一种用于油气田气驱注入的油层压力监测方法与流程

本发明涉及油气田探测领域，具体涉及一种用于油气田气驱注入的油层压力监测方法。

背景技术：

1、油气田气驱注入技术是一种在油气田开发中常用的增产技术，旨在提高油气田的采收率并延长油气田的生产周期。气驱注入是通过在油层中注入压力较高的气体，来推动原油向井口移动，从而增加原油的采收率。在气驱注入过程中，对油层压力的监测起着至关重要的作用，因为压力是评估气驱注入效果和优化生产的关键参数之一。

2、在气驱注入过程中，向油层注入与油层压力差距较大的气体时，由于气体会逐渐填充油层中的孔隙和裂缝，或者原油和水与注入的气体之间发生相互作用，从而改变原有的流体分布和压力分布格局，从而影响油层内部油层的压力传递和扩散过程，使得油气田内部油层原本的压力梯度发生变化。由于气驱注入导致的油层压力不规则变化，常用的监测站点对油层压力直接监测的数据处理方法，在多方向压力变化方面的监测精准度欠佳，从而导致整体的压力变化的监测精准度不足，导致油层的压力波动难以得到精确稳控，不利于油气田的油层压力监测和气驱注入参数的精确调整，最终易使得油气田的采收率受到影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于油气田气驱注入的油层压力监测方法，解决在油气田气驱注入时因对多方向压力变化监测精度不足，导致难以精准调整气驱注入参数以便稳定压力监测的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种用于油气田气驱注入的油层压力监测方法，该方法包括：

4、步骤s1：将油气田的数据采集区域划分为井下探测区、地面测定区和地层修正区，所述井下探测区、地面测定区和地层修正区分别位于油气田井下的油井管道区域、油气田地面和油气田地表下方的地层，且在井下探测区、地面测定区和地层修正区内均预设监测排布点位，其中所述井下探测区和地面测定区的监测排布点位的分布位置一致；

5、步骤s2：在井下探测区的监测排布点位设置多个压力传感器以收集油层的初始压力数据，将全部初始压力数据标注为第一压力值，预设初始注入参数用作气驱注入的执行参数值，并在地面测定区和地层修正区的监测排布点位分别设置均为多个的第一监测站点和第二监测站点，所述第一监测站点和第二监测站点分别集成压力传感器和流体传感器；

6、步骤s3：在气驱注入过程中收集第一监测站点和第二监测站点分别输出的全部监测压力数据和监测流体数据，并将全部监测压力数据标注为第二压力值，基于监测流体数据设置用于当前油层压力监测修正的修正压力值，将修正压力值与第二压力值经过加权计算后的数据结果作为本次气驱注入过程中当前油层的测定压力值；

7、步骤s4：基于油气田构建x-y-z空间直角坐标系，其中z轴表示压力值的数值大小，x-y水平面以坐标形式表示井下探测区和地面测定区的监测排布点位在x-y水平面上的位置，并分别收集全部第一压力值和测定压力值并进行时间序列统计，用以设置分别表示第一压力值和测定压力值连续压力值分布的全部第一等值线和第二等值线；

8、步骤s5：在x-y水平面中标注出第一等值线和第二等值线，计算在第一等值线和第二等值线上位于相同监测排布点位的压力差值，为第一等值线设置梯度阈值，将压力差值超出梯度阈值的部分标注为等值线溢出值，根据全部等值线溢出值的压力值和监测排布点位的分布设置修正注入参数用于更新至执行参数值，基于执行参数值完成气驱注入并保持压力监测。

9、由于气驱注入导致的油层压力不规则变化，常用的监测站点对油层压力直接监测的数据处理方法，在多方向压力变化方面的监测精准度欠佳，从而导致整体的压力变化的监测精准度不足，导致油层的压力波动难以得到精确稳控，不利于油气田的油层压力监测和气驱注入参数的精确调整，最终易使得油气田的采收率受到影响。基于此，本发明提供一种用于油气田气驱注入的油层压力监测方法，解决在油气田气驱注入时因对多方向压力变化监测精度不足，导致难以精准调整气驱注入参数以便稳定压力监测的问题。

10、进一步地，用雅可比迭代法设置修正压力值，且所述修正压力值和测定压力值的设置过程包括：

11、步骤a1：将x-y水平面均等划分为若干个网格单元，将气驱注入的时间长度均等划分为若干个离散的时间步长，设所述时间步长个数等于迭代次数，对每个网格单元的修正压力值设定用于迭代的初始压力值，并设定所述监测流体数据包括流体压力值：

12、步骤a2：基于监测流体数据构建包含流体压力值在内的质量守恒方程，将质量守恒方程按照时间步长进行离散化设置并带入到每个网格单元，将每个时间步长内的监测流体数据全部取均值后带入质量守恒方程中，计算出每个网格单元在当前时间步长内的流体压力值；

13、步骤a3：将相邻两个时间步长内的流体压力值差值设定为迭代残差值，并为流体压力值从大到小顺次设定第二阈值和第一阈值，设迭代残差值在大于第二阈值、小于第二阈值且大于第一阈值以及小于第一阈值时，分别判定迭代结果为未收敛、近收敛以及收敛三种状态；

14、步骤a4：将迭代结束的流体压力值设定为修正压力值，设未收敛、近收敛和收敛的修正压力值对应的权重值分别为第一修正权重值、第二修正权重值和第三修正权重值，且第一修正权重值、第二修正权重值和第三修正权重值顺次增大。

15、进一步地，所述监测流体数据还包括流体速度、流体密度和流体截面积；获取当前油气田的渗透率，基于渗透率、流体速度、流体密度和流体截面积构建油层流体的质量守恒方程并计算出源项值，所述源项值用于表示气驱注入过程中油层流体受到的驱动外力大小，将使用源项值带入达西定律计算出的流体压力值用作每个网格单元迭代的初始压力值。

16、进一步地，设流体密度为ρ，流体截面积为a，流体速度为v，设微分运算符表示为∇，源项值表示为q，

17、则设定质量守恒方程表示为：。

18、进一步地，设定k为当前油气田的渗透率，p为流体压力值，

19、则所述达西定律的计算式设置为：；

20、其中所述油气田的渗透率k基于油井井底压力与产量的比值对进行压降测量获取。

21、进一步地，所述第一等值线和第二等值线的计算过程包括：

22、将全部测定压力值的监测排布点位与第二监测站点进行位置对应，所述第一等值线与第二等值线的设置过程相同且各自独立，并将第一监测站点和第二监测站点统称为监测站点；对第一压力值和测定压力值的时间序列的压力值变化进行收集，并使用线性插值方法对全部监测站点周围监测缺失的目标区域进行压力值预测；基于空间坐标系的x-y水平面，对于目标区域内的每一个需要预测当前压力值的目标位置，根据每个目标位置与最近的监测站点的距离确定所处的时间序列位置，且利用距离对应目标位置最近的两个监测站点相应的时间点和压力值，对每个目标位置进行线性插值计算用以输出目标区域内的全部压力预测值，将压力预测值填补至对应的第一压力值和测定压力值用以将离散数值转化为连续压力曲线。

23、进一步地，所述线性插值计算的过程包括：

24、设同一个数据采集区域内的两个监测站点坐标分别表示为和，其对应的压力值分别设为p1和p2，

25、设目标位置表示为处预测的当前压力值表示为，

26、则目标位置预测的当前压力值计算式可设为：，

27、其中设气驱注入的初始时间为0时刻，t为目标位置当前时间点的时间大小，t1和t2分别为两个监测站点当前时间点的时间大小，且t1<t<t2。

28、进一步地，所述修正注入参数的设置方式包括：

29、基于油气田的地质特征和井网结构，建立数值模拟模型，所述数值模拟模型包括油藏的几何特性和岩层参数，在模型中设定气驱注入的边界条件和注入参数，对气驱注入进行数值模拟用以评估气驱注入时油藏中的流体运移和压力变化，将全部等值线溢出值作为数值模拟模型的自变量带入计算，将输出值作为用于修正气驱注入的修正注入参数。

30、本发明与现有技术相比，通过在油气田不同的数据采集区域，将气驱注入前后的压力值进行采集，基于地层内对油层流体数据的采集分析对压力值进行修正，以此设置不同的压力等值线实现对油气田中压力梯度变化的位置和幅度进行分析，并基于分析结果对气驱注入进行调整，从而降低了气驱注入过程中油层压力的波动变化，具有提高油气田油层的压力变化监测效能、稳固气驱注入过程和提升油气田采收率的优点和有益效果。