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储层裂缝建模研究:σ对渗流影响

【摘要】:FRESS基础网格模型为了分析基质-裂缝耦合系数对渗流的影响,本次研究构建了基于FRESS建模软件的机理模型(图82),网格划分尺寸为7m×7m×3m。同时,在本章5.5.5小节中,详细推导了耦合系数σ的计算公式。根据耦合系数的特点,本次研究共设计了5种不同耦合系数下的模拟计算方案。对比5种储层条件下的模拟结果可知,随着基质-裂缝耦合系数的升高,日产油量和累计产油量均随之升高。

(1)FRESS基础网格模型

为了分析基质-裂缝耦合系数对渗流的影响,本次研究构建了基于FRESS建模软件的机理模型(图82),网格划分尺寸为7m×7m×3m。

图82 理论模型基础构造网格(7m×7m×3m)

(2)双孔双渗系统饱和度-渗透率关系

本次模拟研究采用双重介质模型,其中基质系统的相对渗透率曲线如图83,裂缝系统的相对渗透率曲线如图84。

图83 基质系统相对渗透率曲线

图84 裂缝系统相对渗透率曲线

(3)流体PVT属性

表11 水的PVT表

表12 油的PVT 表

(4)裂缝和多相渗流耦合系数分析

在裂缝性油藏注采模拟中,耦合系数对整个开采过程的影响,对于预测和分析裂缝性油藏的产量至关重要。由本章第5小节所建立的裂缝储层多相渗流耦合模型可知,裂缝性储层多相渗流模拟中,最重要的一个参数便是将裂缝系统和基质系统耦合在一起的耦合系数σ。同时,在本章5.5.5小节中,详细推导了耦合系数σ的计算公式。由于无法得到裂缝储层多相渗流耦合模型的通解形式,采用解析方法分析双孔单渗系统的窜流系数对油田生产的影响已经变得很困难。为了详细剖析裂缝系统与孔隙系统之间窜流系统对油田生产的影响,本次研究采用人工数值油藏模型模拟方法,在保持储层其他属性不变的情况下,改变储层裂缝系统和孔隙系统的窜流系数。本小节在前面建立的耦合模型基础上,采油油水两相渗流模型,在裂缝模型的基础上,设计不同的耦合系数σ,模拟分析了耦合系数对注采过程的影响。根据耦合系数的特点,本次研究共设计了5种不同耦合系数下的模拟计算方案。表13和表14为5种储层条件的储层耦合系数、平均裂缝间距、总产油量、总产水量和产油率的对比。图85和图86为选取的σ=0.12时的裂缝储层多相流耦合模拟的变化帧图片。

表13 耦合系数σ和平均裂缝间距

表14 产油量产水量和产油率的对比

图85 裂缝系统含水饱和度变化图

图86 双孔单渗油水两相渗流系统中孔隙系统含水饱和度变化图

通过1200天的模拟,5种方案的日产油量、累计产油量、地层平均压力、累计注水量和采油井产水量对比见图87-图91。

图87 日产油量和裂缝窜流系数之间的关系图(双孔单渗储层)

图88 累计产油量和裂缝窜流系数之间的关系图(双孔单渗储层)

图89 油藏压力衰减和裂缝窜流系数之间的关系图

图90 累计注水量和裂缝窜流系数之间的关系

图91 采油井累计产水量和窜流系数之间的关系

从图87可见,5种储层条件下日产油量均随地层压力的下降(图89)而下降。第1种储层条件的耦合系数为0.08,是5种储层条件中耦合系数最低的储层。该储层条件下的日产油量、累计产油量均最低。第5种储层条件的耦合系数为0.24,是5种储层中耦合系数最高的储层。该储层条件下的日产油量和累计产油量均为最高。对比5种储层条件下的模拟结果可知,随着基质-裂缝耦合系数的升高,日产油量和累计产油量均随之升高。这是由于在低渗裂缝性储层中,裂缝的输导作用处于主体地位,基质系统孔隙中的油主要靠窜流进入裂缝系统,然后在通过裂缝系统输送到油井。因此基质-裂缝耦合系数大,则基质孔隙中的油可以更多得流入裂缝系统。如果基质-裂缝耦合系数比较小,则随着注水过程的进行,基质系统孔隙中的油不能很快地进入裂缝系统,裂缝系统主要输导介质为注入的水体。这样,不仅日产油量和累计产油量会下降,而且累计产水量还会增加,见图91。