一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法技术

本发明专利技术属于油田开发技术领域，具体提供了一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，该方法以地面原油和产出气为基础，基于目标油藏温度压力条件下地面原油组分进行相态拟合得到相关特征参数，结合弹性采收率计算公式、产量预测模型、单井控制地质储量，反推地层压力恢复至原始地层压力时，油藏中剩余储量的可溶解气量，进而估算天然气吞吐的注气量。解决了现有吞吐方案设计中受地质模型和数值模型的精度影响大，在注采参数优化时采用单因素优化分析的方法，对注气量设计结果影响大的问题；本发明专利技术不会受地质模型、数值模型精度及其他注采参数优化过程的影响，确保试验参数的可靠性，提升注气吞吐的试验效果。提升注气吞吐的试验效果。提升注气吞吐的试验效果。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法


[0001]本专利技术属于油田开发
，具体涉及一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法。

技术介绍

[0002]我国页岩油资源丰富，预计中高成熟度页岩油地质资源量约为132
×
108t，是我国未来石油勘验开发重要的战略接替资源。目前页岩油主要采用“长水平井+大规模体积压裂”的开发方式，在开发初期以“自然能量开发”的模式为主。这种开发模式到中后期面临地层能量不足导致的产量递减快和采收率低的难题，亟需进行地层能量补充。但对于页岩油储层而言注水困难，难以建立有效的驱替压力系统，注水效果差。因此，加快页岩油注气提高采收率技术的攻关研究具有重要意义。
[0003]在注气提高采收率方面，国内外主要开展了CO2、烃类、N2或减氧空气等室内研究和矿场试验，主要利用气体与地下原油发生一系列物理化学反应，提高驱油或吞吐换油效率而提高采收率。相对于其他气体介质(如CO2和N2)，烃类气体具有气源丰富、易获取、处理简单、不腐蚀管线、投入成本低等优势，因而成为中后期能量补充的最佳选择，目前国内各大油田也已开展现场试验。
[0004]页岩油藏在初期自然能量开发过后可进行天然气吞吐提高采收率，目前在吞吐方案设计中注入气量的优化设计主要是通过数值模拟的手段，这种方法一方面受地质模型和数值模型的精度影响较大，另一方面在注采参数(注入速度、焖井时间、井底流压、吞吐轮次等)优化时采用单因素优化分析的方法，对注气量的设计结果有较大的影响。因此，亟需建立一种基于油藏流体性质和相态特征，通过油藏工程的手段优化设计页岩油天然气吞吐注气量的方法，为页岩油天然气吞吐的方案优化提供更为可靠的指导和依据。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法目的是克服现有技术中吞吐方案设计中采用数值模拟的手段进行注入气量的优化设计，受地质模型和数值模型的精度影响较大，以及在注采参数优化时采用单因素优化分析的方法，对注气量的设计结果影响大的问题。
[0006]为此，本专利技术提供了一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一：分析试验区地面原油和产出气的组分；
[0008]步骤二：根据地面原油和产出气的组分，利用相态模拟软件FMG，结合试验区的气油比和地面原油密度进行油
‑
气重组计算，获得目标油藏温度压力条件下地面原油组分；
[0009]步骤三：对获得的目标油藏温度压力条件下地面原油组分进行组分劈分，对劈分后的拟组分对象开展相态计算；拟合目标油藏温度下的物性参数，计算相包线和等容线，确定不同拟组分的特征参数；
[0010]步骤四：获得原油的体积系数及压缩系数与地层压力之间的关系，并拟合得到体
积系数
‑
地层压力、压缩系数
‑
地层压力的关系式；
[0011]步骤五：计算不同加气量下的泡点压力，建立溶解气量与压力之间的关系式，获取原始地层压力下的溶解气量；
[0012]步骤六：根据生产井生产动态，利用胡陈张产量预测模型，预测单井弹性可采储量，并建立页岩油衰竭式开发全生命周期采收率预测模型；
[0013]步骤七：根据步骤六的预测单井弹性可采储量和页岩油衰竭式开发全生命周期采收率预测模型，得到单井控制地质储量，预测目前阶段单井采出程度及目前地层压力；
[0014]步骤八：利用步骤五建立的溶解气量与压力之间的关系式，结合步骤七中得到的单井控制地质储量，计算当地层压力恢复至原始地层压力时，油藏中原油的溶解气量，该溶解气量即为地层条件下吞吐所需注气量；
[0015]步骤九：按照气体状态方程，计算天然气地面体积与地下体积的折算系数，将步骤八中得到的油藏中原油的溶解气量折合到地面，即得实际吞吐所需的注入气量；
[0016]步骤十：向地层中注入实际吞吐所需注入气量的气，补充地层能量。
[0017]优选的，所述步骤一采用色谱分析试验区地面原油和产出气的组分。
[0018]优选的，所述目标油藏温度压力条件下地面原油组分中的原油组成为原油摩尔组成。
[0019]优选的，所述步骤二中利用相态模拟软件FMG的PVT模块进行油
‑
气重组。
[0020]优选的，所述步骤三的物性参数包括饱和压力、密度和气油比；特征参数包括临界温度、临界压力、二元相互作用参数。
[0021]优选的，所述步骤四通过恒质膨胀实验模拟，获得原油的体积系数及压缩系数与地层压力之间的关系。
[0022]优选的，所述步骤五通过加气膨胀实验模拟，计算不同加气量下的泡点压力。
[0023]优选的，所述步骤六包括如下步骤：
[0024]步骤一：根据油田可采储量采出程度R
D
随时间的t的变化关系：
[0025][0026]将公式(1)转换为其中C＝10
‑
A
，
[0027]即得累计产量公式为：
[0028]年产量计算公式为：
[0029]对公式(2)两边同时平方得：
[0030]利用公式(3)除以公式(4)得：
[0031]对公式(5)两边同取对数得：
[0032]若令β＝
‑
(B+1)
[0033]则公式(6)变为：
[0034]根据实际生产数据，线性回归分析求得截距α和斜率β，进而确定B和N
R
/C的数值；
[0035]得：B＝
‑
(β+1)
[0036]可采储量计算公式：
[0037]联立公式(8)和公式(9)得：
[0038]上式中：A：公式(1)中直线的截距；
[0039]B：公式(1)式中直线的斜率；
[0040]C：常数；
[0041]N
p
：累计产量，104t；
[0042]N
R
：最终可采储量，104t；
[0043]R
D
：可采储量采出程度，％；
[0044]Q：产量(瞬时值)，104t；
[0045]t：实际生产时间，a；
[0046]α：公式(7)所示直线的截距；
[0047]β：公式(7)所示直线的斜率；
[0048]步骤二：根据页岩油衰竭式开发规律，采用公式(11)建立页岩油衰竭式开发全生命周期采收率预测模型：
[0049][0050]式中：R为页岩油衰竭式开发全生命周期采收率，％；
[0051]R
e
为弹性采收率，％；
[0052]R
r
为溶解气采收率，％；
[0053]B
oi
为原始地层压力下原油体积系数，小数；
[0054]B
ob
为饱和压力下的原油体积系数，小数；
[0055]P
i
为原始地层压力，MPa；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：分析试验区地面原油和产出气的组分；步骤二：根据地面原油和产出气的组分，利用相态模拟软件FMG，结合试验区的气油比和地面原油密度进行油
‑
气重组计算，获得目标油藏温度压力条件下地面原油组分；步骤三：对获得的目标油藏温度压力条件下地面原油组分进行组分劈分，对劈分后的拟组分对象开展相态计算；拟合目标油藏温度下的物性参数，计算相包线和等容线，确定不同拟组分的特征参数；步骤四：获得原油的体积系数及压缩系数与地层压力之间的关系，并拟合得到体积系数
‑
地层压力、压缩系数
‑
地层压力的关系式；步骤五：计算不同加气量下的泡点压力，建立溶解气量与压力之间的关系式，获取原始地层压力下的溶解气量；步骤六：根据生产井生产动态，利用胡陈张产量预测模型，预测单井弹性可采储量，并建立页岩油衰竭式开发全生命周期采收率预测模型；步骤七：根据步骤六预测单井弹性可采储量和页岩油衰竭式开发全生命周期采收率预测模型，得到单井控制地质储量，预测目前阶段单井采出程度及目前地层压力；步骤八：利用步骤五建立的溶解气量与压力之间的关系式，结合步骤七中得到的单井控制地质储量，计算当地层压力恢复至原始地层压力时，油藏中原油的溶解气量，该溶解气量即为地层条件下吞吐所需注气量；步骤九：按照气体状态方程，计算天然气地面体积与地下体积的折算系数，将步骤八中得到的油藏中原油的溶解气量折合到地面，即得实际吞吐所需的注入气量；步骤十：向地层中注入实际吞吐所需注入气量的气，补充地层能量。2.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述步骤一采用色谱分析试验区地面原油和产出气的组分。3.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述目标油藏温度压力条件下地面原油组分中的原油组成为原油摩尔组成。4.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述步骤二中利用相态模拟软件FMG的PVT模块进行油
‑
气重组。5.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述步骤三的物性参数包括饱和压力、密度和气油比；特征参数包括临界温度、临界压力、二元相互作用参数。6.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述步骤四通过恒质膨胀实验模拟，获得原油的体积系数及压缩系数与地层压力之间的关系。7.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述步骤五通过加气膨胀实验模拟，计算不同加气量下的泡点压力。8.如权利要求1所述的页岩油天然气吞吐注气量优化设计方法，其特征在于：所述步骤六包括如下步骤：步骤一：根据油田可采储量采出程度R
D
随时间的t的变化关系：
将公式(1)转换为其中C＝10
‑
A
，即得累计产量公式为：年产量计算公式为：对公式(2)两边同时平方得：利用公式(3)除以...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟聪博，张永强，熊维亮，王靖华，张庆洲，袁颖婕，上官阳南，张洁，周晋，袁国伟，
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：