利用Sigmoid函数表征超低渗透储层的非达西渗流特征.pdf

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1、2011年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mar．2011第26卷第2期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．26No．2文章编号：1673-064X(2011)02-0064-04利用Sigmoid函数表征超低渗透储层的非达西渗流特征梅俊伟，彭仕宓，李雄炎，周金煜。，于红岩，(1．中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2．中国石油大学(北京)地球探测与信息技术北京市重点实验室，北京102249；3．长庆油田公司勘探开发研究院，陕西西安710021)摘要：达西渗流产水率模型已难以准确描述

2、超低渗透储层的产液性能，为了准确表征超低渗透储层的产液能力，必须基于非达西渗流特征建立高精度产水率模型．神经元非线性函数Sigmoid的突变性质能较好地描述非达西渗流特征，并可以通过改变系数来控制其突变时间和幅度，因此，引入该函数来构建超低渗透储层的产水率模型．在超低渗透储层，压裂改造措施破坏了油藏状态下含水饱和度与产水率之间的关系；计算方法和实验分析所携带的误差造成计算含水饱和度与油藏状态下含水饱和度之间存在数值差异．分类弥补这一差异之后，利用Sigmoid函数建立的产水率模型计算97口井的产水率，与实际压裂试油的产液数据进行对比分析，相关系数为0．9004，满足研究区实际勘探开发生产需求

3、．关键词：超低渗透储层；非达西渗流；Sigmoid函数；非线性特征；产水率中图分类号：TEl22．23文献标识码：A微观孔喉结构的低品质性是低渗透储层非达西moid函数拟合的产水率公式适用于油藏状态下的渗流的主控因素¨引，主要表现在孔隙类型多样、孔超低渗透储层，结合压裂产液数据，笔者对基于室内隙空间狭小、喉道非常细小、孔隙连通性差等方面．岩心分析数据所计算的含水饱和度进行增值处理，启动压力梯度和强应力敏感性是区别低渗透与中、使其与油藏状态下的含水饱和度相符，能更准确地高渗透储层的主要标志剖．非达西渗流的存在，使表征储层的产水性能．超低渗透储层产水率模型的得低渗透储层的评价有异于中、高渗透储层

4、．为了准准确建立，对该区及相似地区超低渗透油气藏的勘确描述非达西渗流规律，前人开展了大量非达西渗探与开发具有一定的理论和实践意义．流的数值模拟和模型构建的研究工作引，并用其指导低渗透油气藏的开发¨J．H油田致密砂岩储1基本原理层孔隙度主要分布区问是8％～14％，渗透率为(0．1～0．5)×10一m，为低孔超低渗透储层．微1．1Sigmoid函数观孔隙结构的强非均质性和非达西渗流特征，使得地学领域中的突变现象丰富多彩¨，日趋复杂该区超低渗透储层产水率计算和产能评价成为一个的地学问题普遍呈现出非线性、突变的特征．在超低难题．根据超低渗透储层岩心分析的含水饱和度、相渗透储层，由于存在启动压力梯度和

5、强应力敏感性，渗曲线、产水率的数据特点，采用神经元非线性函数储集层的含水饱和度与产水率之间的关系不再满足Sigmoid建立超低渗透储层产水率模型．为了使Sig—达西渗流的产水率模型．研究区岩心分析数据显示收稿日期：2010-09-08基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目“多尺度三维地质体数字表征关键技术及应用研究”(编号：2009AA062802)作者简介：梅俊伟(1979一)，男，博士研究生，主要从事油气田开发地质学的研究．E—mail：wangliaoziji@126．corn梅俊伟等：利用Sigmoid函数表征超低渗透储层的非达西渗流特征一65一超低渗透储层的含水饱和度与

6、产水率之间的关系表基于式(4)，利用含水饱和度计算油水相对渗现为突变，即超低渗透储层中的非达西渗流规律可透率比值，然后可以求得地层产水率，即地层产水率以用神经元非线性函数Sigmoid的突变性质对其进的计算是寻找含水饱和度与产水率之间函数关系的行描述．Sigmoid函数的输出是限制在两个有限值之过程．间的连续非减函数，表达式为厂()=南．(1)2超低渗透储层产水率模型通过改变Sigmoid函数的系数，可以控制其突2．1建立表征模型变的时间和幅度，见式(2)．0和b值控制输出值突由式(3)和式(4)可知，只有含水饱和度的变化变的幅度，c值控制输出值突变的时间．当口=b=才会影响产水率的大小，即

7、地层产水率为含水饱和1，c=50时，Sigmoid函数的曲线见图1．度的函数．直接观察岩心分析的含水饱和度与产水)=而．(2)率之间的关系可知，含水饱和度以50％为分界点，产水率呈现为突变，指数函数已不能有效地拟合含水饱和度与油水相对渗透率比值之间的关系．在超低渗透储层，由于细小孔隙喉道处水化膜的封堵作用，使得流体渗流往往需要启动压力梯度，而只有当流体渗流的牵引力大于启动压力梯度时，流体才能顺利地渗流．对于研