数；③原油地质储量Ni由式(11)计算求得,根据下述式(13)和式(14)得到水平井蒸汽吞吐日产油量qo随时间t变化的关系式本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术根据影响水平井蒸汽吞吐产能的因素进行多元初步回归，得到水平井最大日产油量峰值计算公式。2、本专利技术给出的无因次产能图版，能够方便准确的预测水平井蒸汽吞吐初期产能。附图说明图1是本专利技术储层渗透率为2000×10-3μm2时不同原油粘度的无因次产能图版；图2是本专利技术储层渗透率为4000×10-3μm2时不同原油粘度的无因次产能图版；图3是本专利技术储层渗透率为6000×10-3μm2时不同原油粘度的无因次产能图版；图4是本专利技术的LD27-2油田A22水平井蒸汽吞吐产能预测图；图5是本专利技术的NB35-2油田B33水平井多元热流体吞吐产能预测图；图6是本专利技术的NB35-2油田B44水平井多元热流体吞吐产能预测图；图7是本专利技术的LD27-2油田A22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法，包括以下步骤：1)基于渗流理论，建立稠油油藏热力采油数学模型；2)基于步骤1)的稠油油藏热力采油数学模型建立无因次产能曲线；3)识别影响步骤2)中无因次产能曲线的重要因素；4)绘制水平井无因次产能图版；5)基于步骤4)的水平井无因次产能图版来预测待测水平井蒸汽吞吐初期的产油量。

【技术特征摘要】
1.一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法，包括以下步骤：1)基于渗流理论，建立稠油油藏热力采油数学模型；2)基于步骤1)的稠油油藏热力采油数学模型建立无因次产能曲线；3)识别影响步骤2)中无因次产能曲线的重要因素；4)绘制水平井无因次产能图版；5)基于步骤4)的水平井无因次产能图版来预测待测水平井蒸汽吞吐初期的产油量。2.如权利要求1所述的一种稠油油藏水平井蒸汽吞吐初期产能预测方法，其特征在于：所述步骤1)中，基于渗流理论，建立稠油油藏热力采油数学模型的过程如下：①确定稠油油藏热力采油数学模型的基本假设条件如下：a、稠油油藏内存在油、气、水三相，共有nc种(nc-1个碳氢化合物组分和一个水组分)化学组分，任一组分在相间分配关系中服从相平衡原理；b、流动满足达西定律，流动过程中各化学组分间没有发生化学反应；c、稠油油藏内渗流为非等温渗流，温度影响原油的粘度及油、气、水三相相对渗透率；d、考虑重力和毛管力的影响；②建立稠油油藏热力采油基本数学模型如下：a、质量守恒方程式中，k为储层渗透率，10-3μm2；krj为j相相对渗透率；μj为第j相流体粘度，mPa·s；ρj为第j相流体密度，kg/m3；xij为组分i在j相中的摩尔分数；Pj为j相流体压力，MPa；g为重力加速度，m/s2；D为标高，m；qj地层条件下，单位时间为单位体积储层中注入或采出第j相流体质量，kg/(m3·d)；φ为储层孔隙度；Sj为储层中第j相流体饱和度；b、能量守恒方程式中，λR为油层有效导热系数，kJ/(s·m·K)；ΔT为T-TR，TR是油藏温度，K；Hj为j相流体的焓，kJ/kg；为单位时间内，单位体积中与顶底层损失有关的能量，kJ/(m3·s)；为单位时间内，单位体积中输入或输出的能量，kJ/(m3·s)；Uj为第j相流体内能，kJ/kg；ρr为岩石密度，kg/m3；Cr为油层岩石比热，kJ/(kg·K)；c、相关辅助方程如下：饱和度方程：So+Sw+Sg＝1(3)毛管力方程：Pc,wo＝Po-Pw(4)Pc,og＝Pg-Po(5)摩尔分数归一化方程：平衡常数方程：式中，So为含油饱和度；Sw为含水饱和度；Sg为含气饱和度；Pc,wo为油水相间毛管力，Pa；Po为油相毛管力，Pa；Pw为水相毛管力，Pa；Pc,og为油气相间毛管力，Pa；Pg为气相毛管力，Pa；xij为第ij组分摩尔分数；T为温度，K；Koi(Pg,T)为组分i在气油相中分配时的相平衡常数；xig为组分i在气相中的摩尔分数；xio为组分i在油相中的摩尔分数；Kwi(Pg,T)为组分i在气水相中分配时的相平衡常数；xiw为组分i在水相中的摩尔分数；式(1)～(8)构成了稠油油藏热力采油基本的数学模型，对其进行求解后即可模拟稠油热采开发效果。3.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延杰，朱国金，田冀，谭先红，袁忠超，李南，丁祖鹏，卢川，贾振，郑强，张晓亮，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11