本发明提供了一种水驱井间示踪测试解释方法，该方法包括以下步骤：基于油藏特征色谱效应，建立多孔介质传质扩散微观特征表征方法；建立多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型；基于流线方法和不稳定渗流，建立井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系；基于大系统优化方法，建立井间示踪测试组合解释方法。本发明提供的方法解决了现有井间示踪测试解释方法的解释模型考虑因素过于单一、片面，解释结果出现偏离合理物理意义范畴的问题；使得适应多孔介质复杂渗流的定量化描述，以及区块示踪测试整体自动组合参数反演和优化解释得以实现。
1.一种水驱井间示踪测试解释方法，该方法包括以下步骤：基于油藏特征色谱效应，建立多孔介质传质扩散微观特征表征方法；
基于流线方法和不稳定渗流，建立井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系；
基于大系统优化方法，建立井间示踪测试组合解释方法；
在所述基于油藏特征色谱效应，建立多孔介质传质扩散微观特征表征方法的步骤中，具体包括：建立轴向混合常数和横向混合常数的表征方法；
2.根据权利要求1所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，所述建立轴向混合常数和横向混合常数的表征方法具体为：(1)建立轴向混合常数的表征方法
上述公式中，DL为轴向混合系数，cm2/s；αL为轴向弥散常数，cm；u为孔隙真实流动速度，cm/s；
上述公式中，αT1为平面横向等效混合常数，cm；Dm为分子扩散系数，cm2/s；lT1为岩石平面横向迂曲度；Φ为孔隙度；u为示踪剂通道上孔隙流动速度，cm/s；为轴向平均孔隙真实流动速度，cm/s；α′T1为实验测得的平面横向等效弥散常数，cm；
当水平渗流与垂直渗流穿越完全相同的孔喉时，垂直横向等效混合常数的表达式为：上述公式中，αT2为垂直横向等效混合常数，cm；Dm为分子扩散系数，cm2/s；lT2为岩石垂直横向迂曲度；Φ为孔隙度；u为示踪剂通道上孔隙流动速度，cm/s；为轴向平均孔隙真实流动速度，cm/s；α′T2为实验测量所得垂直横向等效弥散常数，cm；
当水平渗流与垂直渗流穿越完全不同的孔喉时，垂直横向等效混合常数的表达式为：在此基础上，获得垂直横向等效混合常数取值的参考界限：其中，所述建立吸附效应的表征方法具体为：由于示踪剂浓度水平较低，示踪剂在多孔运移时的吸附效应表示为：Cr＝aC，
上述公式中，Cr为示踪剂吸附浓度，mg/L；C为示踪剂浓度，mg/L；a为吸附常数，由实验确定；
其中，所述建立束缚水与不流动孔隙效应的表征方法具体为：分别对束缚水内示踪剂的浓度和连通但是不能流动的孔隙内的示踪剂浓度进行表征；
上述公式中，Cswc为束缚水内示踪剂浓度，mg/L；C为示踪剂浓度，mg/L；
(2)连通但是不能流动的孔隙内的示踪剂浓度为：Cnonp＝C，
上述公式中，Cnonp为不流动孔隙内的示踪剂浓度，mg/L；
其中，所述建立剩余油效应的表征方法具体为：将剩余油饱和度So对示踪剂占据的孔隙体积的影响等效为孔隙度的减小，并考虑剩余油饱和度So对示踪剂在孔隙间隙的运移速度的影响，在此基础上建立数学模型；
其中，所述建立拟双重介质效应的表征方法具体为：设定所述拟双重介质的特征条件：(1)低渗团块是不连续、均质、各向同性、形状接近、按照一定规则排列组成；(2)高渗通道是连续、近似均匀、各向同性、包绕低渗团块的；(3)在高渗通道与低渗团块之间没有窜流，仅有由于示踪剂浓度不同产生的传质扩散，尺寸的影响小，且符合Fick扩散定律；(4)渗流场为稳态，高渗通道为示踪剂渗流优势通道，低渗团块的渗流作用可以忽略；
当低渗团块含水饱和度等于Sw时，不考虑束缚水饱和度和不流动孔隙，根据Fick定律，通过以下公式表达由高渗通道向低渗团块内部的扩散速度：上述公式中，J为高渗通道向低渗团块内部的扩散速度，mg·cm3/L.s；am为低渗团块的边长(假设低渗团块为立方体)，cm；Φ为孔隙度；Sw为低渗团块含水饱和度；D*为高渗通道与低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；C为裂缝或者高渗通道里面的浓度，mg/L；C*为基质或者被高渗通道包围的低渗岩块里面的浓度，mg/L；
通过以下公式表达因单位时间内由高渗通道向单位体积低渗团块内部扩散，造成低渗团块示踪剂浓度的变化量：上述公式中，q为单位时间内由高渗通道向单位体积低渗团块内部扩散，造成低渗团块示踪剂浓度变化量，mg/L.s；
令 为高渗通道和低渗团块传质扩散速度的特征参数，则因单位时间内由高渗通道向单位体积低渗团块内部扩散，造成低渗团块示踪剂浓度变化量的表达式为：q＝λ(C-C*)，
上述公式中，λ为高渗通道和低渗团块传质扩散速度的特征参数。
3.根据权利要求1所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，在所述基于微观特性表征，建立多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型的步骤中，具体包括：建立一维流动三维传质扩散的地质模型，给出模型基本条件设定；
4.根据权利要求3所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，所述建立一维流动三维传质扩散的地质模型，给出模型基本条件设定具体为：设定一维流动三维传质扩散模型的基本条件：(1)高渗通道内垂向和水平方向上示踪剂浓度相同；(2)高渗通道的宽度小于其长度；(3)低渗区流速为0，机械混合作用弱，仅考虑垂直高渗通道方向的传质扩散；(4)低渗区的上下边界影响暂不考虑，忽略低渗区交叉传质扩散；(5)示踪剂性能稳定；
其中，所述建立一维流动三维传质扩散的数学模型具体为：建立高渗通道传质扩散方程：
上述公式中，Dx为x方向上的传质扩散系数，cm/s；ux为x方向上流体在孔隙内的真实流动速度，cm/s；Ch为高渗通道内示踪剂浓度，mg/L；Cl1为垂向低渗团块内的示踪剂浓度，mg/L；Cl2为平面低渗团块内的示踪剂浓度，mg/L；D*l1为高渗通道与垂向低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；D*l2为高渗通道与平面低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；t为时间，s；b为高渗通道高度的一半，cm；d为高渗通道宽度的一半，cm；Φf为流动孔隙度；So为含油饱和度；Swc为束缚水饱和度；下标h和l1、l2分别表示高渗通道和垂向、平面低渗区参数；
上述公式中，Dz为z方向上的传质扩散系数，cm2/s；Dy为y方向上的传质扩散系数，cm2/s；
a为基质团块(假设为立方体)边长，cm；Φ为总孔隙度；ρr为岩石颗粒比重；下标l1、l2分别表示垂向、平面低渗区参数；
其中，所述进行一维流动三维传质扩散数学模型的求解具体为：(1)垂向低渗区示踪剂浓度分布表达式为：公式中，
上述公式中，Cl1为垂向低渗区传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；C0为初始注入的示踪剂浓度，mg/L；Dx为x方向上的传质扩散系数，cm2/s；Dy为y方向上的传质扩散系数，cm2/s；Dz为z方向上的传质扩散系数，cm2/s；ux为x方向上流体在孔隙内的真实流动速度，cm/s；x为x方向上传质扩散的距离，cm；z为z方向上传质扩散的距离，cm；D*l1为高渗通道与垂向低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；D*l2为高渗通道与平面低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；t为时间，s；b为高渗通道高度的一半，cm；a为基质团块边长，cm；Φf为流动孔隙度；Φ为总孔隙度；ρr为岩石颗粒比重；So为含油饱和度；Swc为束缚水饱和度；下标h和l1、l2分别表示高渗通道和垂向、平面低渗区参数；ξ为积分变量；
(2)平面低渗区示踪剂浓度分布表达式为：上述公式中，Cl2为平面低渗区传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；y为y方向上传质扩散的距离，cm；d为高渗通道宽度的一半，cm；
(3)三维传质扩散时高渗通道上示踪剂浓度分布表达式为：上述公式中，Ch为高渗通道内示踪剂浓度，mg/L；
(4)对于示踪剂段塞监测，从开始注剂计时，段塞注入时间为Δt，则理论产出示踪剂的浓度变化表达式为：
5.根据权利要求1-4任一项所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，在所述基于流线方法和不稳定渗流，建立井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系的步骤中，具体包括：计算孔隙真实渗流速度；
6.根据权利要求5所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，所述计算孔隙真实渗流速度具体为：利用数值模拟方法计算得到压力场，然后根据达西方程计算出网格六个面的孔隙渗流速度，表达式为：其中，所述确定示踪质点追踪起点具体为：采用单井流线数目固定的做法，将质点的追踪起点均匀设置在井壁上，然后采用一步追踪穿越一个网格的追踪算法；
其中，所述建立示踪质点追踪分类方法具体为：根据质点穿越网格的方向，将平面流动情况分为五种：向上流动、向下流动、向左流动、向右流动、没有流动；没有流动的情况视为流线质点追踪结束的条件；
根据周围三个边界的流动速度及其方向，细分为四种情况：一是一个边界没有流动，此时共有32种情况；二是两个边界没有流动，此时共有24种情况；三是三个边界没有流动，此时共有8种情况；四是四个边界全部流动，此时共有16种情况；在此基础上，对上述80种情况进行追踪分析；
其中，所述建立质点追踪计算流程具体为：步骤(1)，确定质点追踪的起点；
步骤(2)，在起点网格穿越的可能性，如果能够穿越，确定穿越的方向和位置，记录追踪结果，继续向下追踪；如果不能够穿越，记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；
步骤(3)，根据边界处孔隙渗流速度，判断其余三个边界的流动情况；
步骤(4)，确定是否满足继续追踪的边界条件，如果不能继续追踪，记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；
步骤(5)，判断平面网格内两个正交方向是否存在不流动界限，如果存在，确定其坐标位置，与穿越的坐标位置对比判断质点肯定不会穿越的边界；
步骤(6)，根据进入网格的方向、穿越的坐标位置、边界流动情况、网格内不流动界限情况，计算质点到达可能穿越的边界的时间；
步骤(7)，质点到达不同边界所需时间对比，所需时间最小的边界为质点穿越的边界，记录穿越方向；
步骤(8)，计算质点穿越的网格边界坐标位置，记录追踪结果；
步骤(9)，如果追踪进入的网格有性质相抵触的井，且有注采数据，则记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；如果追踪进入的网格有性质相吻合的井，且有注采数据，则记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；
步骤(10)，循环步骤(3)至步骤(9)，直至找到质点追踪结束位置；
确定网格穿越出口，通过对比穿越时间实现，所述穿越时间是指由流体质点沿流线运移位移为s时所用的时间；
以质点向上穿越，其它三个方向均向外流动的确定质点出口的算法为：流线向上穿过网格线，进入上面网格，x、y方向速度；
设流线进入网格的坐标为(x0，Δy)，则x方向上零速度线位置表达为：如果x00x0，流线从右边穿出所需时间为：流线从上面边界穿出所用的时间为：
对比t1，t2，t3，所需时间最小的方向即为流线穿出方向；
如果t1最小，即流线从左边穿出，此时穿出坐标为：然后进行下一步流线追踪计算，依次类推，直至流线终止节点；
①油井的流线终结于水井，则将水井所在的节点作为流线终止节点；
②水井的流线终结于油井，则将油井所在的节点作为流线终止节点；
③不稳定渗流的压力高地，则将压力高地所在的节点作为流线终止节点；
④不稳定渗流的压力洼地，则将压力洼地所在的节点作为流线终止节点；
⑥断层遮挡处，则将断层所在的节点作为流线终止节点；
⑦油井流线终结于流量很小的其它油井，则将流量很小的油井所在的节点作为流线终止节点；
⑧水井流线终结于流量很小的其它水井，则将流量很小的水井所在的节点作为流线终止节点；
⑨油井流量小导致流线中止在油井所在网格，则将该油井所在的节点作为流线终止节点；
⑩水井流量小导致流线中止在水井所在网格，则将该水井所在的节点作为流线终止节点。
7.根据权利要求1所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，在所述基于大系统优化方法，建立井间示踪测试组合解释方法的步骤中，具体包括：确定解释自变量；
8.根据权利要求7所述的水驱井间示踪测试解释方法，其中，在所述确定解释自变量的步骤中，确定的解释自变量包括：(1)不同井组示踪剂产出通道的分布情况；
(5)双示踪剂测试时，确定高渗通道剩余油饱和度的分布；
所述建立目标函数的步骤中，目标函数的表达式为：上述公式中，i为产出井编号；j为井组编号；
在所述建立改进的浮点数编码遗传算法的步骤中，具体包括：步骤(1)，初始化过程，随机产生M个初始染色体，过程如下：①通过油藏工程分析，确定一个包含最优解的区域，即一个n维超立方体；
②从这个超立方体中产生一个随机点，并检验其可行性，如果可行，则作为一个染色体；否则，从超立方体中重新产生随机点，直到得到可行解为止；
利用目标函数倒数的相对大小作为评价函数，对种群中的每个染色体设定一个概率，以使该染色体被选中的可能性与其适应性成正比；
直接根据评价函数进行排序，从好到差选择M1个个体进入下面的优化程序；
交叉过程中，不再继续依赖评价函数，而是采用完全随机的操作方法，具体过程如下：①生成两个随机数，从M1个个体中确定两个个体X1和X2；
②生成一个随机数c，利用选出的两个个体，交叉操作，形成两个新的后代个体：③重复过程①-②M2次，得到交叉形成的个体组合M2个，在该问题中，要求M2>M1；
确定变异操作产生的个体数量：M3>M1+M2，且该变异为完全变异，即可以随机产生个体作为变异个体，其产生方法与初始化过程相同；
通过选择、较差、变异得到的个体进入下一个循环，且要求M＝M1+M2+M3；
其中，在所述建立组合优化控制算法实现过程的步骤中，具体包括：步骤(1)，从油藏工程和拟合实践的角度，确定参数的敏感性排序，其中，最为敏感的参数为井间高渗通道垂向位置、主流线上高渗通道的厚度、渗透率；其次为其它流线上的厚度、渗透率；最后为剩余油饱和度分布；
步骤(2)，在敏感性排序的基础上，采用空间和参数控制的轮换优化方法，具体为：①空间控制的轮换优化方法：即一次优化一个井组，依次进行；
②参数控制的轮换优化方法：即首先优化最敏感的参数，然后优化次敏感的参数，最后优化不敏感的参数，一轮优化完毕后，重复参数控制的优化过程；
③每次优化均调用改进的遗传算法优化过程，优化完毕后，修改关联参数，循环上述步骤①至步骤②的过程直至优化结果收敛。
一种水驱井间示踪测试解释方法
技术领域
[0001] 本发明属于油藏开发情况评估技术领域，具体涉及一种水驱井间示踪测试解释方法。
背景技术
[0002] 国内大多数主力油田已经处于开发中后期，地下油水分布相当复杂，层内、层间、平面含水级别、动用程度差异越来越大。因此，做好井间、层间、层内驱替状况、剩余潜力、突出矛盾及重要特征参数的认识是实施油田开发调整，改善油藏开发效果的前提和保障。目前井间示踪测试是极少数可以直接测定井间参数的方法之一，能够监测井间、层间，尤其是层内的非均质特征和驱替状况，起到辅助油藏描述的作用。
[0003] 国内矿场实践证明，目前常用的井间示踪测试基础公式以及解释模型有些部分明显偏离了合理物理意义的范畴，存在考虑因素过于单一、片面的问题，不能很好地适应多孔介质复杂渗流的定量化描述。多孔介质传质扩散建模过程中，需要进一步考虑油藏多孔介质以及多相非均质对示踪剂微观渗流的影响。
发明内容
[0004] 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种水驱井间示踪测试解释方法，以解决现有方法的解释模型考虑因素过于单一、片面，解释结果出现偏离合理范畴的问题。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供了一种水驱井间示踪测试解释方法，该方法包括以下步骤：
[0006] 基于油藏特征色谱效应，建立多孔介质传质扩散微观特征表征方法；
[0007] 建立多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型；
[0008] 基于流线方法和不稳定渗流，建立井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系；
[0009] 基于大系统优化方法，建立井间示踪测试组合解释方法。
[0010] 本发明提供的方法中，对示踪剂渗流具有拟油藏特征色谱效应进行了考虑，因此获得了更完善的多孔介质传质扩散微观特征表征方法；建立了多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型；基于流线方法和不稳定渗流场，构建了更为完善的井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系；明确了井间示踪测试解释的油藏自变量参数，构造了目标函数，改进了实数型遗传算法，建立井间示踪测试组合解释方法。相比于现有技术，本发明解决了现有方法的解释模型考虑因素过于单一、片面，解释结果出现偏离合理范畴的问题；使得适应多孔介质复杂渗流的定量化描述，以及区块示踪测试整体自动组合参数反演和优化解释得以实现。
附图说明
[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012] 图1为实施例1提供的一种水驱井间示踪测试解释新方法的流程示意图；
[0013] 图2为实施例1提供的一维流动三维传质扩散地质模型剖面图；
[0014] 图3为实施例1提供的一维流动三维传质扩散地质模型俯视图；
[0015] 图4为实施例1提供的流动方向存在的五种情况示意图；
[0016] 图5为实施例1提供的流线追踪示意图；
[0017] 图6为实施例2提供的油井38-9-2示踪剂拟合结果图；
[0018] 图7为实施例2提供的井组平面流场分布示意图；
[0019] 图8为实施例2提供的平面剩余油饱和度分布示意图。
具体实施方式
[0020] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 实施例1
[0023] 本实施提供了一种水驱井间示踪测试解释方法(流程示意图如图1)，该方法包括以下步骤：
[0024] 步骤S11，基于油藏特征色谱效应，建立多孔介质传质扩散微观特征表征方法；
[0025] 步骤S12，建立多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型；
[0026] 步骤S13，基于流线方法和不稳定渗流，建立井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系；
[0027] 步骤S14，基于大系统优化方法，建立井间示踪测试组合解释方法。
[0028] 优选的，上述步骤S11中，基于油藏特征色谱效应，建立多孔介质传质扩散微观特征表征方法，具体表征方法如下：
[0029] 步骤S111，建立轴向混合常数和横向混合常数的表征方法；
[0030] 步骤S112，建立吸附效应的表征方法；
[0031] 步骤S113，建立束缚水与不流动孔隙效应的表征方法；
[0032] 步骤S114，建立剩余油效应的表征方法；
[0033] 步骤S115，建立拟双重介质效应的表征方法。
[0034] 所述油藏特征色谱效应是指：示踪剂在多孔介质运移过程中表现出的明显滞后于水的现象，即示踪剂的孔隙平均流动速度要小于水的有效孔隙空间平均流动速度。
[0035] 分析认为产生油藏特征色谱效应的主要原因是：示踪剂运移受到束缚水、连通但是不流动孔隙(后面通称不流动孔隙)、吸附三种因素的控制。其中，束缚水、不流动孔隙是流动孔隙内的水短期内难以到达，但是作为溶质的示踪剂却易于到达的。因此形成了一种特殊的拟色谱效应，导致示踪剂产出的滞后，其作用机理与吸附不同，必须在数学建模过程中予以考虑。而多孔介质传质扩散的微观特征包括：混合常数、吸附效应、束缚水与不流动孔隙效应、剩余油效应、拟双重介质效应，因此，需要分别对上述微观特征进行表征。
[0036] 进一步优选地，在上述步骤S111中，建立轴向混合常数和横向混合常数的表征方法具体为：
[0037] (1)建立轴向混合常数的表征方法
[0038] 在示踪剂流动方向上，1961年Brigham等通过岩心实验分析，给出的轴向混合常数的表达式为：
[0039]
[0040] 上述公式中，DL为轴向混合系数，cm2/s；Dm为分子扩散系数，cm2/s；lL为岩石轴向迂曲度；Φ为孔隙度；αL为轴向弥散常数，cm；u为孔隙真实流动速度，cm/s；第一项为分子扩散项，第二项为机械弥散项；
[0041] 在一定流动速度的情况下，由于机械弥散远大于分子扩散的影响，因此，可将轴向混合系数简化为：
[0042] DL＝αLu (公式1)，
[0043] 上述公式1中，DL为轴向混合系数，cm2/s；αL为轴向弥散常数，cm；u为孔隙真实流动速度，cm/s。
[0044] (2)建立横向混合常数的表征方法
[0045] ①表征平面横向等效混合常数
[0046] 平面横向混合系数的表达式为：
[0047]
[0048] 上述公式2中，DT1为平面横向混合系数，cm2/s；Dm为分子扩散系数，cm2/s；lT1为岩石平面横向迂曲度；Φ为孔隙度；αT1为平面横向等效弥散常数，cm；为轴向平均孔隙真实流动速度，cm/s；
[0049] 在已知示踪剂通道上孔隙流动速度为u的条件下，平面横向等效混合常数表达为：
[0050]
[0051] 上述公式3中，αT1为平面横向等效混合常数，cm；α′T1为实验测得的平面横向等效弥散常数，cm；u为示踪剂通道上孔隙流动速度，cm/s。
[0052] ②表征垂直横向等效混合常数
[0053] 当水平渗流与垂直渗流穿越完全相同的孔喉时，二者的差别仅仅是由于迂曲度造成的，根据孔隙结构，因此，垂直横向等效混合常数的表达式为：
[0054]
[0055] 上述公式4中，αT2为垂直横向等效混合常数，cm；lT2为岩石垂直横向迂曲度；α′T2为实验测量所得垂直横向等效弥散常数，cm；
[0056] 当水平渗流与垂直渗流穿越完全不同的孔喉时，二者的差别仅仅是由于流经不同的孔喉半径造成的；因此，可不考虑孔喉内部的涡流影响，垂直横向等效混合常数的表达式为：
[0057]
[0058] 上述公式5中，αT2为垂直横向等效混合常数，cm；lT2为岩石垂直横向迂曲度。
[0059] 在此基础上，可获得垂直横向等效混合常数取值的参考界限：
[0060]
[0061] 进一步优选地，在上述步骤S112中，建立吸附效应的表征方法具体为：
[0062] 示踪剂在通过多孔介质时会吸附在岩石表面，吸附多是可逆且瞬间达到平衡，因此，示踪剂在多孔介质运移时的吸附规律遵循Langmuir等温吸附式：
[0063]
[0064] 上述公式中，Cr为示踪剂吸附浓度，mg/L；C为示踪剂浓度，mg/L；a，b为吸附常数，由实验确定。
[0065] 由于示踪剂浓度水平较低，故将Langmuir公式近似表示为：
[0066] Cr＝aC (公式6)。
[0067] 进一步优选地，上述步骤S113中，建立束缚水与不流动孔隙效应的表征方法具体为：
[0068] 分别对束缚水内示踪剂的浓度和连通但是不能流动的孔隙内的示踪剂浓度进行表征；其中，
[0069] (1)束缚水内示踪剂的浓度
[0070] 在示踪剂流经的孔喉中，存在大量的束缚水饱和度，由于束缚水与示踪剂溶液能够充分接触，因此，认为二者之间的传质扩散瞬时达到平衡，束缚水内示踪剂的浓度为：
[0071] Cswc＝C (公式7)，
[0072] 上述公式7中，Cswc为束缚水内示踪剂浓度，mg/L；C为示踪剂浓度，mg/L。
[0073] (2)连通但是不能流动的孔隙内的示踪剂浓度
[0074] 同样，连通但是不能流动的孔隙内的示踪剂浓度为：
[0075] Cnonp＝C (公式8)，
[0076] 上述公式8中，Cnonp为不流动孔隙内的示踪剂浓度，mg/L。
[0077] 进一步优选的，上述步骤S114中，建立剩余油效应的表征方法具体为：
[0078] 将剩余油饱和度So对示踪剂占据的孔隙体积的影响等效为孔隙度的减小，并考虑剩余油饱和度So对示踪剂在孔隙间隙的运移速度的影响，在此基础上建立数学模型。进一步优选的，上述步骤S115中，建立拟双重介质效应的表征方法具体为：
[0079] 设定所述拟双重介质的特征条件：(1)低渗团块是不连续、均质、各向同性、形状接近、按照一定规则排列组成；(2)高渗通道是连续、近似均匀、各向同性、包绕低渗团块的；(3)在高渗通道与低渗团块之间没有窜流，仅有由于示踪剂浓度不同产生的传质扩散，尺寸的影响小，且符合Fick扩散定律；(4)渗流场为稳态，高渗通道为示踪剂渗流优势通道，低渗团块的渗流作用可以忽略；
[0080] 对于拟双重介质，存在两个浓度场，一个是裂缝或者高渗通道(后面统称高渗通道)里面的浓度C，一个是基质或者被高渗通道包围的低渗岩块(后面统称低渗团块)里面的浓度C*。
[0081] 当低渗团块含水饱和度等于Sw时，不考虑束缚水饱和度和不流动孔隙，根据Fick定律，通过以下公式表达由高渗通道向低渗团块内部的扩散速度：
[0082]
[0083] 上述公式9中，J为高渗通道向低渗团块内部的扩散速度，mg.cm3/L.s；am为低渗团*块的边长(假设低渗团块为立方体)，cm；Φ为孔隙度；Sw为低渗团块含水饱和度；D为高渗通道与低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；C为裂缝或者高渗通道(后面统称高渗通道)里面的浓度，mg/L；C*为基质或者被高渗通道包围的低渗岩块(后面统称低渗团块)里面的浓度，mg/L。
[0084] 通过以下公式表达因单位时间内由高渗通道向单位体积低渗团块内部扩散，造成低渗团块示踪剂浓度的变化量：
[0085]
[0086] 上述公式10中，q为单位时间内由高渗通道向单位体积低渗团块内部扩散，造成低渗团块示踪剂浓度变化量，mg/L.s。
[0087] 令 为高渗通道和低渗团块传质扩散速度的特征参数，则因单位时间内由高渗通道向单位体积低渗团块内部扩散，造成低渗团块示踪剂浓度变化量的表达式为：
[0088] q＝λ(C-C*) (公式11)，
[0089] 上述公式11中，λ为高渗通道和低渗团块传质扩散速度的特征参数。
[0090] 优选的，上述步骤S12中，基于微观特性表征，建立多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型的步骤具体为：
[0091] 步骤S121，建立一维流动三维传质扩散的地质模型，给出模型基本条件设定；
[0092] 步骤S122，建立一维流动三维传质扩散的数学模型；
[0093] 步骤S123，进行一维流动三维传质扩散数学模型的求解。
[0094] 进一步优选地，上述步骤S121中，建立一维流动三维传质扩散的地质模型，给出模型基本条件设定具体为：
[0095] 设定一维流动三维传质扩散模型的基本条件：(1)高渗通道内z轴和y轴方向上示踪剂浓度相同；(2)高渗通道的宽度远小于其长度；(3)低渗区流速为0，机械混合作用弱，仅考虑垂直高渗通道方向的传质扩散；(4)低渗区的上下边界影响暂不考虑，忽略低渗区交叉传质扩散；(5)示踪剂性能稳定；
[0096] 获得一维流动三维传质扩散的地质模型：
[0097] 一维流动三维传质扩散的地质模型的剖面图和俯视图分别如图2和图3所示。
[0098] 进一步优选地，上述步骤S122中，建立一维流动三维传质扩散的数学模型具体为：
[0099] 建立高渗通道传质扩散方程：
[0100]
[0101] 公式12中，
[0102] 上述公式12中，Dx为x方向上的传质扩散系数，cm2/s；ux为x方向上流体在孔隙内的真实流动速度，cm/s；Ch为高渗通道内示踪剂浓度，mg/L；Cl1为垂向低渗团块内的示踪剂浓*度，mg/L；Cl2为平面低渗团块内的示踪剂浓度，mg/L；Dl1为高渗通道与垂向低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；D*l2为高渗通道与平面低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；t为时间，s；b为高渗通道高度的一半，cm；d为高渗通道宽度的一半，cm；Φf为流动孔隙度；So为含油饱和度；Swc为束缚水饱和度；下标h和l1、l2分别表示高渗通道和垂向、平面低渗区参数。
[0103] 建立垂向低渗区和平面低渗区的传质扩散方程：
[0104]
[0105] 公式13中，
[0106] 上述公式13中，Dz为z方向上的传质扩散系数，cm2/s；Dy为y方向上的传质扩散系数，cm2/s；a为基质团块(假设为立方体)边长，cm；Φ为总孔隙度；ρr为岩石颗粒比重；下标l1、l2分别表示垂向、平面低渗区参数。
[0107] 设定高渗通道边界条件和初始条件：
[0108]
[0109] 上述公式14中，C0为示踪剂初始注入浓度，mg/L。
[0110] 设定垂向低渗区边界条件和初始条件：
[0111]
[0112] 设定平面低渗区边界条件和初始条件：
[0113]
[0114] 进一步优选的，上述步骤S123中，进行一维流动三维传质扩散数学模型的求解具体为：
[0115] 对垂向低渗区传质扩散方程及其边界条件取对时间t的Laplace变换，得到其通解为：
[0116]
[0117] 公式17中， 上述公式17中， 为垂向低渗区传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；s为Laplace算子；Dz为z方向上的传质扩散系数，cm2/s；z为z方向上传质扩散的距离，cm；a11、a21、al1为系数；下标l1表示垂向低渗区参数；So为含油饱和度；Swc为束缚水饱和度；a为基质团块边长，cm；Φf为流动孔隙度；Φ为总孔隙度；ρr为岩石颗粒比重。
[0118] 将公式17代入低渗区的边界条件后，解得：
[0119]
[0120] 上述公式18中， 为高渗通道内传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；b为高渗通道高度的一半，cm。
[0121] 因此，垂向低渗区的解，可表示为：
[0122]
[0123] 对公式19求导，得到下述公式：
[0124]
[0125] 同理，对平面低渗区传质扩散方程及其边界条件取对时间t的Laplace变换，得到平面低渗区的解为：
[0126]
[0127] 公式21中，
[0128] 上述公式21中， 为平面低渗区传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；s为Laplace算子；Dy为y方向上的传质扩散系数，cm2/s；y为y方向上传质扩散的距离，cm；d为高渗通道宽度的一半，cm； 为高渗通道内传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；a11、a21、al2为系数；下标l2表示平面低渗区参数；So为含油饱和度；Swc为束缚水饱和度；a为基质团块边长，cm；Φf为流动孔隙度；Φ为总孔隙度；ρr为岩石颗粒比重。求公式21求导，得到下述公式：
[0129]
[0130] 对高渗通道传质扩散方程及其边界条件取对时间t的Laplace变换，然后代入高渗区传质扩散速度，得到：
[0131]
[0132] 公式23中，
[0133] 上述公式23中，Dx为x方向上的传质扩散系数，cm2/s；Dy为y方向上的传质扩散系数，cm2/s；Dz为z方向上的传质扩散系数，cm2/s；ux为x方向上流体在孔隙内的真实流动速*度，cm/s；s为Laplace算子； 为高渗通道内传质扩散的示踪剂浓度，mg/L；Dl1为高渗通道与垂向低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；D*l2为高渗通道与平面低渗团块之间的有效传质扩散系数，cm2/s；b为高渗通道高度的一半，cm；d为高渗通道宽度的一半，cm；Φf为流动孔隙度；So为含油饱和度；Swc为束缚水饱和度；下标h和l1、l2分别表示高渗通道和垂向、平面低渗区参数。
[0134] 令： 得到化简后的高渗通道传质扩散方程，具体为：
[0135]
[0136] 公式24为二阶常微分方程，其通解为：
[0137]
[0138] 公式25中，
[0139] 将公式25代入高渗通道的边界条件后，解得：
[0140]
[0141] 由此得到高渗通道的Laplace空间的解为：
[0142]
[0143] 令： 上述公式27化简为：
[0144]
[0145] 令： 根据Laplace变换，对上述公式28进行去根号，反演得到三维传质扩散时高渗通道上示踪剂浓度分布表达式为：
[0146]
[0147] 上述公式29中，ξ为积分变量。
[0148] 在垂向低渗区，令 代入公式20，反演得到垂向低渗区示踪剂浓度分布表达式：
[0149]
[0150] 同理，令 代入公式22，反演得到平面低渗区示踪剂浓度分布表达式：
[0151]
[0152] 在此基础上，利用复化辛浦生求积方法进行积分即可。
[0153] 对于示踪剂段塞监测，从开始注剂计时，段塞注入时间为Δt，则理论产出示踪剂的浓度变化表达式为：
[0154]
[0155] 上述公式32进一步化简后得到：
[0156]
[0157] 优选地，上述步骤S13中，基于流线方法和不稳定渗流，建立井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系的步骤中，具体包括：
[0158] 步骤S131，计算孔隙真实渗流速度；
[0159] 步骤S132，确定示踪质点追踪起点；
[0160] 步骤S133，建立示踪质点追踪分类方法；
[0161] 步骤S134，建立质点追踪计算流程；
[0162] 步骤S135，确定网格穿越出口；
[0163] 步骤S136，确定流线终止节点。
[0164] 进一步优选地，上述步骤S131中，计算孔隙真实渗流速度具体为：
[0165] 利用数值模拟方法计算得到压力场，然后根据达西方程计算出网格六个面的孔隙渗流速度，表达式为：
[0166]
[0167] 进一步优选地，上述步骤S132中，确定示踪质点追踪起点具体为：采用单井流线数目固定的做法，将质点的追踪起点均匀设置在井壁上，然后采用一步追踪穿越一个网格的追踪算法。
[0168] 进一步优选地，上述步骤S133中，建立示踪质点追踪分类方法，具体为：
[0169] 根据质点穿越网格的方向，将平面流动情况分为五种：向上流动、向下流动、向左流动、向右流动、没有流动，具体如图4所示；没有流动的情况视为流线质点追踪结束的条件；
[0170] 根据周围三个边界的流动速度及其方向，细分为四种情况：一是一个边界没有流动，此时共有32种情况；二是两个边界没有流动，此时共有24种情况；三是三个边界没有流动，此时共有8种情况；四是四个边界全部流动，此时共有16种情况；在此基础上，对上述80种情况进行追踪分析。
[0171] 进一步优选地，上述步骤S134中，建立质点追踪计算流程具体为：
[0172] 步骤(1)，确定质点追踪的起点；
[0173] 步骤(2)，在起点网格穿越的可能性，如果能够穿越，确定穿越的方向和位置，记录追踪结果，继续向下追踪；如果不能够穿越，记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；
[0174] 步骤(3)，根据边界处孔隙渗流速度，判断其余三个边界的流动情况；
[0175] 步骤(4)，确定是否满足继续追踪的边界条件，如果不能继续追踪，记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；
[0176] 步骤(5)，判断平面网格内两个正交方向是否存在不流动界限，如果存在，确定其坐标位置，与穿越的坐标位置对比判断质点肯定不会穿越的边界；
[0177] 步骤(6)，根据进入网格的方向、穿越的坐标位置、边界流动情况、网格内不流动界限情况，计算质点到达可能穿越的边界的时间；
[0178] 步骤(7)，质点到达不同边界所需时间对比，所需时间最小的边界为质点穿越的边界，记录穿越方向；
[0179] 步骤(8)，计算质点穿越的网格边界坐标位置，记录追踪结果；
[0180] 步骤(9)，如果追踪进入的网格有性质相抵触的井，且有注采数据，则记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；如果追踪进入的网格有性质相吻合的井，且有注采数据，则记录追踪结果，给出追踪结束标志，退出追踪；
[0181] 步骤(10)，循环步骤(3)至步骤(9)，直至找到质点追踪结束位置。
[0182] 进一步优选地，上述步骤S135中，确定网格穿越出口具体为：
[0183] 确定网格穿越出口，一般通过对比穿越时间实现。穿越时间是指由流体质点沿流线运移位移为s时所用的时间。下面以质点向上穿越，其它三个方向均向外流动为例，介绍确定质点出口的算法。
[0184] 流线向上穿过网格线，进入上面网格，x、y方向速度如图5所示。
[0185] 设流线进入网格的坐标为(x0，Δy)，则x方向上零速度线位置表达为：
[0186]
[0187] 如果x00
[0188]
[0189] 如果x00>x0，流线从右边穿出所需时间为：
[0190]
[0191] 流线从上面边界穿出所用的时间为：
[0192]
[0193] 对比t1，t2，t3，所需时间最小的方向即为流线穿出方向。如果t1最小，即流线从左边穿出，此时穿出坐标为：
[0194]
[0195] 然后进行下一步流线追踪计算，依次类推，直至流线终止节点。
[0196] 进一步优选地，上述步骤S136中，确定流线终止节点具体为：
[0197] 所述终止节点包括以下几种情况：
[0198] ①油井的流线终结于水井，则将水井所在的节点作为流线终止节点；
[0199] ②水井的流线终结于油井，则将油井所在的节点作为流线终止节点；
[0200] ③不稳定渗流的压力高地，则将压力高地所在的节点作为流线终止节点；
[0201] ④不稳定渗流的压力洼地，则将压力洼地所在的节点作为流线终止节点；
[0202] ⑤边界处，则将边界所在的节点作为流线终止节点；
[0203] ⑥断层遮挡处，则将断层所在的节点作为流线终止节点；
[0204] ⑦油井流线终结于流量很小的其它油井，则将流量很小的油井所在的节点作为流线终止节点；
[0205] ⑧水井流线终结于流量很小的其它水井，则将流量很小的水井所在的节点作为流线终止节点；
[0206] ⑨油井流量小导致流线中止在油井所在网格，则将该油井所在的节点作为流线终止节点；
[0207] ⑩水井流量小导致流线中止在水井所在网格，则将该水井所在的节点作为流线终止节点。
[0208] 优选地，上述步骤S14中，基于大系统优化方法，建立井间示踪测试组合解释方法的步骤具体为：
[0209] 由于求解的问题自变量很多，以研究范围内有两个测试井组，每个测试井组有2口示踪剂产出井，每口产出井垂向有2个高渗通道，每对井间有20条流线连接，每条流线上有2个参数计算，则有很多个参数可以调整，是典型的大规模参数系统。利用组合最优化方法之一的遗传算法并进行改进，建立起一套井间示踪测试组合解释方法，具体包含以下四个步骤：
[0210] 步骤S141，确定解释自变量；
[0211] 步骤S142，建立目标函数；
[0212] 步骤S143，建立改进的浮点数编码遗传算法；
[0213] 步骤S144，建立组合优化控制算法实现过程。
[0214] 进一步优选地，上述步骤S141中，确定解释自变量，具体包括以下内容：
[0215] (1)不同井组示踪剂产出通道的分布情况；
[0216] (2)不同井组平面流线上示踪剂突破的情况；
[0217] (3)不同井组各个高渗通道不同流线上的厚度；
[0218] (4)不同井组各个高渗通道不同流线上的渗透率；
[0219] (5)双示踪剂测试时，确定高渗通道剩余油饱和度的分布。
[0220] 进一步优选地，上述步骤S142中，建立目标函数，具体为：
[0221] 地下情况复杂，自变量较多，由于示踪剂产出曲线拟合过程中人为调整的难度大，因此构造目标函数，利用最优化方法完成。
[0222] 目标函数的表达式为：
[0223]
[0224] 在上述公式40中，i为产出井编号；j为井组编号。
[0225] 即利用区块所有产出井计算浓度与实测浓度的差的平方和作为目标函数，按照一定的优化方法，当目标函数最小时，得到的地层参数即认为是最可能的参数分布。
[0226] 进一步优选地，上述步骤S143中，建立改进的浮点数编码遗传算法，具体包括以下六个步骤：
[0227] 步骤(1)，初始化过程，随机产生M个初始染色体，过程如下：
[0228] ①通过油藏工程分析，确定一个包含最优解的区域，即一个n维超立方体；
[0229] ②从这个超立方体中产生一个随机点，并检验其可行性，如果可行，则作为一个染色体；否则，从超立方体中重新产生随机点，直到得到可行解为止；
[0230] ③重复以上过程M次，得到初始可行的染色体组合；
[0231] 步骤(2)，建立评价函数：
[0232] 利用目标函数倒数的相对大小作为评价函数，对种群中的每个染色体设定一个概率，以使该染色体被选中的可能性与其适应性成正比；
[0233] 步骤(3)，选择过程：
[0234] 直接根据评价函数进行排序，从好到差选择M1个个体进入下面的优化程序；
[0235] 步骤(4)，交叉过程：
[0236] 交叉过程中，不再继续依赖评价函数，而是采用完全随机的操作方法，具体过程如下：
[0237] ①生成两个随机数，从M1个个体中确定两个个体X1和X2；
[0238] ②生成一个随机数c，利用选出的两个个体，交叉操作，形成两个新的后代个体：
[0239]
[0240] ③重复过程①-②M2次，得到交叉形成的个体组合M2个，在该问题中，要求M2>M1；
[0241] 步骤(5)，变异操作：
[0242] 确定变异操作产生的个体数量：M3>M1+M2，且该变异为完全变异，即可以随机产生个体作为变异个体，其产生方法与初始化过程相同；
[0243] 步骤(6)，个体数量：
[0244] 通过选择、较差、变异得到的个体进入下一个循环，且要求M＝M1+M2+M3。
[0245] 进一步优选地，上述步骤S144中，建立组合优化控制算法实现过程，具体包括以下两个步骤：
[0246] 步骤(1)，从油藏工程和拟合实践的角度，确定参数的敏感性排序，其中，最为敏感的参数为井间高渗通道垂向位置、主流线上高渗通道的厚度、渗透率；其次为其它流线上的厚度、渗透率；最后为剩余油饱和度分布；
[0247] 步骤(2)，在敏感性排序的基础上，采用空间和参数控制的轮换优化方法，具体为：
[0248] ①空间控制的轮换优化方法：即一次优化一个井组，依次进行；
[0249] ②参数控制的轮换优化方法：即首先优化最敏感的参数，然后优化次敏感的参数，最后优化不敏感的参数，一轮优化完毕后，重复参数控制的优化过程；
[0250] ③每次优化均调用改进的遗传算法优化过程，优化完毕后，修改关联参数，循环上述步骤①至步骤②的过程直至优化结果收敛。
[0251] 本实施例根据示踪剂渗流具有拟油藏特征色谱效应的特性，完善了多孔介质传质扩散微观特征表征方法；建立了多孔介质三维传质扩散示踪剂运移数学模型；基于流线方法和不稳定渗流场，构建了更为完善的井间示踪剂产出浓度求解半解析方法体系；明确了井间示踪测试解释的油藏自变量参数，构造了目标函数，改进了实数型遗传算法，建立井间示踪测试组合解释方法。相比于现有技术，本发明提供的方法解决了现有方法的解释模型考虑因素过于单一、片面，解释结果出现偏离合理范畴的问题；使得适应多孔介质复杂渗流的定量化描述，以及区块示踪测试整体自动组合参数反演和优化解释得以实现。
[0252] 实施例2
[0253] 本实施例提供了实施例1中的水驱井间示踪测试解释方法的应用实验，具体为：
[0254] 某油田全面注水开发阶段，为了后期的稳产，同时控水稳油，对井组M进行示踪测试。本次测试过程中，解释范围开井4口，其中注入井1口(井名36-10-3)，产出井3口(井名分别为35-9-1、36-10-2、38-9-2)。在5个多月的取样监测过程中，油井38-9-2有示踪剂产出，它与注水井间很可能存在沿断层的层间窜，其它井未见示踪剂产出，井间存在明显的差异。油井38-9-2示踪剂拟合情况如图6所示。
[0255] 示踪剂产出曲线表明：对应井间示踪剂突进通道渗流能力从高到较低均有分布，且存在较为明显的两个通道：第一个通道厚度小，第二个通道厚度相对大。
[0256] 根据示踪剂产出时间，可以得到平面运移速度，见剂井间示踪运移速度在4.13m/d左右，表明井间非均质较强，存在高渗通道。
[0257] 根据注采情况，结合平面压力分布，得到平面流场分布示意图，如图7所示，与见剂情况相符。其中，深色线表示注水流线，即注入水的走向；浅色线表示采液流线，即采出液的来源。
[0258] 井间示踪解释主要包括示踪剂窜流通道上产出示踪剂的波及体积(指产出的示踪剂在测试期间，所能波及的油藏岩石体积大小)、等效厚度(井间高渗通道厚度的平均值)及等效渗透率(井间高渗通道渗透率的平均值)。
[0259] 通过井间示踪解释得到的井间主渗通道分析结果详见表1。
[0260] 表1井间主渗通道分析结果
[0261]注入井 采油井 渗透率/(10-3μm2) 厚度/(10-2m) 波及体积/m3 结论
36-10-3 38-9-2 2670 1.5 100 高渗条带
[0262] 从高渗通道渗透率和厚度大小来看，高渗通道的厚度较小，渗透率不是特别大，综合各项指标，认为目前地下窜流通道为高渗条带。
[0263] 借用渗透率突进系数的概念，用示踪剂反演得到的渗透率与测井解释平均渗透率的比值来评价各层的非均质强弱。渗透率突进系数反映的是层内非均质情况，井间对应单元渗透率突进系数为16，层内非均质很强。
[0264] 根据示踪剂测试结果，重新修正地质模型，根据数值模拟计算结果，得到目前剩余油分布图，如图8所示。图8中，注水井36-10-3所在井点位置附近的剩余油饱和度最低，含油饱和度数值介于0.3-0.4。油井35-9-1和油井36-10-2所在井点位置附近的剩余油饱和度几乎未受注水井影响，含油饱和度数值约为0.5。油井38-9-2所在井点位置附近的剩余油饱和度受注水井36-10-3影响；其中，井点西南部主流线范围内的剩余油饱和度降低，含油饱和度数值约为0.4，井点东部及东北部非流线范围内的剩余油饱和度未受注水井影响，含油饱和度数值约为0.6。
[0265] 可见，剩余油分布受高渗通道发育的控制，不同程度的降低了注入水的利用率。
[0266] 本发明结构简单，解决了现有方法的解释模型考虑因素过于单一、片面，解释结果出现偏离合理范畴的问题；使得适应多孔介质复杂渗流的定量化描述，以及区块示踪测试整体自动组合参数反演和优化解释得以实现。
[0267] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
