基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法技术

本发明专利技术提供一种基于断

【技术实现步骤摘要】
基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法


[0001]本专利技术涉及油田勘探
，特别是涉及到一种基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法。

技术介绍

[0002]压力和断裂是重要的油气成藏要素。当压力被保存在一个完整的封存箱内时，压力系统较为稳定；然而，当断裂断过压力封存箱时，破坏了原始的压力平衡系统，从而形成了断裂泄压带，进而影响了流体的流动方向和范围。油气勘探成果表明，断裂对油气运聚具有明显的控制作用，因此油气大多沿断裂带富集，是油气的有利勘探区；但是在实际的勘探井位部署时，会避开断裂钻井，因为当钻井钻遇断裂时极易使钻头打滑造成工程报废。因此，在圈闭范围较大的前提条件下，针对发育超压的构造油气藏，确定断裂的泄流半径和范围极为重要。这样既可以避免钻井的工程事故，亦可以提高钻井的成功率。
[0003]前人在断裂泄压这一课题研究中，仅是提出了“断-压双控”这一理论，并利用压力降模型，计算断裂泄压时的压力分布，然而，一方面，这种泄压模型不符合断裂的泵吸原理，未对断裂泄流过程详细解剖；另一方面，对于断裂泄流半径和范围未定量计算，且未考虑断裂带的三维地质结构。
[0004]为此我们专利技术了一种新的基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，解决了以上技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种在纵向泄压带的识别基础上，确定断裂的泄流体积，以期对构造油气藏的勘探部署提供理论指导和技术支持的基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法。
>[0006]本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，该基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法包括：步骤1，确定研究区，选取目的油源断裂和目的储层；步骤2，确定断裂沟通的烃源岩和目的储层的埋深及压力；步骤3，计算油气沿断层垂向运移过程的各个状态参数；步骤4，计算断裂带泄流面积；步骤5，确定断裂泄流带高度范围，计算断裂带泄流体积。
[0007]本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0008]在步骤1中，根据地震解释资料，判断断裂的切穿层位，据此选取主干油源断裂；目的储层根据研究区的勘探成果和目标来确定，为研究区的主力含油气层系。
[0009]在步骤2中，根据地震解释数据和工区概况，确定断裂沟通的底部烃源岩层埋深H1和目的储层埋深H2；选取Eaton法或等效深度法对研究区的压力进行预测，从而确定断裂沟通的底部烃源岩层压力P0和目的储层压力P2。
[0010]在步骤3中，以参数(P，H，V)来代表油气每个阶段的状态，其中，P为压力，H为埋深，V为体积；计算沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的油气流体压力P1；当烃源岩
排烃后，高压油气进入断裂带，此时油气的状态参数为(P0，H1，V1)，在断裂的泵吸作用下，高压油气垂向运移至目的储层；在该过程中，近似认为剩余压力不变，故得到公式(1)，进而推算出沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的压力P1，如公式(2)所示：
[0011]P
0-ρ
w
gH1＝P
1-ρ
w
gH2ꢀꢀ
(1)
[0012]P1＝P
0-ρ
w
g(H
1-H2)
ꢀꢀ
(2)
[0013]其中，P0为断裂沟通的烃源岩的压力，MPa；P1为沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的油气流体压力，MPa；P2为目的储层的压力，MPa；ρ
w
为地层水的密度，g/cm3，取1.0g/cm3；g为重力加速度，取9.8m/s2；H1为断裂沟通的烃源岩的深度，km；H2为目的储层所在深度，km。
[0014]在步骤3中，当流体沿断裂带进入埋深H2的储层后，与储层内部原有地层流体发生混合，计算混合后的压力P
混
；考虑流体压缩和孔隙压缩，利用质量守恒定律得到公式(3)，其中，目的层原有流体以及沿断层运移上来的流体在混合压力P
混
下，其密度和孔隙度分别发生变化，如公式(4)-公式(7)所示，将公式(4)-公式(7)代入公式(3)，联立方程可计算混合后的压力P
混
，由于参数β0和β
c
数量级非常小，β0β
c
＝10-17
kPa-1
，数量级更小，故带有β0β
c
的二项式可以忽略不计，最终得到P混的计算公式如公式(8)所示；其中，V1为沿断裂运移到目的储层的流体体积，也就是烃源岩排烃的体积，即为烃源岩的排烃量与原油密度的比值，如公式(9)所示，V2为地层原有流体的体积，也就是圈闭内砂岩内孔隙体系，如公式(10)所示：
[0015][0016]ρ1＝ρ
混
[1+β0(P
1-P
混
)]ꢀꢀ
(4)
[0017]ρ2＝ρ
混
[1+β0(P
2-P
混
)]ꢀꢀ
(5)
[0018][0019][0020][0021][0022][0023]其中，ρ1为沿断层运移的高压流体密度，g/cm3；ρ2为目的储层原有流体的密度，g/cm3；ρ
混
为沿断层运移的高压流体与目的储层原有流体混合后的流体密度，g/cm3；β0为流体压缩系数，常数，取值为10-10
kPa-1
；β
c
为岩石压缩系数，常数，取值为10-7
kPa-1
；为沿断层运移的高压流体所在岩石的孔隙度，％；为目的储层原有流体所在岩石的孔隙度，％；为沿断层运移的高压流体与目的储层原有流体混合后的岩石孔隙度，％；V1为沿断层运移的高压流体的体积，m3；V2为地层原有流体的体积，m3；m
oil
为烃源岩生成的油气，10
11
kg；H
source
为烃源岩厚度，m；S
source
为烃源岩面积，km2；ρ
source
为烃源岩密度，g/cm3；C0为原始有机碳，％；B
oil
为生油率，mg/g；ρ
oil
为原油密度，g/cm3，一般取0.8g/cm3；10-7
为单位换算常数；S
t
为圈闭面积，m2；h
t
为圈闭高度，m；V
sh
为砂地比，％；为地层孔隙度，％；P1为沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的油气流体压力，MPa；P2为目的储层的压力，MPa。
[0024]在步骤3中，当流体进入储层后，则符合达西渗流的条件，利用达西公式的变形，求取油气运移的距离，即断裂泄流半径，如公式(11)所示：
[0025][0026]ΔP＝P
混-P2ꢀꢀ
(12)
[0027]其中，r为泄流半径，cm；K为岩石渗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，其特征在于，该基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法包括：步骤1，确定研究区，选取目的油源断裂和目的储层；步骤2，确定断裂沟通的烃源岩和目的储层的埋深及压力；步骤3，计算油气沿断层垂向运移过程的各个状态参数；步骤4，计算断裂带泄流面积；步骤5，确定断裂泄流带高度范围，计算断裂带泄流体积。2.根据权利要求1所述的基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，其特征在于，在步骤1中，根据地震解释资料，判断断裂的切穿层位，据此选取主干油源断裂；目的储层根据研究区的勘探成果和目标来确定，为研究区的主力含油气层系。3.根据权利要求1所述的基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，其特征在于，在步骤2中，根据地震解释数据和工区概况，确定断裂沟通的底部烃源岩层埋深H1和目的储层埋深H2；选取Eaton法或等效深度法对研究区的压力进行预测，从而确定断裂沟通的底部烃源岩层压力P0和目的储层压力P2。4.根据权利要求1所述的基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，其特征在于，在步骤3中，以参数(P，H，V)来代表油气每个阶段的状态，其中，P为压力，H为埋深，V为体积；计算沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的油气流体压力P1；当烃源岩排烃后，高压油气进入断裂带，此时油气的状态参数为(P0，H1，V1)，在断裂的泵吸作用下，高压油气垂向运移至目的储层；在该过程中，近似认为剩余压力不变，故得到公式(1)，进而推算出沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的压力P1，如公式(2)所示：P
0-ρ
w
gH1＝P
1-ρ
w
gH2ꢀꢀ
(1)P1＝P
0-ρ
w
g(H
1-H2)
ꢀꢀ
(2)其中，P0为断裂沟通的烃源岩的压力，MPa；P1为沿断裂带达到目的储层埋深H2但尚未进入储层的油气流体压力，MPa；P2为目的储层的压力，MPa；ρ
w
为地层水的密度，g/cm3，取1.0g/cm3；g为重力加速度，取9.8m/s2；H1为断裂沟通的烃源岩的深度，km；H2为目的储层所在深度，km。5.根据权利要求1所述的基于断-压耦合作用下的断裂泄流体积的定量计算方法，其特征在于，在步骤3中，当流体沿断裂带进入埋深H2的储层后，与储层内部原有地层流体发生混合，计算混合后的压力P
混
；考虑流体压缩和孔隙压缩，利用质量守恒定律得到公式(3)，其中，目的层原有流体以及沿断层运移上来的流体在混合压力P
混
下，其密度和孔隙度分别发生变化，如公式(4)-公式(7)所示，将公式(4)-公式(7)代入公式(3)，联立方程可计算混合后的压力P
混
，由于参数β0和β
c
数量级非常小，β0β
c
＝10-17
kPa-1
，数量级更小，故带有β0β
c
的二项式可以忽略不计，最终得到P混的计算公式如公式(8)所示；其中，V1为沿断裂运移到目的储层的流体体积，也就是烃源岩排烃的体积，即为烃源岩的排烃量与原油密度的比值，如公式(9)所示，V2为地层原有流体的体积，也就是圈闭内砂岩内孔隙体系，如公式(10)所示：ρ1＝ρ
混
[1+β0(P
1-P
混
)]
ꢀꢀ
(4)ρ2＝ρ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范婕，王学军，张奎华，张学才，李国栋，秦峰，马骥，宫亚军，刘慧，牛靖靖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：