本發(fā)明涉及油藏開發(fā)調(diào)整中的油藏流場分布及流場速度研究領域，具體地，涉及一種注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法領域。
背景技術：
：在油田開發(fā)過程中尤其是在特高含水期，無論使用常規(guī)水動力學方法提高采收率，還是采用注入化學劑的三次采油方式，首要任務是搞清油藏注采流場以及流速大小，明確水竄方向確定開發(fā)矛盾，根據(jù)流場矛盾，進行針對性的井網(wǎng)調(diào)整方案設計及液量優(yōu)化設計。可見在注采井網(wǎng)基礎上，建立一種注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法，對于豐富水動力學方法、完善方案設計理論、提高方案設計效率及效果具有非常實用的工程理論及應用價值。注采井網(wǎng)流場的研究方法主要包括井間示蹤劑、試井方法、油藏工程方法、基于最優(yōu)化原理的井間連通性評價方法、數(shù)值模擬方法和流線模擬方法，其中井間示蹤劑、試井方法施工成本高、研究周期長；油藏工程方法對研究人員業(yè)務素質(zhì)要求高，且分析結(jié)果僅局限于定性化；最優(yōu)化方法是完全以數(shù)學理論為基礎的一種模糊判斷方法，結(jié)果模糊性強可用性低；數(shù)值模擬與流線追蹤模擬方法受壓力場計算精度影響，方法原理科學但是結(jié)果誤差較大實際操作性差。由此可見針對各種方法的局限性，有必要建立一套能夠涵蓋地質(zhì)、井網(wǎng)井距、注采動態(tài)的快速、簡單、量化的注采井網(wǎng)流體速度場計算方法對于油藏工程研究具有非常重要的意義。針對示蹤劑試井方法的成本高周期性長、油藏工程方法的定性化強量化弱、最優(yōu)化方法的模糊性強可信度低以及數(shù)值模擬流線追蹤方法的周期性長誤差性大等特點，以滲流力學理論為基礎，對注采井間流線軌跡進行近似處理、考慮井間儲層非均質(zhì)性對于滲流速度的影響、考慮流線宏觀曲率變化和注采井間夾角對液流速度的影響，利用疊加原理建立考慮儲層物性、井網(wǎng)井距、注采動態(tài)的注采井網(wǎng)流體速度場的快速計算方法。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明實施例的主要目的在于提供一種注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法，以解決現(xiàn)有流場速度計算方法要么方法復雜、成本高、周期長，要么定性化強量化弱、模糊性強可信度低的缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法，包括：注采流線近似計算方法、流線繞斷層計算方法、流線曲率對速度的校正因子c計算方法、注采夾角對速度的校正因子m計算方法、注采井網(wǎng)流場速度的計算方法。根據(jù)所述注采流線近似計算方法、流線繞斷層計算方法建立注采井間流場分布；分別應用所述流線曲率對速度的校正因子c計算方法、注采夾角對速度的校正因子m計算方法，得到流場速度校正因子c和校正因子m；利用所述注采井網(wǎng)流場速度的計算方法進行流場速度計算。借助于上述技術方案，本發(fā)明從油藏動靜結(jié)合的角度，對注采井網(wǎng)流線軌跡進行近似處理、考慮井間非均質(zhì)性、井間軌跡宏觀曲率變化、注采夾角對于流場速度的影響，利用疊加原理，建立考慮儲層物性、井網(wǎng)井距、注采動態(tài)的一種注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法。相比于現(xiàn)有技術特點，本發(fā)明解決了數(shù)值模擬方法復雜周期長、示蹤劑試井技術成本高周期長，油藏工程方法定性化強量化弱、最優(yōu)化方法模糊性強的矛盾，使得注采井網(wǎng)流場速度的計算簡單、快速、量化得以實現(xiàn)，進一步豐富了水動力學研究方法、完善了方案設計理論、提高了方案設計效率及效果，該發(fā)明具有非常實用的工程理論應用價值。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例一提供的注采井網(wǎng)流場速度快速計算的流程示意圖；圖2是本發(fā)明實施例一提供的菱形模型軌跡計算原理示意圖；圖3是本發(fā)明實施例一提供的直線模型軌跡計算原理示意圖；圖4是本發(fā)明實施例一提供的過斷層流線示意圖；圖5是本發(fā)明實施例一提供的宏觀曲率校正原理示意圖；圖6是本發(fā)明實施例一提供的圓弧流管模型分解示意圖；圖7是本發(fā)明實施例一提供的圓形弧長模型擴徑角度計算；圖8是本發(fā)明實施例一提供的直線模型擴徑角度計算；圖9是本發(fā)明實施例一提供的菱形模型擴徑角度計算；圖10是本發(fā)明實施例一提供的注采夾角計算示意圖；圖11是本發(fā)明實施例一提供的橫向非均質(zhì)線性模型示意圖；圖12是本發(fā)明實施例一提供的非均質(zhì)性④:③＝400:400、④:③＝550:250、④:③＝700:100流場速度圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一本實施例提供一種注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法，如圖1所示，該方法包括：步驟1：注采流線近似計算方法設注采井間任意一點p坐標為(xp，yp)，分別計算任意一點p到注水井inj(x1，y1)的距離d1及到生產(chǎn)井pro(x2，y2)的距離d2。(1)菱形模型對于直線模型如圖2所示，直線段d1斜率k1為：直線段d1的方程為：y＝k1(x-x1)+y1注采井連線中點o坐標：注采井連線的垂線斜率k2為：得到過中點o與注采井連線的垂線方程為：y＝k2(x-x0)+y0令：直線段d1與過中點o與注采井連線垂線交點t坐標為(xt,yt)，由此得到：yt＝k1(xt-x1)+y1或yt＝k2(xt-x0)+y0通過t坐標為(xt,yt)，計算得到：(2)直線模型對于直線模型如圖3所示，直接計算注采井間任意一點p(xp，yp)到注水井inj(x1，y1)的距離d1和到生產(chǎn)井pro(x2，y2)的距離d2，該方法較菱形模型計算速度更快。步驟2：流線繞斷層計算方法對于斷塊油藏，注水井與生產(chǎn)井之間可能存在微小斷層遮擋，當斷層延伸不足以對于注采井流場起到封隔作用時，注入水將繞過斷層端點流向生產(chǎn)井，形成注入水繞斷層現(xiàn)象，具體如圖4所示，此時，對于油藏中任意點p，可以分為兩種情況進行流線近似。(1)p1點處于注水井與斷層間的位置流線可通過兩種途徑流向斷層端點，即inj—m1—a和i—m1—b，由于∠i-m1-a小于90°，為折返線，實際當中不可能存在，可見處于注水井與斷層間的位置m1點的簡化路徑方式可采用inj—m1—b—pro來進行近似，由此確定注水井inj受斷層遮擋作用與生產(chǎn)井pro的流線近似應滿足以下條件：①∠inj-m1-b>90°②∠m1-b-pro>90°③dis(inj-m1-b-pro)＝d01+d02+d1<dmax其中：dis(inj-m1-b-pro)為inj-m1-b-pro路徑的長度；dmax為試井注采井控制半徑的2倍。(2)p2點處于生產(chǎn)井與斷層間的位置對于生產(chǎn)井一側(cè)，流線可通過兩種途徑流向生產(chǎn)井pro點，即inj—a—m2—pro和inj—b—m2—pro，由于∠pro-m2-b小于90°，為折返線，實際當中不可能存在，可見處于生產(chǎn)井與斷層間的位置m2點的簡化路徑方式可采用inj—a—m2—pro來進行近似。由此確定生產(chǎn)井p受斷層遮擋作用與注水井i的流線近似應滿足以下條件：①∠pro-m2-a>90°②∠m2-a-inj>90°③dis(inj-a-m2-pro)＝d0+d11+d12<dmax步驟3：流線曲率對速度的校正因子c計算方法(1)宏觀曲率校正原理對于平面滲流圖5過程中流管單元體模型可以表述為圖6所示的漸變型彎管流動，對于漸變型彎管流動，可以分解為：等徑彎管流動過程+漸擴型流動過程+漸縮型流動過程。①對于等徑彎管流動過程在彎管中流動，流動方向發(fā)生改變，而速度不變，彎管產(chǎn)生的水頭損失系數(shù)，取決于彎管的角度θ和曲率半徑大小與管徑大小的比值，彎管常用阻力系數(shù)表達式：式中：ξ為阻力系數(shù)；r、r分別為彎管半徑和曲率半徑；α為彎管角度。對于180°的彎管阻力系數(shù)的計算，可用2倍直角彎管阻力系數(shù)近似計算。②對于漸擴型流動過程對于漸擴管局部水頭損失系數(shù)ξ的表達式的計算為：式中：λ為沿程摩阻系數(shù)，對于層流，v為流動速度，m/s；d為內(nèi)徑，m；θ為擴徑角，°；a1、a2為入出口截面積；③對于漸縮型流動過程對于漸縮型流動過程，阻力系數(shù)變化不大，一般取ξ＝0.04。(2)擴徑角度θ的計算對于擴徑角度θ的計算，可以通過圓形弧長模型、直線模型、三種模型和菱形模型進行計算，具體步驟如下。①圓形弧長模型對于圓形弧長模型擴徑角度θ的計算如圖7所示，令兩弧距離l3設定為網(wǎng)格最大寬度，擴徑角度θ計算方法：因為：l4＝r1-r1cosθ1-l3、因為：所以：θ＝θ1-θ2②直線模型對于直線模型擴徑角度θ的計算如圖8所示，計算過程如下。③菱形模型對于菱形模型擴徑角度θ的計算如圖9所示，計算過程如下?？梢姡捎诹鞴軓澢土鞴軡u變所造成的附加阻力系數(shù)為：(3)曲率校正系數(shù)c確定摩阻變化比值即曲率校正系數(shù)c為：步驟4：注采夾角對速度的校正因子m計算方法在注采井網(wǎng)控制下(a、b、c為生產(chǎn)井，d、e為注水井)如圖10所示，儲層平面流場上任意一點o流速的大小除了受距離、儲層物性等靜態(tài)參數(shù)影響外，還受該點與注水井、生產(chǎn)井連線形成的夾角∠aod、∠bod、∠cod、∠aoe、∠boe、∠coe大小有關，可以看出：(1)∠boe、∠coe均小于90°，可見o點受注水井e與生產(chǎn)井b、c井間控制影響很小，可以忽略；(2)∠aoe大于90°，從注采關系上來看，o點受注水井e與生產(chǎn)井a(chǎn)井間控制具有一定的可能性；(3)∠aod、∠bod、∠cod均大于90°，其中∠bod>∠cod>∠aod，從注采關系上看，角度越大，控制能力越強；由此可見，儲層平面上任意一點o，其與注采井連線形成的夾角小于90°時，可以忽略注采井間對于該點的控制能力，當夾角大于90°時，隨著角度的增大，控制能力逐步增大，當角度等于180°時，o點處于主流線上，受注采井井間控制程度最強，滲流速度越大?？紤]注采井連線與其垂直方向上的差異造成的注水突進和注入水橫向擴散，得到注采夾角對速度的校正因子m：m＝(cosδ)n式中：m為注采井間夾角修正因子；δ為該點與注水井生產(chǎn)井連線形成的夾角；n為注采井連線滲透率與平面上垂直于該方向滲透率之比。步驟5：注采井網(wǎng)流場速度的計算方法由等產(chǎn)量多源匯無限大平面徑向流勢的疊加原理知，在油藏中任一點o對應于第i口井在該點產(chǎn)生的速度矢量為：優(yōu)選的，上述步驟5中，具體可分為如下四個過程：過程1：非均質(zhì)模型滲透率計算對于線性滲流，假設沿流動方向非均質(zhì)，長度分別為l1、l2、l3，油層厚度均為h，滲透率分別為k1、k2、k3，則：地層總長度l＝l1+l2+l3，δp＝δp1+δp2+δp3，q＝q1＝q2＝q3根據(jù)達西公式：得到線性滲流平均滲透率k為：過程2：注采壓差的計算(1)給定井底壓力時的注采壓差計算δpmij＝pinjmij-ppromij(2)給定注采液量下的注采壓差計算式中：下標inji、proj分別為注水井i與生產(chǎn)井j周圍參數(shù)，a為泄油半徑。(3)給定米注采液量下的注采壓差計算(4)泄油半徑a的確定油水井泄油半徑的計算采用無限大地層平面徑向流達西公式：通過油氣井測試，在特定的滲透率k'和a'時，計算特定的壓力降δp'，再將其按比例校正到a→∞時對應的的總壓力降，在此∞可設定特定值如5000m；之后根據(jù)各口井實際情況k、h進行壓力降校正，得到在目前各單井實際注采液量下的實際壓力降δp，此壓力降即為δpmij。過程3：o點注采井網(wǎng)流場速度計算o點的對應的i、j井形成的矢量速度為：式中：i為o點對應的注水井編號；j為o點對應的生產(chǎn)井編號；cij為o點對應的宏觀曲率校正系數(shù)；為o點對應的軌跡平均滲透率；aij為注水井i與生產(chǎn)井j之間距離；為分別為o點到注水井i、生產(chǎn)井j距離。o點的流場速度矢量疊加為：過程4：注采井網(wǎng)流場速度計算步驟具體注采井網(wǎng)流場速度計算步驟如下：①根據(jù)數(shù)值模擬網(wǎng)格劃分結(jié)果以及井網(wǎng)控制形式，任取一網(wǎng)格中心點o；②搜索與之對應的注水井i和生產(chǎn)井j；③利用軌跡參數(shù)模型，計算點o與注水井i的軌跡和到生產(chǎn)井j的軌跡；④計算軌跡平均儲層物性參數(shù)厚度、滲透率、飽和度等；⑤計算宏觀曲率校正系數(shù)cij；⑥計算注采夾角影響校正系數(shù)(cosδmij)n；⑦反復計算所有與o點對應的注水井i、生產(chǎn)井j的水驅(qū)強度⑧對所有計算的矢量流場速度進行矢量和計算，得到該點的流場速度；⑨重復①～⑧過程，對所有網(wǎng)格節(jié)點計算，得到考慮靜態(tài)參數(shù)、井網(wǎng)形式、注采動態(tài)的注采井網(wǎng)流場速度。實施例二為了實施例一提供的注采井網(wǎng)流場速度的快速計算方法的應用效果有更直觀的理解，現(xiàn)以采用上述方法的計算過程為例說明本發(fā)明的具體實施方式。對于一注兩采三角井網(wǎng)，模型非均質(zhì)設計采用注采井間滲透率不同比值，經(jīng)插值后形成非均質(zhì)模型，具體參數(shù)比例設計如表1所示表1一注兩采三角井網(wǎng)非均質(zhì)性設計非均質(zhì)性模型1模型2模型3④:③400:400550:250700:100針對一注兩采設計的三種模型，分別計算當含水率達到98％時的剩余油飽和度、水驅(qū)強度、水驅(qū)程度單元劃分結(jié)果如圖12所示，可以看出注水井與生產(chǎn)井間滲透率偏大時，當該口井含水率達到98％后，此兩口井間形成明顯的水竄通道，流場流速較大，剩余油在水竄井間區(qū)域基本無潛力，潛力區(qū)主要集中在生產(chǎn)井間以及非水竄井間的流場流速較小區(qū)域。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12