一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法技术

本发明专利技术公开了一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，包括以下步骤：S1、建立井间缝洞连通简化物理模型；S2、建立气体示踪剂在溶洞中的流动模型；S3、建立气体示踪剂在裂缝中的物理模型，根据物理模型建立气体示踪剂在裂缝中的流动模型；S4、建立井组气体示踪剂解释模型；S5、采用优化算法，将模型计算得到的理论采出示踪剂浓度与现场实测采出示踪剂浓度曲线进行拟合，以解释地层中溶洞体积、裂缝波及体积等参数；S6、根据示踪剂浓度曲线及浓度导数曲线判断示踪剂流道上是否含有溶洞。本发明专利技术能解释纯裂缝、裂缝‑溶洞以及纯溶洞中示踪剂的流动，清楚认识缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动通道，为后期提高采收率提供重要依据。

【技术实现步骤摘要】
一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法
本专利技术涉及地质勘探
，具体涉及一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法。
技术介绍
典型的缝洞型碳酸盐岩油藏(如新疆塔河油田奥陶系)，碳酸盐岩油藏埋藏深，基质十分致密，基本不具备油气储集、渗流的能力，但是其溶洞体积大，裂缝发育，是主要的储集空间和渗流通道。裂缝和溶洞的分布随机性强，并且两者的连通关系复杂，用测井、地震等技术手段只能得到溶洞的位置，不能清楚得到溶洞的大小和缝洞的连通关系。而示踪剂作为一种重要的监测手段，可以弥补这些技术的不足，同时可以了解地层流体的流动方向、井组中注采井间非均质性、井间的连通情况。目前砂岩油藏的水溶性示踪剂解释技术已经比较完善，但是针对缝洞型碳酸盐岩油藏的气体示踪剂解释模型还很少，而且，其中很大一部分考虑的溶洞为直径较小的溶蚀孔洞，不能满足含有大尺度溶洞油藏的气体示踪剂解释需求。根据目前的研究成果，只能根据气体示踪剂监测数据定性的解释井间是否连通，不能定量得到井间的流动通道的特征，使得缝洞型碳酸盐岩油藏的气体示踪剂测试数据得不到充分利用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，基于油藏示踪剂基本流动理论，建立了多裂缝大溶洞碳酸盐岩油藏井组气体示踪剂解释模型，该模型考虑了示踪剂在裂缝中的一维迁移扩散和溶洞中体积迁移扩散，根据解释方法和示踪剂浓度导数曲线得到了缝洞识别法。本专利技术采用下述的技术方案：一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，包括以下步骤：S1、建立井间缝洞连通简化物理模型：在忽略基质只考虑裂缝和溶洞的缝洞型碳酸盐岩油藏中，将实际生产中一口注入井对应周围多口采出井的单注多采模式中的流体流动分为溶洞中的径向流动和裂缝中的一维流动两种方式；S2、建立气体示踪剂在溶洞中的流动模型；S3、建立气体示踪剂在裂缝中的一维迁移二维扩散物理模型，根据物理模型建立气体示踪剂在裂缝中的流动模型；S4、根据步骤S2和步骤S3，建立井组气体示踪剂解释模型；S5、采用优化算法，将模型计算得到的理论采出示踪剂浓度与现场实测采出示踪剂浓度曲线进行拟合，以解释地层中溶洞体积、裂缝波及体积参数；S6、根据示踪剂浓度曲线及浓度导数曲线判断示踪剂流道上是否含有溶洞。优选的，步骤S1中，所述物理模型中，注入气体流量在各个采出井的分配满足如下关系式：流向第k口采出井的流量和示踪剂总量：所述流向第k口采出井的流量为：Qk＝wkQ(2)所述流向第k口采出井的示踪剂总量为：mk＝wkm(3)式中，npw为采出井的数量，口；wk为流向第k口采出井的流量分配系数，无量纲；Q为注入气体的体积流速，m3/d；m为注入示踪剂总体积，m3。优选的，步骤S2中，所述气体示踪剂在溶洞中的流动模型为：式中，φ为地层的孔隙度，％；D为扩散系数，m2/d；c为溶洞中示踪剂浓度，m3/m3；r为溶洞中距注入井中心的距离，m；Q为注入气体的体积流速，m3/d；h为地层厚度，m；t为注入示踪剂后经过的时间，d。优选的，步骤S3中，所述气体示踪剂在裂缝中的一维迁移二维扩散物理模型为：只考虑气体示踪剂在一维上的随流迁移和二维上的扩散，且气体示踪剂随流迁移速度不随位置的变化而变化；所述气体示踪剂在裂缝中的流动模型为：Qk,j＝fjwkQ(7)式中，ck,j为第k口采出井第j条裂缝在出口处的示踪剂浓度，m3/m3；Dx为x轴方向扩散系数，m2/d；Dy为y轴方向扩散系数，m2/d；fj为第j条裂缝注入气的分配系数，无量纲；Kg为气体示踪剂气相分配系数，无量纲；wk为流向第k口采出井的流量分配系数，无量纲；m为注入示踪剂总体积，m3；Q为注入气体的体积流速，m3/d；t为注入示踪剂后经过的时间，d；x为示踪剂流动方向坐标，m；y为垂直于流动方向坐标，m；v为示踪剂流动速度，m/d；Qk,j为第k口采出井第j条裂缝中的气体体积流速，m3/d；ck为第k口采出井处示踪剂浓度，m3/m3；nk,f为第口采出井与溶洞之间连通裂缝的条数，条；Qk为注入气体流向第k口采出井的体积流量，m3/d。优选的，步骤S4中，所述井组气体示踪剂解释模型为：式中，Q为注入气体的体积流速，m3/d；c为溶洞中示踪剂浓度，m3/m3；r为溶洞中距注入井中心的距离，m；h为地层厚度，m；D为扩散系数，m2/d；φ为平均孔隙度，％；t为注入示踪剂后经过的时间，d；Kg为气体示踪剂气相分配系数，无量纲；m为注入示踪剂总体积，m3；ck为第k口采出井处示踪剂浓度，m3/m3；nk,f为第k口采出井与溶洞之间连通裂缝的条数，无量纲；ck,j为第k口采出井第j条裂缝在出口处的示踪剂浓度，m3/m3；Qk,j为第k口采出井第j条裂缝中的气体体积流量，m3/d；Qk为注入气体流向第k口采出井的体积流量，m3/d；fk,j为第k口采出井与溶洞连通的裂缝中第j条裂缝注入气分配系数，无量纲；wk为流向第k口采出井的流量分配系数，无量纲；m为注入示踪剂总体积，m3；Dx为x轴方向扩散系数，m2/d；Dy为y轴方向扩散系数，m2/d；xk,j为第k口采出井与溶洞连通的裂缝中第j条裂缝长度，m；yk,j为与第k口采出井与溶洞连通的裂缝中第j条裂缝长度，m；vk,j为第k口采出井与溶洞连通的裂缝中第j条裂缝中气体流动速度，m/d；nk,f为第k口采出井与溶洞之间连通裂缝的条数，条；npw为采出井数量，口；n为时间总步数，步。优选的，步骤S5中，所述优化算法为遗传算法，公式如下：式中，Ci为模型计算得到的理论采出示踪剂浓度，m3/m3；Ci*为现场实测采出示踪剂浓度,m3/m3。优选的，所述步骤S6中，判断示踪剂流道上是否含有溶洞的方法为：通过对示踪剂采出浓度导数曲线上的波峰与波谷之间的线段进行线性回归，R2大于0.95的流道为裂缝，否则带有溶洞。本专利技术的有益效果是：本专利技术基于油藏示踪剂基本流动理论，建立了多裂缝大溶洞碳酸盐岩油藏井组气体示踪剂解释模型，该模型考虑了示踪剂在裂缝中的一维迁移扩散和溶洞中体积迁移扩散，同时提出了解释方法和示踪剂浓度导数曲线缝洞识别法。该方法能解释纯裂缝、裂缝-溶洞以及纯溶洞中示踪剂的流动，清楚认识缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动通道，为后期施行提高采收率措施提供重要依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1为本专利技术注采井组物理连通模型示意图；图2为本专利技术径向流圆环微元体示意图；图3为本专利技术一维迁移二维扩散物理模型示意图；图4为本专利技术示踪剂经过纯裂缝的采出浓度曲线(裂缝长度50、100、150m)示意图；图5为本专利技术示踪剂经过纯裂缝的采出浓度导数曲线(裂缝长度50、100、150m)示意图；图6为本专利技术示踪剂经过裂缝-溶洞的采出浓度曲线(溶洞半径50、100、150m)示意图；图7为本专利技术示踪剂经过裂缝-溶洞的采出浓度倒数曲线(溶洞半径50、100、150m)示意图；图8为本专利技术X井组位置关系示意图；图9为本专利技术O监测井实测示踪剂浓度曲线示意图；图10为本专利技术O监测井浓度导数曲线示意图；图11为本专利技术O监测井实测和拟合示踪剂浓度曲线对比示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立井间缝洞连通简化物理模型：在忽略基质只考虑裂缝和溶洞的缝洞型碳酸盐岩油藏中，将实际生产中一口注入井对应周围多口采出井的单注多采模式中的流体流动分为溶洞中的径向流动和裂缝中的一维流动两种方式；S2、建立气体示踪剂在溶洞中的流动模型；S3、建立气体示踪剂在裂缝中的一维迁移二维扩散物理模型，根据物理模型建立气体示踪剂在裂缝中的流动模型；S4、根据步骤S2和步骤S3，建立井组气体示踪剂解释模型；S5、采用优化算法，将模型计算得到的理论采出示踪剂浓度与现场实测采出示踪剂浓度曲线进行拟合，以解释地层中溶洞体积、裂缝波及体积参数；S6、根据示踪剂浓度曲线及浓度导数曲线判断示踪剂流道上是否含有溶洞。

【技术特征摘要】
1.一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立井间缝洞连通简化物理模型：在忽略基质只考虑裂缝和溶洞的缝洞型碳酸盐岩油藏中，将实际生产中一口注入井对应周围多口采出井的单注多采模式中的流体流动分为溶洞中的径向流动和裂缝中的一维流动两种方式；S2、建立气体示踪剂在溶洞中的流动模型；S3、建立气体示踪剂在裂缝中的一维迁移二维扩散物理模型，根据物理模型建立气体示踪剂在裂缝中的流动模型；S4、根据步骤S2和步骤S3，建立井组气体示踪剂解释模型；S5、采用优化算法，将模型计算得到的理论采出示踪剂浓度与现场实测采出示踪剂浓度曲线进行拟合，以解释地层中溶洞体积、裂缝波及体积参数；S6、根据示踪剂浓度曲线及浓度导数曲线判断示踪剂流道上是否含有溶洞。2.根据权利要求1所述的一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，其特征在于，步骤S1中，所述物理模型中，注入气体流量在各个采出井的分配满足如下关系式：流向第k口采出井的流量和示踪剂总量：所述流向第k口采出井的流量为：Qk＝wkQ(2)所述流向第k口采出井的示踪剂总量为：mk＝wkm(3)式中，npw为采出井的数量，口；wk为流向第k口采出井的流量分配系数，无量纲；Q为注入气体的体积流速，m3/d；m为注入示踪剂总体积，m3。3.根据权利要求1所述的一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，其特征在于，步骤S2中，所述气体示踪剂在溶洞中的流动模型为：式中，φ为地层的孔隙度，％；D为扩散系数，m2/d；c为溶洞中示踪剂浓度，m3/m3；r为溶洞中距注入井中心的距离，m；Q为注入气体的体积流速，m3/d；h为地层厚度，m；t为注入示踪剂后经过的时间，d。4.根据权利要求1所述的一种缝洞型油藏井组气体示踪剂解释和溶洞识别方法，其特征在于，步骤S3中，所述气体示踪剂在裂缝中的一维迁移二维扩散物理模型为：只考虑气体示踪剂在一维上的随流迁移和二维上的扩散，且气体示踪剂随流迁移速度不随位置的变化而变化；所述气体示踪剂在裂缝中的流动模型为：Qk,j＝fjwkQ(7)式中，ck,j为第k口采出井第j条裂缝在出口处的示踪剂浓度，m3/m3；Dx为x轴方向扩散系数，m2/d；Dy为y轴方向扩散系数，m2/d；fj为第j条裂缝注入气的分配系数，无量纲；Kg为气体示踪剂气相分配系数，无量纲；wk为流向第k口采出井的流量分配系数，无量纲；m为注入示...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建仪，向瑞，刘治彬，邹宁，刘学利，黄知娟，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51