低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法技术

本发明专利技术提供一种低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，包括：开展CO2注气井组油藏特征精细描述；开展CO2注气井组地质力学参数描述；建立低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质

【技术实现步骤摘要】
低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法


[0001]本专利技术涉及油藏开发
，特别是涉及到一种低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法。

技术介绍

[0002]低渗透油藏CO2驱是提高原油采收率的有效方法。CO2在深部低渗透油藏的温度、压力条件下可以达到超临界状态，具有液体的密度和气体的粘度，容易注入低渗透油藏补充地层能量；同时CO2易与原油混相，使原油体积膨胀、粘度降低，大幅度提高驱油效率。
[0003]低渗透油藏水力压裂井开发后期转注CO2驱油，可实现开发方式转化，有助于解决“注不进、采不出”的开发难题。但长缝压裂油藏CO2驱开发存在压裂裂缝与CO2注气参数耦合影响问题。一方面大型压裂井注气能力显著高于常规注气井，且压裂裂缝的缝长、裂缝方位影响CO2驱油效果；另一方面CO2注气参数影响压裂裂缝应力状态，注气参数过高容易导致裂缝扩张，进而诱发CO2气窜及泄露风险，成为制约CO2驱开发效果的技术瓶颈。
[0004]目前国内外低渗透油藏CO2驱研究主要针对CO2混相注入机理、CO2驱提高采收率等问题，缺乏针对长缝压裂井CO2驱临界注气参数的定量评测方法。
[0005]在申请号：CN201711128892.3的中国专利申请中，涉及到一种二氧化碳驱分层注气井注气参数的确定方法。该确定方法包括：根据二氧化碳驱分层注气工艺建立单管分层注气数学模型或同心双管分层注气数学模型；利用节点系统分析方法对数学模型进行求解；单管分层注气，通过绘制单层的气嘴流出曲线和地层流入曲线，并利用迭代方法进行求解，确定不同气嘴条件下各油层的合理注气量和注气压力；同心双管分层注气，通过绘制单层流入曲线、总流入曲线和地面管线流出曲线，确定各油层合理的注气量和注气压力。
[0006]在申请号：CN201910561096.1的中国专利申请中，涉及到一种低渗透油藏二维CO2非混相驱数学模拟方法。该方法包括：建立低渗透油藏二维CO2非混相驱数学模型；所述低渗透油藏二维CO2非混相驱求解过程需要的参数及边界条件的处理；所述低渗透油藏二维CO2非混相驱数学模型求解，所述数学模型采用数值方法进行求解，即采用隐压力显饱合度法进行求解；选取低渗透油藏并获取其地质参数，采用所述低渗透油藏二维CO2非混相驱数学模拟方法进行计算，并进行结果分析。
[0007]在申请号：CN201510501873.5的中国专利申请中，涉及到一种确定CO2驱泡沫流油组分的方法以及CO2驱的模拟方法，其中确定CO2驱泡沫流油组分含量的方法包括：参数确定步骤，确定泡沫流油的热力学参数、相对渗透率以及各组分以及气泡的摩尔百分数；组分确定步骤，根据参数确定步骤中得到的参数，基于预设组分模型，确定各个组分以及气泡的含量。
[0008]以上现有技术均与本专利技术有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们专利技术了一种新的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种充分考虑CO2注气过程中CO2注气参数与压裂裂缝的耦合影响，结合油藏物理参数的动态变化评价长缝压裂井组CO2注气潜力，确定临界注气参数的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法。
[0010]本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，该低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法包括：
[0011]步骤1，开展CO2注气井组油藏特征精细描述；
[0012]步骤2，开展CO2注气井组地质力学参数描述；
[0013]步骤3，建立低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质
‑
压裂裂缝耦合数值模拟模型；
[0014]步骤4，进行长缝压裂井组CO2驱数值模拟，评价油藏压力变化；
[0015]步骤5，开展长缝压裂井组CO2驱扰动地应力场变化评价；
[0016]步骤6，开展长缝压裂井组CO2驱裂缝扩展判定，评估气窜及CO2泄露风险，确定临界注气参数界限。
[0017]本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0018]在步骤1中，收集长缝压裂井组所属研究区域构造资料、钻井资料、测井资料、试油试采及岩心分析测试资料，确定注气层段油藏深度、温度、压力、孔隙度、渗透率这些基础参数。
[0019]在步骤2中，地质力学参数描述包括长缝压裂井注气层段岩石力学参数、地应力测井解释评价，确定注气层段压裂裂缝长度、方位。
[0020]在步骤2中，根据长缝压裂井注气层段岩心力学性质测试或测井资料解释，确定注气层段杨氏模量、泊松比、抗拉强度、内聚力、内摩擦角这些岩石力学强度参数；利用长缝压裂井的压裂施工数据评测注气层段地应力大小、破裂压力大小；根据压裂井微地震监测记录，确定压裂裂缝长度及主裂缝方位。
[0021]在步骤2中，利用长缝压裂井的压裂施工数据，确定该井压裂层段的破裂压力和瞬时停泵压力，并进行压裂层段最大水平地应力、最小水平地应力解释；进一步根据长缝压裂井测井资料，开展分层地应力解释，获取CO2驱注气层段地应力、破裂压力大小。
[0022]在步骤3中，根据步骤2中获取的长缝压裂井裂缝形态，采用确定性建模方法，建立低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质
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压裂裂缝耦合模型；开展CO2驱油藏压力变化与CO2驱诱导地应力场变化耦合模拟评测。
[0023]在步骤3中，建立的低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质
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压裂裂缝耦合数值模拟模型，模型中压裂裂缝长度与步骤2中裂缝长度一致，压裂裂缝方位与最大水平地应力方位一致。
[0024]在步骤4中，设定初始CO2注气参数，利用步骤3中建立的基质
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压裂裂缝耦合模型，数值模拟分析不同参数下CO2注气井组油藏压力变化。
[0025]在步骤4中，油藏压力变化通过以下低渗透储层基质渗流场与水力裂缝内渗流场方程组及相应的边界条件、初始条件联立求解获得：
[0026]低渗透油藏基质渗流场描述为：
[0027][0028][0029]水力裂缝内流动描述为：
[0030][0031][0032]其中，φ为低渗透油藏孔隙度；C
w
为基质压缩系数；k为基质渗透率；μ为流体黏度；ρ为流体密度；u为低渗透油藏基质骨架变形；f
w
为流体源汇项；α为Biot固结系数；t为时间；z为垂向深度；v为CO2与原油混相流体速度；C
f
为水力裂缝压缩系数；k
f
为裂缝渗透率；d
f
为裂缝宽度；为沿水力裂缝切向求导；Q
f
为低渗透油藏基质与水力裂缝面的流量交换；n为裂缝面法线方向。
[0033]式(1)
–
(4)采用有限差分法、有限元方法等数值计算方法求解。
[0034]在步骤5中，根据步骤4中获取的油藏压力变化，开展CO2驱扰动地应力场变化分析；其中CO2驱扰动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，其特征在于，该低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法包括：步骤1，开展CO2注气井组油藏特征精细描述；步骤2，开展CO2注气井组地质力学参数描述；步骤3，建立低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质
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压裂裂缝耦合数值模拟模型；步骤4，进行长缝压裂井组CO2驱数值模拟，评价油藏压力变化；步骤5，开展长缝压裂井组CO2驱扰动地应力场变化评价；步骤6，开展长缝压裂井组CO2驱裂缝扩展判定，评估气窜及CO2泄露风险，确定临界注气参数界限。2.根据权利要求1所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤1中，收集长缝压裂井组所属研究区域构造资料、钻井资料、测井资料、试油试采及岩心分析测试资料，确定注气层段油藏深度、温度、压力、孔隙度、渗透率这些基础参数。3.根据权利要求1所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤2中，地质力学参数描述包括长缝压裂井注气层段岩石力学参数、地应力测井解释评价，确定注气层段压裂裂缝长度、方位。4.根据权利要求3所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤2中，根据长缝压裂井注气层段岩心力学性质测试或测井资料解释，确定注气层段杨氏模量、泊松比、抗拉强度、内聚力、内摩擦角这些岩石力学强度参数；利用长缝压裂井的压裂施工数据评测注气层段地应力大小、破裂压力大小；根据压裂井微地震监测记录，确定压裂裂缝长度及主裂缝方位。5.根据权利要求3所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤2中，利用长缝压裂井的压裂施工数据，确定该井压裂层段的破裂压力和瞬时停泵压力，并进行压裂层段最大水平地应力、最小水平地应力解释；进一步根据长缝压裂井测井资料，开展分层地应力解释，获取CO2驱注气层段地应力、破裂压力大小。6.根据权利要求1所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤3中，根据步骤2中获取的长缝压裂井裂缝形态，采用确定性建模方法，建立低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质
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压裂裂缝耦合模型；开展CO2驱油藏压力变化与CO2驱诱导地应力场变化耦合模拟评测。7.根据权利要求6所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤3中，建立的低渗透长缝压裂井组CO2驱油藏基质
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压裂裂缝耦合数值模拟模型，模型中压裂裂缝长度与步骤2中微地震监测裂缝长度一致，压裂裂缝方位与最大水平地应力方位一致。8.根据权利要求1所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤4中，设定初始CO2注气参数，利用步骤3中建立的基质
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压裂裂缝耦合模型，数值模拟分析不同参数下CO2注气井组油藏压力变化。9.根据权利要求8所述的低渗透长缝压裂井组CO2驱临界注气参数的评测方法，在步骤4中，油藏压力变化通过以下低渗透储层基质渗流场与水力裂缝内渗流场方程组及相应的边界条件、初始条件联立求解获得：低渗透油藏基质渗流场描述为：
水力裂缝内流动描述为：水力裂缝内流动描述为：其中，φ为低渗透油藏孔隙度；C
w
为基质压缩系数；k为基质渗透率；μ为流体黏度；ρ为流体密度；u为低渗透油藏基质骨架变形；f
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【专利技术属性】
技术研发人员：邴绍献，张传宝，李友全，王杰，阎燕，韩凤蕊，郭祥，王丽娜，于伟杰，张东，岳小华，李弘博，
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：