CN103334725B - 评价低渗透油藏驱替有效性的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油藏开发领域，尤其涉及一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法及装置。包括：选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性。本发明实施例提供的，通过对整体岩心进行多点测压，模拟低渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。利用能量保持系数可以评价能否建立有效驱替***。在低渗透油藏开采领域具有重大意义。
Description
技术领域
本发明涉及油藏开发领域，尤其涉及一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法及装置。
背景技术
低渗透油藏已经成为我国石油增储上产的重要组成部分，目前对低渗透油藏的认识水平尚不充分，其渗流机理、油水运动规律等都与一般中高渗透砂岩储集层有很大不同，低渗透油藏的渗透率很低、油气水赖以生存的通道很细微、渗流阻力很大、液固界面及液液界面的相互作用力显著，并导致渗流规律偏离达西定律，目前对低渗透油藏如何建立有效驱替***还没有比较成熟的评价方法。
发明内容
本发明实施例提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法及装置，用于解决现有低渗透油藏如何建立有效驱替***还没有比较成熟的评价方法。
本发明实施例中提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，包括：
选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；
通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，所述方法还包括：
当所述能量曲线递增，则所述驱替的能量保持高；
当所述能量曲线递减，则所述驱替的能量保持低。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，获得所述岩心的能量保持系数包括：
选取岩心上多个压力点并实时采集每个压力点的压力值；
计算每个压力值与长度的第一积分面积，同时计算所述岩心在束缚水条件下油相的压力值与长度的第二积分面积；所述长度为所述压力点至所述驱替介质的注入端的距离；
计算所述第一积分面积与第二积分面积的比值，获得所述岩心的能量保持系数。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，多个所述压力点沿所述岩心的渗流方向均匀分布。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，所述驱替包括：混相驱替以及非混相驱替。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，当采用多种驱替介质对所述岩心分别进行驱替后，对每种驱替介质的驱替时间进行归一化处理，获得每种驱替介质下的能量保持系数随时间变化的能量曲线。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，所述岩心为长度0.8m-1.5m的整体岩心。
本发明还提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，所属装置包括：
获取单元，用于选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；
分析单元，用于通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，其中，所述获取单元还包括：
采集模块，用于选取岩心上多个压力点并实时采集每个压力点的压力值；
计算模块，用于计算每个压力值与长度的第一积分面积，同时计算所述岩心在束缚水条件下油相的压力值与长度的第二积分面积；所述长度为所述压力点至所述驱替介质的注入端的距离；
所述计算单元还用于计算所述第一积分面积与第二积分面积的比值，获得所述岩心的能量保持系数。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，其中，所述装置还包括：处理单元，用于当采用多种驱替介质对所述岩心分别进行驱替后，对每种驱替介质的驱替时间进行归一化处理，由所述获取单元获得每种驱替介质下的能量保持系数随时间变化的能量曲线。
本发明实施例提供的，通过对整体岩心进行多点测压，模拟低渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。利用能量保持系数可以评价能否建立有效驱替***。在低渗透油藏开采领域具有重大意义。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例中一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法流程图；
图2是本发明实施例中一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置示意图；
图3是本发明能量保持系数计算示意图；
图4是本发明不同驱替介质在驱替过程中对应的能量曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法及装置，用于解决现有低渗透油藏如何建立有效驱替***还没有比较成熟的评价方法。
本发明实施例中提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，如图1所示，所述方法包括：
步骤101，选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；较佳的，所述岩心选取整体岩心，并在所述岩心上选取多个测压电，并模拟渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。其中，具体的，能量保持系数表征驱替过程中压力保持水平,揭示压力传递性和能量补充有效性。具体的模拟测试方式可采用现有技术，本发明实施例中不再赘述。
本发明提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法较佳的实施例中，所述岩心为长度0.8m-1.5m的整体岩心。
步骤102，通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性。
较佳的，一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法中，评价驱替的有效性包括：
当所述能量曲线递增，则所述驱替的能量保持高；
当所述能量曲线递减，则所述驱替的能量保持低。
本发明实施例通过上述评价低渗透油藏驱替有效性的方法，利用整体岩心和多测压点岩心模型***，模拟低渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。利用能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线，可以评价能否建立有效驱替***。
本发明实施例提供的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，获得所述岩心的能量保持系数包括：
选取岩心上多个压力点并实时采集每个压力点的压力值；
计算每个压力值与长度的第一积分面积，同时计算所述岩心在束缚水条件下油相的压力值与长度的第二积分面积；所述长度为所述压力点至所述驱替介质的注入端的距离；
计算所述第一积分面积与第二积分面积的比值，获得所述岩心的能量保持系数。
具体的，假设该岩心的长度为L,先计算某一时刻t该岩心的每个测压电的压力值Pt（x）以及该岩心在束缚水条件下油相的压力值Poi后，求得每个测压电的压力值Pt（x）与长度的第一积分面积以及油相的压力值Poi与长度的第二积分面积，所述第一积分面积与第二积分面积的比值即为该岩心的能量保持系数ηp，即。通过上述相同的计算方法，获得不同时刻的能量保持系数，绘制能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线，最后采用上述实施例的方式评价该驱替***的有效性。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法的实施例中，多个所述压力点沿所述岩心的渗流方向均匀分布。
本发明实施例所提供的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，所述驱替包括：混相驱替以及非混相驱替。具体的，本发明实施例既采用了水驱又采用了气驱。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其中，当采用多种驱替介质对所述岩心分别进行驱替后，获得不同时刻的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线，对每种驱替介质的驱替时间进行归一化处理，获得每种驱替介质下的能量保持系数随时间变化的能量曲线。具体的，由于混相驱替到相同效果（相同含油饱和度）的前提下，不同驱替介质所用的时间相差很大，为了便于直观对比，将其时间进行归一化，所以用无因次时间。
本发明实施例利用整体岩心和多测压点岩心模型的长岩心模拟***，模拟低渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。利用能量保持系数可以评价能否建立有效驱替***。在低渗透油藏开采领域具有重大意义。
本发明实施例还提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，如图2所示，所属装置包括：
获取单元201，用于选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；较佳的，所述岩心选取整体岩心，并在所述岩心上选取多个测压电，并模拟渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。其中，具体的，能量保持系数表征驱替过程中压力保持水平,揭示压力传递性和能量补充有效性。具体的模拟测试方式可采用现有技术，本发明实施例中不再赘述。
本发明提供一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置较佳的实施例中，所述岩心为长度0.8m-1.5m的整体岩心。
分析单元202，用于通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性。
具体的，采用整体岩心和多测压点岩心模型***，模拟低渗透油藏的温度、压力条件，获得低渗透油藏能量保持系数。利用能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线，可以评价能否建立有效驱替***。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，其中，所述获取单元还包括：
采集模块，用于选取岩心上多个压力点并实时采集每个压力点的压力值；
计算模块，用于计算每个压力值与长度的第一积分面积，同时计算所述岩心在束缚水条件下油相的压力值与长度的第二积分面积；所述长度为所述压力点至所述驱替介质的注入端的距离；
所述计算单元还用于计算所述第一积分面积与第二积分面积的比值，获得所述岩心的能量保持系数。
上述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，其中，所述装置还包括：处理单元，用于当采用多种驱替介质对所述岩心分别进行驱替后，对每种驱替介质的驱替时间进行归一化处理，由所述获取单元获得每种驱替介质下的能量保持系数随时间变化的能量曲线。
本发明实施例提供的，通过对整体岩心进行多点测压，模拟低渗透油藏的温度、压力条件，得到低渗透油藏能量保持系数测试方法。利用能量保持系数可以评价能否建立有效驱替***。在低渗透油藏开采领域具有重大意义。
下面结合附图3、4对本发明做进一步详细地说明。
水驱实施例一：采用规格为4.5cm×4.5cm×100cm的整体无对接低渗透露头长岩心，沿渗流方向均匀布置9个测压点，即相邻两测压点距离12.5cm，通过现有技术中压力自动采集装置进行压力实时采集。长岩芯模拟***进口压力由泵控制，模拟油藏注入压力，出口压力由回压阀控制，模拟开采过程中井底流动压力，实验围压控制为32MPa。
长岩心气测渗透率为1.96×10-3μm2，孔隙度为13.8%，平均孔隙半径为1.234μm。该实验模拟长庆油田低渗透油藏特征，地层水粘度为1mPa.s，矿化度为10000mg/L，模拟原油粘度为1mPa.s，实验步骤如下：
步骤11：将长度为1m的整体岩心在105℃恒温箱中烘干48h；
步骤12：将该岩心放入多测压点岩心模型的长岩心模拟***中，加围压至4MPa；
步骤13：将多测压点岩心模型的长岩心模拟***抽真空24小时至模型内岩心真空度达到-0.1MPa，采用加压法将岩心缓慢饱和地层水，为减小应力敏感效应，饱和过程中岩心净有效应力不超过3MPa，最终使地层水饱和压力达到25MPa，再增加围压至32MPa；
步骤14：使用模拟油造束缚水，恒压7MPa，岩心出口回压5MPa，且逐渐提高驱替压力至25MPa，直到饱和油量达到20倍孔隙体积；
步骤15：进行水驱油，水驱压力25MPa，采出端回压5MPa，实时采集水驱油过程岩心不同位置各测压点压力动态变化，计量采出油水量；
步骤16：利用驱替某一时刻t压力值Pt（x）与长度积分面积以及束缚水条件下油相的压力值Poi与长度积分面积之比计算能量保持系数ηp，计算公式为：
（1）。
具体计算示意图参见图3。（图中t=0表示束缚水饱和度下，即油相单独流动时的压力分布；t=t1代表驱替的任一时刻压力分布情况；S1代表驱替t1时刻压力值与长度得积分面积，S2代表和束缚水条件下油相的压力值与长度的积分面积。
N2驱实施例二：采用规格为4.5cm×4.5cm×100cm的整体无对接低渗透露头长岩心，沿渗流方向均匀布置9个测压点，相邻两测压点距离12.5cm，通过压力自动采集装置进行压力实时采集。长岩芯模拟***进口压力由泵控制，模拟油藏注入压力，出口压力由回压阀控制，模拟开采过程中井底流动压力，实验围压控制为32MPa。
长岩心气测渗透率为1.96×10-3μm2，孔隙度为13.8%，平均孔隙半径为1.234μm。该实验模拟长庆油田低渗透油藏特征，地层水粘度为1mPa.s，矿化度为10000mg/L，模拟原油粘度为1mPa.s，实验步骤如下：
步骤21：将长度为1m的整体岩心在105℃恒温箱中烘干48h；
步骤22：将该岩心放入多测压点岩心模型的长岩心模拟***中，加围压4MPa；
步骤23：将多测压点岩心模型的长岩心模拟***抽真空24小时至模型内岩心真空度达到-0.1MPa，采用加压法将岩心缓慢饱和地层水，为减小应力敏感效应，饱和过程中岩心净有效应力不超过3MPa，最终使地层水饱和压力达到25MPa，再增加围压至32MPa；
步骤24：使用模拟油造束缚水，恒压7MPa，岩心出口回压5MPa，且逐渐提高驱替压力至25MPa，直到饱和油量达到20倍孔隙体积；
步骤25：进行N2驱油，水驱压力25MPa，采出端回压5MPa，实时采集N2驱油过程岩心不同位置各测压点压力动态变化，计量采出油、气量；
步骤26：利用驱替某一时刻t压力值Pt（x）与长度积分面积以及束缚水条件下油相的压力值Poi与长度积分面积之比计算能量保持系数ηp，计算公式为：
（1）。
具体计算示意图参见图3。
CO2驱实施例三：采用规格为4.5cm×4.5cm×100cm的整体无对接低渗透露头长岩心，沿渗流方向均匀布置9个测压点，相邻两测压点距离12.5cm，通过压力自动采集装置进行压力实时采集。长岩芯模拟***进口压力由泵控制，模拟油藏注入压力，出口压力由回压阀控制，模拟开采过程中井底流动压力，实验围压控制为32MPa。
长岩心气测渗透率为1.96×10-3μm2，孔隙度为13.8%，平均孔隙半径为1.234μm。该实验模拟长庆油田低渗透油藏特征，地层水粘度为1mPa.s，矿化度为10000mg/L，模拟原油粘度为1mPa.s，实验步骤如下：
步骤31：将长度为1m的整体岩心在105℃恒温箱中烘干48h；
步骤32：将该岩心放入多测压点岩心模型的长岩心模拟***中，加围压4MPa；
步骤33：将多测压点岩心模型的长岩心模拟***抽真空24小时至模型内岩心真空度达到-0.1MPa，采用加压法将岩心缓慢饱和地层水，为减小应力敏感效应，饱和过程中岩心净有效应力不超过3MPa，最终使地层水饱和压力达到25MPa，再增加围压至32MPa；
步骤34：使用模拟油造束缚水，恒压7MPa，岩心出口回压5MPa，且逐渐提高驱替压力至25MPa，直到饱和油量达到20倍孔隙体积；
步骤35：进行CO2驱油，水驱压力25MPa，采出端回压5MPa，实时采集CO2驱油过程岩心不同位置各测压点压力动态变化，计量采出油水量；
步骤36：利用驱替某一时刻t压力值Pt（x）与长度积分面积以及束缚水条件下油相的压力值Poi与长度积分面积之比计算能量保持系数ηp，计算公式为：
（1）。
具体计算示意图参见图3。
参照图4，示出了本发明水驱、N2驱和CO2混相驱过程驱替前缘每推进12.5cm时对应的能量保持系数示意图。因为气驱和水驱到相同效果（相同含油饱和度）的前提下，两者所用的时间相差很大，为了便于直观对比，将其时间进行归一化，所以用无因次时间。
能量保持系数表征驱替过程中压力保持水平,揭示压力传递性和能量补充有效性。由图4可以看出：由能量保持系数ηp可知，水驱油能量保持系数随时间先下降后上升，存在拐点，初期降低较快，最低降低为63%，后期缓慢上升。N2驱油能量保持系数呈单调递增，最终保持在125%，驱替过程中地层能量补充充分。CO2混相驱油能量保持系数先上升后下降，存在拐点，混相结束后，压力保持水平降至112%，驱替过程地层能量充分。高渗透岩心水驱有效压力系数约100%，水驱对油藏压力***影响较小。低渗透水驱应优化井网、井距，尽量保持地层能量。以此得出低渗透油藏驱替有效性。
本发明实施例既采用了水驱又采用了气驱，即涉及了混相驱又涉及了非混相驱，且给出了详细的实验步骤及评价方法，并得出了有价值的符合事实的结论。由此可见，进一步地，采用类似的方法，可以利用该实验中建立的能量保持系数ηp来判断任意一个低渗透油藏驱替***的有效性。
以上所述的具体实施方式，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方式而已，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。
Claims (8)
1.一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其特征在于，包括：
选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；
通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性；
获得所述岩心的能量保持系数包括：
选取岩心上多个压力点并实时采集每个压力点的压力值；
计算每个压力值与长度的第一积分面积，同时计算所述岩心在束缚水条件下油相的压力值与长度的第二积分面积；所述长度为所述压力点至所述驱替介质的注入端的距离；
计算所述第一积分面积与第二积分面积的比值，获得所述岩心的能量保持系数。
2.如权利要求1所述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述能量曲线递增，则所述驱替的能量保持高；
当所述能量曲线递减，则所述驱替的能量保持低。
3.如权利要求1所述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其特征在于，多个所述压力点沿所述岩心的渗流方向均匀分布。
4.如权利要求1所述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其特征在于，所述驱替包括：混相驱替以及非混相驱替。
5.如权利要求1所述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其特征在于，当采用多种驱替介质对所述岩心分别进行驱替后，对每种驱替介质的驱替时间进行归一化处理，获得每种驱替介质下的能量保持系数随时间变化的能量曲线。
6.如权利要求1所述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的方法，其特征在于，所述岩心为长度0.8m-1.5m的整体岩心。
7.一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，其特征在于，所属装置包括：
获取单元，用于选取岩心进行驱替，并获得所述岩心的能量保持系数随驱替时间变化的能量曲线；所述能量保持系数为所述岩心在驱替过程中的压力保持状态；
分析单元，用于通过所述能量曲线的变化，评价该驱替的有效性；
所述获取单元还包括：
采集模块，用于选取岩心上多个压力点并实时采集每个压力点的压力值；
计算模块，用于计算每个压力值与长度的第一积分面积，同时计算所述岩心在束缚水条件下油相的压力值与长度的第二积分面积；所述长度为所述压力点至所述驱替介质的注入端的距离；
所述计算模块还用于计算所述第一积分面积与第二积分面积的比值，获得所述岩心的能量保持系数。
8.如权利要求7所述的一种评价低渗透油藏驱替有效性的装置，其特征在于，所述装置还包括：处理单元，用于当采用多种驱替介质对所述岩心分别进行驱替后，对每种驱替介质的驱替时间进行归一化处理，由所述获取单元获得每种驱替介质下的能量保持系数随时间变化的能量曲线。
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Also Published As
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