无机沉淀损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4D定量与智能诊断方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及油田勘探技术领域，公开了一种无机沉淀损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统。所述建模方法包括：确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度；确定与外来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失，其中所述离子浓度损失是由所述各个离子与所述储层中的流体中的相应离子发生沉淀反应引起的；建立所述各个离子的运移方程；以及根据所述各个离子的运移方程及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数，确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程。本发明专利技术可定量模拟由无机引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演。规律时空推演。规律时空推演。

【技术实现步骤摘要】
无机沉淀损害油气层的建模方法、损害程度时空演化4D定量与智能诊断方法及其系统


[0001]本专利技术涉及油田勘探
，具体地涉及一种无机沉淀损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统。

技术介绍

[0002]油田勘探开发的各个时期，由于受到多种内外因素影响，会导致储层原有的物理、化学、热力学和水动力学平衡状态变化，不可避免的使储层近井壁区乃至远井壁区的储层内部渗透率降低，堵塞流体流动，造成储层损害和油井产量下降，甚至“枪毙”储层。造成储层损害的原因是多样的、复杂的，特别是在生产过程中，储层岩石储渗空间、表面润湿性、水动力学场、温度场、岩石种类等不断发生变化，使损害机理随时间而变，且损害周期长、范围宽，损害更具复杂性和叠加性。储层损害一旦发生，必须根据储层损害情况采取相应的解堵措施恢复流体流动通道，以便提高油井产量和水井注入能力。因此，厘清待解堵井储层损害究竟由哪些因素造成、各损害因素所占比例如何，以及储层损害的空间分布规律和随时间变化规律对解堵措施优化设计至关重要，并直接影响解堵和增产效果好坏。
[0003]目前，诊断储层损害的方法可分为矿场诊断法和室内评价法。其中，所述矿场诊断法包括试井法。虽然所述试井法可以定量给出表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的表皮系数、堵塞比、附加压降等重要参数，但由其表征的表皮系数与其它参数相互联系。也就是说，通过所述试井法得出的表皮系数并不仅仅反映真实储层损害特征，还是各个环节、多因素的综合表现(即其是真实损害表皮系数和由井斜表皮系数、储层形状表皮系数、打开储层不完善表皮系数、非达西流表皮系数、射孔表皮系数等组成的拟表皮系数之和)，必须进行表皮系数分解才能得到真实损害表皮系数。其中，所述室内评价法包括岩心流动实验法。所述岩心流动实验法是通过岩心驱替前后的渗透率变化来了解损害程度大小，虽然比较适合研究单因素储层损害，但难以反映较大尺度上储层损害规律。并且，因室内岩心实验条件比较理想化、评价用岩心都是原始状态岩心、无法考虑储层特性动态变化，使实验结果与井下储层真实损害出入较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种无机沉淀损害储层的建模方法与系统以及确定储层损害程度的方法与系统，其可定量模拟由无机沉淀引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种无机沉淀损害储层的建模方法，所述建模方法包括：确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度；确定与外
来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失，其中所述离子浓度损失是由所述各个离子与所述储层中的流体中的相应离子发生沉淀反应引起的；根据所述流体的达西表观速度、与所述各个离子相对应的离子浓度损失及所述各个离子的扩散系数，建立所述各个离子的运移方程；以及根据所述各个离子的运移方程及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数，确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由所述多个离子产生的相应沉淀引起的储层损害特征的四维时空演化过程。
[0006]优选地，所述确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度包括：建立所述流体进入所述储层的压力传导方程；以及根据所述压力传导方程及达西公式，确定所述流体的达西表观速度。
[0007]优选地，所述确定与外来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失包括：根据所述各个离子i的浓度与所述各个离子i发生沉淀反应的至少一个离子中的离子j的浓度及下式，确定与所述各个离子i相对应的离子浓度损失及下式，确定与所述各个离子i相对应的离子浓度损失其中，k
ij
为所述各个离子i与所述离子j的反应速率；N
i
为与所述各个离子i发生沉淀反应的至少一个离子的个数；以及β
i
、β
j
分别为离子i与离子j的反应系数。
[0008]优选地，所述各个离子i与所述离子j的反应速率k
ij
由所述各个离子i 与所述离子j产生的相应沉淀物的结垢指数决定。
[0009]优选地，所述各个离子i与所述离子j的反应速率k
ij
满足以下关系式：其中，k
ij0
为常数；以及I
Sij
为所述各个离子i与所述离子j 产生的相应沉淀物的结垢指数。
[0010]优选地，所述结垢指数I
Sij
由所述各个离子i的浓度、所述流体的离子强度、所述离子j的浓度、所述流体的温度及所述流体的压力决定。
[0011]优选地，所述建立所述各个离子的运移方程包括：其中，u为所述流体的达西表观速度；为所述储层的孔隙度；以及D
i
为所述各个离子i 的扩散系数。
[0012]优选地，所述确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程包括：根据所述各个离子的运移方程，确定所述各个离子i的浓度以及根据所述各个离子i的浓度及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数co
ij
，确定下式表示的所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程，
[0013][0014]其中，为在时刻t在储层空间处由离子i与离子j发生沉淀产生的沉淀物的
浓度累积量；以及为在时刻t+dt在储层空间处由离子i与离子j发生沉淀产生的沉淀物的浓度累积量。
[0015]通过上述技术方案，本专利技术创造性地根据待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度、与外来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失及所述各个离子的扩散系数，建立所述各个离子的运移方程；以及根据所述各个离子的运移方程及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数，确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程。由此，通过所确定的时空演化模拟方程可定量模拟由无机沉淀引起的储层损害特征的四维时空演化过程，从而对未发生储层损害的井进行储层损害定量预测和损害规律时空推演，为预防或避免储层损害、制定油藏的开发方案以及之后增产措施具有科学指导意义，以及对已损害井优化设计解堵措施、提高或恢复油井产量和水井注水能力，以及提高油藏数值模拟精度都具有十分重大意义。
[0016]本专利技术第二方面提供一种确定储层损害程度的方法，所述方法包括：基于所述的无机沉淀损害储层的建模方法建立的时空演化模拟方程及储层内产生的各个沉淀物的摩尔质量与密度，确定无机沉淀的体积浓度，其中，所述各个沉淀物由外来流体中的多个离子中的各个离子与储层中的流体中的相应离子发生沉淀反应而产生，以及所述无机沉淀的体积浓度为所述各个沉淀物的总体积浓度；以及基于所确定的所述无机沉淀的体积浓度，确定表征待诊断井的预设区域内的储层的损害程度的特征参数。
[0017]优选地，所述特征参数为所述储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度；确定与外来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失，其中所述离子浓度损失是由所述各个离子与所述储层中的流体中的相应离子发生沉淀反应引起的；根据所述流体的达西表观速度、与所述各个离子相对应的离子浓度损失、所述各个离子的扩散系数，建立所述各个离子的运移方程；以及根据所述各个离子的运移方程及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数，确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程，其中所述时空演化模拟方程用于模拟由所述多个离子产生的相应沉淀引起的储层损害特征的四维时空演化过程。2.根据权利要求1所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述确定待诊断井的预设区域内的储层中的流体的达西表观速度包括：建立所述流体进入所述储层的压力传导方程；以及根据所述压力传导方程及达西公式，确定所述流体的达西表观速度。3.根据权利要求1所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述确定与外来流体中的多个离子中的各个离子相对应的离子浓度损失包括：根据所述各个离子i的浓度与所述各个离子i发生沉淀反应的至少一个离子中的离子j的浓度及下式，确定与所述各个离子i相对应的离子浓度损失及下式，确定与所述各个离子i相对应的离子浓度损失其中，k
ij
为所述各个离子i与所述离子j的反应速率；N
i
为与所述各个离子i发生沉淀反应的至少一个离子的个数；以及β
i
、β
j
分别为离子i与离子j的反应系数。4.根据权利要求3所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述各个离子i与所述离子j的反应速率k
ij
由所述各个离子i与所述离子j产生的相应沉淀物的结垢指数决定。5.根据权利要求4所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述各个离子i与所述离子j的反应速率k
ij
满足以下关系式：其中，k
ij0
为常数；以及I
Sij
为所述各个离子i与所述离子j产生的相应沉淀物的结垢指数。6.根据权利要求5所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述结垢指数I
Sij
由所述各个离子i的浓度、所述流体的离子强度、所述离子j的浓度、所述流体的温度及所述流体的压力决定。7.根据权利要求3所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述建立所述各个离子的运移方程包括：
其中，u为所述流体的达西表观速度；为所述储层的孔隙度；以及D
i
为所述各个离子i的扩散系数。8.根据权利要求7所述的无机沉淀损害储层的建模方法，其特征在于，所述确定所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程包括：根据所述各个离子的运移方程，确定所述各个离子i的浓度以及根据所述各个离子i的浓度及所述各个离子所产生的沉淀物的反应系数co
ij
，确定下式表示的所述无机沉淀损害储层的时空演化模拟方程，其中，为在时刻t且在储层空间处，由离子i与离子j发生沉淀产生的沉淀物的浓度累积量；以及为在时刻t+dt且在储层空间处，由离子i与离...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋官澄，朱鸿昊，彭春耀，贺垠博，杨丽丽，董腾飞，骆小虎，罗绪武，梁兴，谭宾，冉启发，刘小波，程荣超，全晓虎，蔡军，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：