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1、研究碳酸盐岩储层有效性影响因素1.渗透率 1.1存在成层渗流的渗透率 对于渗流成层性的存在,地下水往往具有承压性质。即使渗匹1=1流的成层性不甚明显，但岩体的渗透性随深度的增加而降低 的规律总是存在的。将岩体的渗透系数表达为K =- Ah)(1)式中：为为岩体表部渗透系数#火为血深度 处岩体渗透系数A为渗透系数的梯度.单位吸虫 Jf/L * min- : - m 1 m0. tttJDI 0. 00 I 6 O- J Ioi1grfioh-顾图I某断房带单位吸水量随深度的变化Fig. 1 Variation of unit abaorpdonin a fault zone with depth
2、1.2裂缝型介质等效渗透率张量计算方法(详见 李亚军缝洞 型介质等效连续模型油水两相流动模拟理论研究)先通过建立裂缝型介质几何模型，利用几何模型对裂 缝型介质做关于等效渗透率张量的分析，建立了求解裂缝型多孔介质等效渗透率张量的数学模型，通过求解连续边界条 件和周期边界条件下的边界积分方程，得到裂缝型多孔介质 网格块的等效渗透率张量。所求得的等效渗透率张量能够反 映裂缝的空间分布和属性参数对油藏渗透特性的影响假设裂缝型介质为水平介质，裂缝为垂直于水平面且具有 一定厚度的矩形面,裂缝的纵向切深等于所研究区域的厚度, 此时可视为二维空间中的介质体，裂缝等价于二维空间中的 线型裂缝。T-.,.,.r.
3、,.t.!-: : : .(a)实际裂缝 ,- . I.:图一裂缝的中心位置，开度，长度，倾角，方位角，密度，组系 等参数称为裂缝的特征参数，所有裂缝以这些特征参数进行 定义。如图二在二维空间，裂缝通过中点O方位角H长度L 及开度h确定。根据裂缝属性参数的地质学统计分析研究, 假设裂缝中心位置服从均匀分布，裂缝长度服从指数分布，方 位角服从正态分。裂缝的开度是指裂缝壁之间的 距离翼取决于所处深度。 孔隙压力 和岩石类型。根据所发表的一些关于天然裂缝的宽度数据可知，裂缝 开度通常在10200Lm之间变化,统计资料表明最常见的范围在 1040Lm之间（如图三），且服从对数正态分。假设采用裂缝开度的
4、 对数正态分布，裂缝系统各属性参数的统计分布函数见表一。属性参数分布函数名称中心位置均匀分布长度指数分布方位角正态分布分布函数| 0 , x e (-)U也+对开度对数正态分布V J*j40-裂缝密度是表征裂缝型介质几何模型的重要参数，某区域的 裂缝密度高意味着在该区域裂缝发育良好，这些区域是油田 开发重点考虑的地区。裂缝系统的面密度是指单位岩石面积 内的裂缝长度，定义为：I片月r=l公式（1）其中A表示研究区域的总面积,m2;l.为区域内第i条裂缝的 延伸长度,m; n为总的裂缝条数。裂缝型介质体的整体渗透率也为张量，称为等效渗透率张量, 用K表示。裂缝型介质的等效渗透率张量综合考虑基岩和每
5、 条裂缝的空间分布和属性参数对渗透性的影响，是表征岩石 的非均质性和各向异性的重要参数，它可表示为K （X 匕）此时裂缝型介质的等效渗透率张量可由均质各向异性连续 介质渗透率张量表示。对所研究的非均质介质区域进行网格 划分，计算求得每个网格块的等效渗透率张量，将所有利用等 效渗透率张量表征的均质各向异性连续介质体代替原非均 质介质，组合成新的等效研究区域，然后运用全张量渗透率连 续介质渗流理论进行分析。单裂缝介质等效渗透率推导表二界条件 基W渗透件 延伸切芸参透率匕W本普矣惨透率人E立方定律g:备皿 T)h-I 村连续条件。5+郊足岳BJ条件虬莉土垂业+知才借+孚1 +。12 2aS 二BJS
6、条件 JO芝+2&:信+瘁匚匕仲九)22八1? 加裂缝型介质等效渗透率张量求解数学模型：将整个裂缝型介质研究区域Q分解为多孔介质区域Q,和裂 d缝区域Qf.基岩块为长度为l的正方形区域nb为相应外边 界的单位外法向量。基岩和裂缝的交界面称为内边界。记为即 1 C2d IJ Q, rO - Q C| Q一，Qf _ IJ Qi=lQ”为第3条裂纾所在区域，“为裂缝的总条数.根据裂缝长度l f与离散网格单元尺寸l g的相对比值,对裂 缝进行分类处理，将裂缝划分为三类:短裂缝(l f Ag 1),将长裂缝在网格边界处进 行断开处理，断开后各部分视为相应网格的中裂缝进行处理， 进而考虑流体在基岩和裂缝
7、中的渗流。图四假设：(1)基岩块中含有多条裂缝，裂缝为具有一定开度的两平 行板构成;(2)基岩为均质各向同性多孔介质；(3)裂缝和基岩 中的渗流满足达西定律和质量守恒定律；(4)渗流属于单相稳 定渗流；(5)不考虑流体压缩性和多孔介质变形对渗流的影 响。可根据等效渗透率张量计算原理利用数学模型求得裂缝 型介质的等效渗透率张量。1.3缝洞型介质等效渗透率张量计算理论与方法 针对缝洞型介质的特点，对溶洞进行合理简化,建立缝洞型介 质几何模型，将其分解为基质岩块系统，裂缝系统和溶洞系统。为简化研究问题，可以裂缝预处理方法，即针对所有裂缝, 计算每条裂缝及其周围部分多孔介质区域的等效渗透率张 量，利用
8、等效渗透率张量表征的连续介质体代替原裂缝介质 进行计算洞时可利用缝洞型介质网格块的镜像反映处理方 法。根据缝洞型介质等效原则和等效渗透率张量计算原理, 利用有限元方法与混合有限元方法耦合求解缝洞型介质的 等效渗透率张量。耳寻靠拎拎名汁？t?拎?斗?!?我分捞1由由期恭跚高部* 1-1 1町买际溶；同maslassE 弟?:1515151部 ?aslslgss.E!:l?:l5:l?:l51如 MaslassE 弟?:1515151参 -:;.-!-!-!-:-:-:.:;胡邪 .I:-;:-;:-:.-:-:.-:-:.-:.!:.-.:.(b)筒化溶泠:-|.:-|*图五溶洞简化图根据流量等
9、效的原则，在相同的压力梯度和外边界条件 下,若同种流体分别通过相同尺寸的缝洞型非均质离散介质 体和均质各向异性连续介质体的流量相等，则缝洞型介质体 可由连续介质体等效替代，缝洞型介质体的整体渗透率(即等 效渗透率张量)可由连续介质体的渗透率张量表示。利用缝洞型介质等效渗透率张量原理求解数学模型。针对缝洞型介质的特点，将整个缝洞型介质研究区Q分 解为基质岩块系统Qd裂缝系统Qf和溶洞系统。v,即=Qd UQ fUQ v(a)缝洞型非均质离散介质体(b)等效的均质各向异性连续介质体图六根据缝洞型介质的特点和流体在不同尺度空间内的流动特 征,将其分解为多孔介质区域和自由流动区域，自由流动区域 包含裂
10、缝系统和溶洞系统,建立描述两区域流体流动的 Darcy-Stokes数学模型及耦合条件，提出了裂缝预处理方法 和缝洞型介质网格块的镜像反映处理方法可根据等效渗透率张量计算原理利用数学模型求得缝洞型 介质的等效渗透率张量。2.孔隙度2.1浅水碳酸盐岩区域性孔隙度降低趋势。以南佛罗里达盆地为例，由经验得来的孔隙度与深度的关系曲线，孔隙中是假设被水所饱和的。0亲。由二也茬in-51于?J. “ :二 ms口；O：期号Wggas*os* gOQ 4 Oeeeo 俗4孔隙度-深度位和对所有敬据的最小二乘法指数拟合（方利式1）。 指数IW门的线的;相关系数为-0.81,估计标隆误差为5.1图七据各种参数的
11、统计（对比系数、变度和估计的标准误差）, 孔隙度与深度之间关系在线性和指数回归线拟合之间没有 什么差异。然而，靠近地表的高孔隙度和4900米以下的残余 孔隙度地区，其不太能由线性回归线来表示。由于这一原因， 用了指数来定量表示碳酸盐岩孔隙度随深度的减小：- -1 - - _w V巾=41.73厂卜24八（米）中小为孔隙度（%）,Z为地表以下深度，常数41.73代表地表的eV酸原始孔隙度，并且也是现代碳酸盐沉积物孔隙度范围的下限, 说明靠近地表的过程对于原始孔隙空间并没有大的影响。常 数2498（米）代表孔隙缩减系数为1/e的深度段。2.2孔隙度计算碳酸盐岩储层可以分为裂缝性储层和缝洞型储层。其
12、孔隙度 计算详见李亚军缝洞型介质等效连续模型油水两相流动 模拟理论研究章节2.6，章节3.5o二. 裂缝连通性大小比较图八岩心裂缝连通率计算岩心上裂缝的连通性可由裂缝的交点与端点的比值来 表示，该比值（裂缝连通率）越大，则裂缝的连通性越高。在图八中观察岩心，虽然两块岩心裂缝数相同,但裂缝的组合 方式不一样，造成裂缝之间的交点数不同。图八中由左到右 裂缝交点数分别5、2,裂缝连通率分别为0.625、0.25,前 者的裂缝连通率大，以此可定量判别岩心裂缝的连通性能。虽然计算得到的岩心裂缝连通率不能完全反映地下裂 缝在三维空间尺度上的连通性，且实际情况也可能不同于岩 心表面的统计结果，但裂缝连通率基
13、本可以代表岩心裂缝连 通性的相对大小；通过岩心裂缝的对比分析表明,裂缝连通 率的相对大小可以直观反映裂缝连通性的差异。三. 通过井间连通性分析判断储层连通性如果井间连通，则说明井下储层裂缝连通性好。井间不连通则所在地区储层连通性相对较差。3.1油藏压力趋势分析法通过油气藏压力系统理论，同一油气藏范围内任一点处 的压力扰动在理论上能波及到油气藏的任一处。对同一连通 油藏单元的井，随着开采时间的延长、油藏单元内越来越多 的原油被采出，以及压降漏斗的逐渐扩大，该单元的地层压力值应该越来越低，故后钻井的地层压力应低于早期的井，并呈下降趋势。图九表示随开采时间增长，压力变小。匹1=1图九 压力变化特征分
14、析法原理示意图图2塔河油田4区地层压力随时间变化及缝涧连通示意1WS-01 1WS-071W9-083：ii：i-10 3J01-04 3J01-11 20E-05 2(lE-12 20036剥鼠时间,年月一 o K 6 J- 26 6 5 5 5 5图十按开采时间排序的井与压力示意图如图十所示，井组压力随时间的递减相关性较好，认为 可能是同一缝洞单元。如果一井组地层压力与另一井组变化 不一致，结合构造位置，认为是单独的缝洞单元，与其他井 不通。两井压力很近，但压力与时间没有递减关系，可认为 连通可能性不大。3.2类干扰试井分析法充分利用开发过程中的井间干扰现象，分析井间连通 性。所谓的“生产
15、异常”如：新井投产、关井、工作制度的 改变等等，在邻井能否观察到井间干信息，如果存在井间干扰现象说明井间是连通的，井间没有非渗透边界存在，井组 处于同一压力系统。反之，无井间干扰现象，两井之间的油 层就有可能不连通，其思路类似于干扰试井。3.3井间干扰试井法井间干扰试井是通过激动井改变制度，在另一口或数口 观察井中通过高精度压力计接受干扰压力反应，进而研究激 动井和观察井之间的地层参数。例如可以随时间变化改变激 动井油嘴大小记录观察井压降斜率，如果二者有很好的对应 性和一致性，并且观察井压降斜率相对于激动井油嘴变化存 在相应干扰时间滞后，则两井存在井间干扰，连通性较好。3.4油水界面分析法同一油水压力系统，在开发过程中，油水界面的上升规
