基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法及装置，该方法包括：建立脉动波作用下椭圆截面管道的流量计算模型：针对建立的三维裂缝网络模型，根据所述流量计算模型确定三维裂缝网络模型中每个管道两端的流量计算方程；对三维裂缝网络模型中各个节点的管道两端的流量计算方程列流量守恒方程式，得到各个节点的流量线性方程组；根据各个节点的流量线性方程组确定各管道的入口端压力和出口端压力；将各个节点的入口端压力和出口端压力代入流量计算方程，确定每个管道两端的流量；根据每个管道两端的流量及所述管道信息确定三维裂缝网络模型的渗透率。本发明专利技术可以对含裂缝和孔隙的储层岩石问题进行更加深入的研究。的研究。的研究。

【技术实现步骤摘要】
基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法及装置


[0001]本专利技术涉及含油气复杂储层地震波勘探
，尤其涉及一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]在含油气复杂储层地震波勘探中，不可避免要遇到含裂缝和孔隙的储层岩石问题，这些岩石孔隙结构复杂、孔隙流体性质多变，导致地震波场信号出现频散和衰减等特征。同时，建立合理的含流体孔隙
‑
裂缝岩石物理模型，也是地震波正演、储层流体预测等技术的必要基础。目前常用的裂缝
‑
孔隙介质模型如下。
[0004]①
、从微观尺度建立孔隙弹性介质模型的方法。本方法是在微观尺度上建立规则立方体网格，每个网格点具有上下左右前后六个方向上的流道，该模型假设网格点与临近其他节点之间的流体流动满足达西定律。当孔隙空间单元代表裂缝时，作者假设裂缝方向在空间随机分布，通过引入裂缝和孔洞所占的体积比，得到了裂缝与孔洞之间的比例关系参数。在得到网格节点的压力平均期望值后，基于网格点均匀一致的假设，该模型利用在多个节点上求和平均的方法，得到宏观尺度的达西定律。该模型采用了长波长假设，通过对网格点附近压力的泰勒展开，得到了波动方程。该模型在微观尺度上引入了渗透率，但是并没有在渗透率与裂缝参数、围压等影响因素之间建立关系，也没有给出孔隙介质渗透率的表达式。该模型提到渗透率作为一个计算参数，需要通过实验手段测量得到。
[0005]②
、针对含有水平裂缝的干骨架提出线性滑动模型。该模型将单元体V内部含裂缝的孔隙介质本构关系表示对背景介质的柔度修正形式，该模型是宏观模型，适用于包含多层水平裂缝的介质。但是，该模型的缺点是没有考虑孔隙和流体，缺失裂缝微观结构特征，因此无法预测裂缝对渗透率的影响。
[0006]③
、水平层状裂缝各向异性模型。在长波长假设条件下，各向同性介质中嵌入了平行裂缝，该模型考虑了裂缝法向和切向的复刚度系数，得到了P和S波衰减各向异性特征。该模型是一个宏观模型，考虑了水平层状裂缝，但是缺失了裂缝微观结构特征，也没有对裂缝系统渗透率的建模。
[0007]④
、含裂缝孔隙介质的波动方程模型。该模型从固体和流体本构关系出发，考虑了在三维空间中随机分布的裂缝，引入了裂缝与邻近孔隙之间的喷射流影响，得到了考虑裂缝效应的波动方程。该模型在推导过程中引用了其他学者提出的动态渗透率模型，并没有给出渗透率与裂缝的关系。
[0008]综上可见，现有主要含裂缝孔隙介质模型均未给出渗透率的表征方法，无法建立微观裂缝参数与宏观尺度渗透率的直接关系，导致无法对含裂缝和孔隙的储层岩石问题进行更加深入的研究。

技术实现思路

[0009]本专利技术实施例提供一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法，用以建立微观裂缝参数与宏观尺度渗透率的直接关系，从而对含裂缝和孔隙的储层岩石问题进行更加深入的研究，该方法包括：
[0010]根据椭圆截面管道的管道信息及管道中流体信息，建立脉动波作用下椭圆截面管道的流量计算模型，所述流量计算模型包括管道入口端和出口端的流量计算模型：
[0011]针对建立的三维裂缝网络模型，根据所述流量计算模型确定三维裂缝网络模型中每个管道两端的流量计算方程；
[0012]对三维裂缝网络模型中各个节点的管道两端的流量计算方程列流量守恒方程式，得到各个节点的流量线性方程组，所述节点为多个管道的交点；
[0013]根据各个节点的流量线性方程组确定各管道的入口端压力和出口端压力；
[0014]将各个管道的入口端压力和出口端压力代入流量计算方程，确定每个管道两端的流量；
[0015]根据每个管道两端的流量及所述管道信息确定三维裂缝网络模型的渗透率。
[0016]本专利技术实施例还提供一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测装置，用以，该装置包括：
[0017]模型建立模块，用于根据椭圆截面管道的管道信息及管道中流体信息，建立脉动波作用下椭圆截面管道的流量计算模型，所述流量计算模型包括管道入口端和出口端的流量计算模型：
[0018]计算模块，用于针对建立的三维裂缝网络模型，根据所述流量计算模型确定三维裂缝网络模型中每个管道两端的流量计算方程；
[0019]计算模块，还用于对三维裂缝网络模型中各个节点的管道两端的流量计算方程列流量守恒方程式，得到各个节点的流量线性方程组，所述节点为多个管道的交点；
[0020]计算模块，还用于根据各个节点的流量线性方程组确定各管道的入口端压力和出口端压力；
[0021]计算模块，还用于将各个管道的入口端压力和出口端压力代入流量计算方程，确定每个管道两端的流量；
[0022]计算模块，还用于根据每个管道两端的流量及所述管道信息确定三维裂缝网络模型的渗透率。
[0023]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法。
[0024]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法的计算机程序。
[0025]本专利技术实施例中，针对含有裂缝的多孔介质地震波波速频散和衰减预测问题，考虑到三维裂缝网络对流体渗透率的影响，建立了三维裂缝网络模型，并通过建立椭圆截面管道的流量计算模型，建立了各个节点的管道两端流量计算方程的流量守恒方程式，使模型更加逼近真是情况；之后，对流量守恒方程式求解得到各个管道的入口端压力和出口端压力，从而得到每个管道入口端和出口端的流量，结合流量和管道信息确定了三维裂缝网
络模型的渗透率计算方法，在微观裂缝参数与宏观尺度的渗透率之间建立了直接关系，从而对含裂缝和孔隙的储层岩石问题进行更加深入的研究。此外，通过实际数据分析表明，本专利技术实施例实现了精准刻画含裂缝多孔隙岩石中流体内部流动特征，较传统方法具有明显优势。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0027]图1为本专利技术实施例中一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例中一种椭圆柱坐标系径向坐标示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例中一种椭圆坐标系的示意图；
[0030]图4为本专利技术实施例中一种含三维裂缝网络的多孔介质的示意图；
[0031]图5为本专利技术实施例中一种三维裂缝网络节点流体流量守恒示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测方法，其特征在于，所述方法包括：根据椭圆截面管道的管道信息及管道中流体信息，建立脉动波作用下椭圆截面管道的流量计算模型，所述流量计算模型包括管道入口端和出口端的流量计算模型：针对建立的三维裂缝网络模型，根据所述流量计算模型确定三维裂缝网络模型中每个管道两端的流量计算方程；对三维裂缝网络模型中各个节点的管道两端的流量计算方程列流量守恒方程式，得到各个节点的流量线性方程组，所述节点为多个管道的交点；根据各个节点的流量线性方程组确定各管道的入口端压力和出口端压力；将各个管道的入口端压力和出口端压力代入流量计算方程，确定每个管道两端的流量；根据每个管道两端的流量及所述管道信息确定三维裂缝网络模型的渗透率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述椭圆截面管道的管道信息包括椭圆截面管道截面的长轴半径R1、短轴半径R2和管道长度L；流体信息包括管道中流体的密度ρ
f
、管道中流体的粘度η和流体中声波的速度c。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据椭圆截面管道的管道信息及管道中流体信息，建立的脉动波作用下椭圆截面管道的流量计算模型，如下所示：其中，Q
Ue
、Q
De
分别表示脉动波作用下椭圆截面管道入口端的流量、出口端的流量；a表示纵横比，i表示虚数；P
U
、P
D
分别表示管道入口端的压力、出口端的压力；ω表示频率；J1(
·
)表示一阶贝塞尔函数；J0(
·
)表示零阶贝塞尔函数；R表示椭圆形管道近似的圆形管道半径；K表示贝塞尔函数自变量系数，λ表示无量纲频率参数。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据每个管道两端的流量及所述管道信息确定三维裂缝网络模型的渗透率，包括：计算三维网络模型与外界联通的出口端的所有管道的总长度，以及各个管道椭圆截面的截面积总和；根据每个管道两端的流量计算三维裂缝网络模型与外界联通的出口端流量总和；根据所述出口端流量总和、所述总长度、所述截面积总和、三维裂缝网络模型注入流体的入口端压力，以及与外界联通的出口端压力，确定三维裂缝网络模型的渗透率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据确定三维裂缝网络模型的渗透率；其中，κ(ω)表示频率为ω时三维裂缝网络模型的渗透率；∑Q
De
表示三维裂缝网络模型
与外界联通的出口端流量总和；∑A表示三维网络模型与外界联通的出口端各个管道椭圆截面的截面积总和，其中每个管道的截面积A＝aπR
12
；∑L表示三维网络模型与外界联通的出口端的所有管道的总长度；P
D
'表示三维裂缝网络模型注入流体的入口端压力；P
U
'表示三维裂缝网络模型与外界联通的出口端压力。6.一种基于裂缝网络模型的储层岩石渗透率预测装置，其特征在于，所述装置包括：模型建立模块，用于根据椭圆截面管道的管道信息及管道中流体信息，建立脉动波作用下椭圆截面管道的流量计算模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘利灯，孙卫涛，杨昊，熊繁升，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：