锥台径向流渗流模型的建立和两向渗透率解释技术.docVIP

锥台径向流渗流模型的建立和两向渗透率解释技术 摘要 相对于其它地层动态测试手段，电缆地层测试具有诸多优点，可以提供对油藏管理开发很重要的中等范围的量化的、存在束缚水及考虑地层近井筒地带非均质条件下的油气分布特征尤其是有效渗透率参数，研究和改进描述其测试过程的数学模型对增进对油气藏的动态特性认识是有积极意义的。 本文从研究电缆地层测试常用数学模型入手，提出了更适合于双封隔器式电缆地层测试器的“锥台形径向流”数学模型，通过三维渗流网络状态数值演化的方法来模拟地层动态渗流过程，提出了通过以在同一油层两个非对称位置上分别进行的两次测试所获得的压力曲线为控制条件，对测试过程的井底流量进行历史拟合的办法来求取地层水平和垂自渗透率的解释方法，并将该方法应用于实际测井数据和实验室模拟数据的解释，验证了其可行性。 关键词:电缆地层测试 渗流模型 数值模拟 双封隔器渗透率 第一章绪论 1.1立论依据研究目的 获取地层渗透率的基本方法有岩心试验、试井和电缆地层测试。电缆地层测试可以提供对油藏管理开发很重要的中等范围的量化的、存在束缚水及考虑地层近井筒地带非均质条件下的油气分布特征。相对于其他方法，电缆地层测试具有测试时间短，成本低，一次下井可获取多层地层参数的优点，其能获取在油藏压力条件下的中等范围有效渗透率参数。然而，笔者在跟随导师进行“套管井地层动态测试器”油田应用研究过程中发现，不同方法对同一油层的渗透率参数做出的解释之间存在较大差异。这一差异一方面是由于测试时间不同，随着油井的生产过程进行，油层渗透性发生变化引起的，或者测试方法不同产生的固有差异造成的，同时，很重要的一方面是，针对这些测试方法的渗透率解释理论所建立的数学模型都是理想化的近似模型，不同实际情况间的差异很难在其中表现出来，而且，解释过程往往是先导出理想模型的某种状态变化过程(比如压力恢复过程)，然后将实际测试过程视为这一过程(比如电缆地层测试器抽取地层流体之后的压力恢复过程)，其解释方法通常只需提取测试过程中获得的部分参数，这就产生了对测试数据利用不完全的问题。 研究对象“套管井地层动态测试器”对渗透率的解释是以通过圆柱状径向流数学模型的压力恢复过程所导出的压力一时间约束关系为依据进行的(见式2-80），这对于油层很薄或者油层和水平渗透率相对垂自向渗透率为很大的情况下该模型是能较好的反映地层实际的，然而不属于这种情况时，误差是显而易见的，于是本文的首要目的就是建立适用于双封隔器式探头抽取地层流体的数学模型来更准确的反映这一过程。 对于一个均质的油藏，渗透率在水平和垂自方向上的差异以及油层的形状会使仪器在油层的不同位置测试时获得的压力恢复曲线产生差异，很自然就想到，能不能通过在油层不同位置获得的压力恢复曲线来求出的地层的两向渗透率差异，于是，本文的另外一个目的就是：验证“套管井地层动态测试器”具有通过在油层不同位置进行测试来求取地层的垂直、水平两向渗透率的能力。 1.2该领域研究现状 1.2.1电缆地层测试器的种类和发展概况 电缆地层测试器有多种类型，其对地层渗透率的解释基本上都是通过内置测试室抽取一定量的地层流体，然后记录地层压力的恢复过程的压力-时间曲线，再通过一定的数学模型对压力恢复曲线进行解释得出的。其不同的探头类型决定了解释时使用的数学模型的不同，为了更好的研究其对地层渗透率的解释理论，最好先对电缆地层测试器的种类和发展概况进行回顾。 电缆地层测试器(Wireline Formation Tester）其相关技术始于20世纪50年代，时至今日，其己经发展日趋成熟，成为了解地层动态的重要手段。电缆地层测试器的功能包括或部分包括：获取地层流体样本(部分型号仪器具备获取PVT取样能力)、流体样本成分实时分析、储层静态压力以及地层压力梯度的测定、储层油气水界面的确定、储层渗透率解释各向异型评价和产能评价等。相对于常规测井资料估计的地层渗透率相对值、通过岩心试验获取的小范围渗透率，电缆地层测试器可以提供对油藏管理开发更重要的中等范围的量化的、存在束缚水及考虑地层近井筒地带非均质条件下的油气分布特征。其能获取在油藏压力条件下的中等范围有效渗透率参数，而多探针电缆地层测试器 (探针分布具有一定拓扑结构)还能在油藏条件下测得水，1人和垂直渗透率异性参数，为油藏的管理和开发方案的调整提供依据。 最早的一代电缆地层测试器是由斯伦贝谢(Schlumberger)测井公司研制的，其主要设计目的是获取地层流体样本，此后生产的地层测试器((Formation Test Tools）增加了测压功能。当它应用于松软地层时，不带聚能射孔弹，应用于硬质地层或者套管井时要带聚能射孔弹。此后的一些产品是地层间隔测试器((Formation Interval Tester)，它有两个取样探针，每一个取样探针处设