CN104806231A

CN104806231A - 稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法

Info

Publication number: CN104806231A
Application number: CN201410039138.2A
Authority: CN
Inventors: 李伟忠; 刘西雷; 牛丽娟; 王玉环; 梁金萍; 路言秋; 安洁; 陈明铭; 赵衍彬; 吴兆徽; 崔卫东; 宿文浩; 孙钰; 韩文杰; 战艾婷
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shengli Geological Scientific Reserch Institute
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shengli Geological Scientific Reserch Institute
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2034-01-27
Also published as: CN104806231B

Abstract

本发明提供一种稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，该稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法包括：步骤1，根据水淹层地层水分析化验资料或者测井曲线数据，确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率；步骤2，在确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率的基础上，根据取心井的岩石电阻率实验数据，利用阿尔奇公式，计算油藏含水饱和度S_w；步骤3，根据计算的油藏含水饱和度S_w和取心井油水相对渗透率试验数据，计算水淹层驱油效率η；以及步骤4，建立稠油吞吐水淹程度判断标准，实现稠油吞吐水淹程度的定量判断与识别。该稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法具有较好的操作性，利于推广，为稠油油藏吞吐水淹层的精细描述提供了切实可行的方法。

Description

稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法。

背景技术

目前，各大油田水淹评价的主要对象为水驱稀油油藏（原油粘度值一般小于50mPa·s，原油密度小于0.9200g/cm³），其评价方法并不适用于蒸汽吞吐稠油油藏（原油粘度值一般大于50mPa·s，原油密度大于0.9200g/cm³），主要体现在以下几个方面：

1、稠油注蒸汽吞吐开发是一个间歇式生产方式，其开发过程为注蒸汽——焖井——采油——注蒸汽，与注水驱动连续开采最大的区别就是生产过程中产液的组分是不稳定的，不能从产水率上来直观的判断水淹程度；

2、稠油注蒸汽吞吐开采过程中注入的蒸汽密度小，在注入后会向油层上方移动发生超覆现象，从注汽中心向远处蒸汽逐渐冷凝变为水，由于重力作用冷凝水向下移动并造成油层底部水淹。所以离吞吐井近的容易造成顶部水淹，离吞吐井远的以底部水淹为主。蒸汽冷凝水的矿化度低，属于淡水水淹。与水驱开发稀油油藏的边底水水淹有较大区别。

为了准确描述稠油油藏蒸汽吞吐水淹规律，需要建立新的评价方法。为此我们发明了稠油蒸汽吞吐水淹定量评价方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现了稠油蒸汽吞吐水淹程度定量评价的目的的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，该稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法包括：步骤1，根据水淹层地层水分析化验资料或者测井曲线数据，确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率；步骤2，在确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率的基础上，根据取心井的岩石电阻率实验数据，利用阿尔奇公式，计算油藏含水饱和度S_w；步骤3，根据计算的油藏含水饱和度S_w和取心井油水相对渗透率试验数据，计算水淹层驱油效率η；以及步骤4，建立稠油吞吐水淹程度判断标准，实现稠油吞吐水淹程度的定量判断与识别。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，对于有地层水水分析数据的井，采用本井目的层位的水分析资料确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z，在地层混合盐溶液中，以18℃时的NaCl溶液为标准，确定出其他各种溶液与NaCl溶液具有相同电导率时各种离子的等效系数K_i，然后计算出等效NaCl总矿化度P_we：

P_we=∑K_i×P_i (式1)

式中：P_i与K_i—分别为第i种离子的矿化度与等效系数，

根据等效NaCl总矿化度，查图版即可求出地层温度条件下的稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z。

在步骤1中，对于没有水分析数据的井，采用自然电位测井曲线数据近似求取稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z，自然电位测井曲线数据进行井眼、侵入、层厚以及过滤电位影响等校正以后，通过以下公式进行稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z的计算：

SSP=-K×lg(R_mft/R_z) (式2)

式中：

SSP—地层的静止自然电位值，mV；

K—自然电位系数，μm²；

R_mft—t℃时泥浆滤液电阻率，Ω·ｍ；

R_z—水淹层混合地层水电阻率，Ω·ｍ；

由式2可得

lgR_z=-SSP/K+lgR_mft (式3)

在式3中，SSP可由经过校正后的自然电位值求得，

K可由下式求出：

K = 70.7 \times \frac{273 + t}{273 + 25}

(式4)

式中t为泥浆滤液温度，℃；

R_mft可由标准温度下的泥浆电阻率凡换算得到，因此稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z可由式3和式4联立求得。

在步骤2中，计算油藏含水饱和度S_w的计算公式为：

S_{w} = \sqrt[n]{\frac{a \times b \times R_{z}}{R_{t} \times φ^{m}}}

(式5)

式中：

a、b—岩性系数；

m—胶结指数；

n—饱和度指数；

R_t—油层电阻率，Ω·ｍ；

R_z—水淹层混合地层水电阻率，Ω·ｍ；

式中岩性系数a、b和胶结指数m、饱和度指数n只与岩性有关，它们表示油水在孔隙中的分布状况对含油岩石电阻率的影响，通过取心井岩电实验数据得到。

，在步骤3中，计算水淹层驱油效率η的计算公式为：

η = \frac{S_{w} - S_{wi}}{1 - S_{wi}}

(式6)

式中：

η—水淹层驱油效率，%；

S_w—水淹层当前含水饱和度，f；

S_wi—水淹层原始束缚水饱和度，f。

在步骤4中，根据计算的水淹层驱油效率η确定的稠油吞吐水淹程度判断标准为：

未水淹：η≤5%；

弱水淹：5%＜η≤20%；

中水淹：20%＜η≤40%；

强水淹：40%＜η≤60%；

特强水淹：η＞60%。

本发明中的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，技术思路清楚、应用简单，建立了稠油蒸汽吞吐水淹定量评价方法，具有较好的操作性，具有创新性、实用性，利于推广，为稠油油藏吞吐水淹层的精细描述提供了切实可行的方法。

附图说明

图1为本发明的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法的一具体实施例的流程图。

在步骤101，根据水淹层地层水分析化验资料或者测井曲线数据，确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率。对于有地层水水分析数据的井，采用本井目的层位的水分析资料确定蒸汽吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z。在地层混合盐溶液中，由于各种离子的迁移率不同，因而其导电能力也不相同。一般以18℃时的NaCl溶液为标准(即取Na⁺，Cl^-离子的加权系数为1)，确定出其他各种溶液与NaCl溶液具有相同电导率时各种离子的等效系数K_i，然后计算出等效NaCl总矿化度P_we：

P_we=∑K_i×P_i (式1)

式中：P_i与K_i—分别为第i种离子的矿化度与等效系数。

根据等效NaCl总矿化度，查图版即可求出地层温度条件下的吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z。

对于没有水分析数据的井，可以用自然电位测井曲线（SP）数据近似求取地层水（混合液）电阻率R_z。SP曲线数据进行井眼、侵入、层厚以及过滤电位影响等校正以后，可以通过以下公式进行混合液电阻率的计算：

SSP=-K×lg(R_mft/R_z) (式2)

式中：

SSP—地层的静止自然电位值，mV；

K—自然电位系数，μm²；

R_mft—t℃时泥浆滤液电阻率，Ω·ｍ；

R_z—水淹层混合地层水电阻率，Ω·ｍ；

由公式2可得

lgR_z=-SSP/K+lgR_mft (式3)

在式3中，SSP可由经过校正后的自然电位值求得。

K可由下式求出：

K = 70.7 \times \frac{273 + t}{273 + 25}

(式4)

式中t为泥浆滤液温度，℃；

R_mft可由标准温度下的泥浆电阻率凡换算得到，因此R_z可由(式3)和(式4)联立求得。流程进入到步骤102。

在步骤102，在确定混合液电阻率的基础上，根据取心井的岩石电阻率实验数据，利用阿尔奇（Archie）公式，计算油藏含水饱和度S_w，计算公式为；

S_{w} \sqrt[n]{\frac{a \times b \times R_{z}}{R_{t} \times φ^{m}}}

(式5)

式中：

a、b—岩性系数；

m—胶结指数；

n—饱和度指数；

R_t—油层电阻率，Ω·ｍ；

R_z—水淹层混合地层水电阻率，Ω·ｍ；

式中岩性系数a、b和胶结指数m、饱和度指数n只与岩性有关，它们表示油水在孔隙中的分布状况对含油岩石电阻率的影响，可通过取心井岩电实验数据得到。流程进入到步骤103。

在步骤103，根据计算的含水饱和度S_w和取心井油水相对渗透率试验数据，计算水淹层驱油效率η。在步骤3中，在以上基础上，根据取心井油水相对渗透率试验数据，可计算水淹层驱油效率η，其计算公式为：

η = \frac{S_{w} - S_{wi}}{1 - S_{wi}}

(式6)

式中：

η—水淹层驱油效率，%；

S_w—水淹层当前含水饱和度，f；

S_wi—水淹层原始束缚水饱和度，f；

由此可以计算水淹层驱油效率η。流程进入到步骤104。

在步骤104，建立稠油吞吐水淹程度判断标准，最终实现稠油吞吐水淹程度的定量判断与识别。在步骤4中，根据计算的水淹层驱油效率η，结合已知取心井岩心分析以驱油效率与投产初期生产情况，建立了稠油吞吐水淹程度判断标准：

未水淹：η≤5%；

弱水淹：5%＜η≤20%；

中水淹：20%＜η≤40%；

强水淹：40%＜η≤60%；

特强水淹：η＞60%；

依据以上标准，可实现稠油吞吐水淹程度的定量判断与识别。流程结束。

在应用本发明的一具体实施例中，孤岛油田中二北Ng5稠油1992年投入热采开发，目前，中二北Ng5目前投产井数133口，平均单井日油能力4.11t，综合含水86.6%，累油265.6万吨，采出程度25.8%，累积油气比2.53，区块已进入高含水阶段。针对以上情况，对该块10余口新钻井进行了稠油蒸汽吞吐水淹层定量解释与评价，包括了以下步骤：

在步骤1中，对于孤岛油田中二北Ng5稠油热采区新钻井A井3号层，利用该井地层水水分析数据，其Cl^-离子含量2877.53mg/L,HCO₃ ^-离子含量467.90mg/L,Ca²⁺离子含量77.60mg/L,Mg²⁺离子含量10.03mg/L,Na⁺+K⁺离子含量1935.26mg/L,由式1可得：

P_we=2877.53×1.0+467.90×0.42+77.6×0.96+10.03×1.4+1935.26×1.0=5097.85（mg/L）

根据等效NaCl总矿化度5097.85mg/L及地温60℃，查图版得出水淹层混合地层水电阻率R_z为0.60Ω·ｍ。同时根据式2～式4，利用测井曲线计算的水淹层混合地层水电阻率R_z为0.58Ω·ｍ，两者对应情况较好。最终，水淹层混合地层水电阻率R_z取值0.60Ω·ｍ。

在步骤2中，根据取心井岩石电阻率参数测定实验数据，得到该块目的层岩性系数a=0.7334，b=1.1934，m=1.3644，n=1.7934，代入阿尔奇公式（Archie）可以计算目的层含水饱和度S_w=0.5211。

在步骤3中，根据取心井油水相对渗透率试验数据可得S_wi=0.1890，在以上基础上，由式可计算水淹层驱油效率η=40.95%。

在步骤4中，根据稠油吞吐水淹程度判断标准：

未水淹：η≤5%；

弱水淹：5%＜η≤20%；

中水淹：20%＜η≤40%；

强水淹：40%＜η≤60%；

特强水淹：η＞60%；

该井目的层驱油效率40%＜η≤60%，依据以上标准判断该层水淹程度为强水淹。

根据该井投产后目的层的生产情况（表1）对比，评价结果与实际生产情况符合程度较好。

表1孤岛油田中二北A井3号层水淹层定量评价表

对于孤岛油田中二北Ng5稠油12口新钻井进行了稠油蒸汽吞吐水淹层定量解释与评价，评价结果与新井投产生产情况吻合程度大于90%，实现了稠油热采水淹蒸汽吞吐水淹定量评价，提高了对稠油热采水淹层的剩余油描述的精度，为稠油吞吐后开发方式转变提供物质基础，取得了显著的经济效益。

Claims

1.稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，其特征在于，该稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法包括：

步骤1，根据水淹层地层水分析化验资料或者测井曲线数据，确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率；

步骤2，在确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率的基础上，根据取心井的岩石电阻率实验数据，利用阿尔奇公式，计算油藏含水饱和度S_w；

步骤3，根据计算的油藏含水饱和度S_w和取心井油水相对渗透率试验数据，计算水淹层驱油效率η；以及

步骤4，建立稠油吞吐水淹程度判断标准，实现稠油吞吐水淹程度的定量判断与识别。

2.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，其特征在于，在步骤1中，对于有地层水水分析数据的井，采用本井目的层位的水分析资料确定稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z，在地层混合盐溶液中，以18℃时的NaCl溶液为标准，确定出其他各种溶液与NaCl溶液具有相同电导率时各种离子的等效系数K_i，然后计算出等效NaCl总矿化度P_we：

P_we=∑K_i×P_i (式1)

式中：P_i与K_i—分别为第i种离子的矿化度与等效系数，

3.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，其特征在于，在步骤1中，对于没有水分析数据的井，采用自然电位测井曲线数据近似求取稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z，自然电位测井曲线数据进行井眼、侵入、层厚以及过滤电位影响等校正以后，通过以下公式进行稠油吞吐水淹层混合地层水电阻率R_z的计算：

SSP=-K×lg(R_mft/R_z) (式2)

式中：

SSP—地层的静止自然电位值，mV；

K—自然电位系数，μm²；

R_mft—t℃时泥浆滤液电阻率，Ω·ｍ；

R_z—水淹层混合地层水电阻率，Ω·ｍ；

由式2可得

lgR_z=-SSP/K+lgR_mft (式3)

在式3中，SSP可由经过校正后的自然电位值求得，

K可由下式求出：

K = 70.7 \times \frac{273 + t}{273 + 25}

(式4)

式中t为泥浆滤液温度，℃；

4.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，其特征在于，在步骤2中，计算油藏含水饱和度S_w的计算公式为：

S_{w} \sqrt[n]{\frac{a \times b \times R_{z}}{R_{t} \times φ^{m}}}

(式5)

式中：

a、b—岩性系数；

m—胶结指数；

n—饱和度指数；

R_t—油层电阻率，Ω·ｍ；

R_z—水淹层混合地层水电阻率，Ω·ｍ；

5.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，其特征在于，在步骤3中，计算水淹层驱油效率η的计算公式为：

η = \frac{S_{w} - S_{wi}}{1 - S_{wi}}

(式6)

式中：

η—水淹层驱油效率，%；

S_w—水淹层当前含水饱和度，f；

S_wi—水淹层原始束缚水饱和度，f。

6.根据权利要求1所述的稠油蒸汽吞吐水淹层的定量评价方法，其特征在于，在步骤4中，根据计算的水淹层驱油效率η确定的稠油吞吐水淹程度判断标准为：

未水淹：η≤5%；

弱水淹：5%＜η≤20%；

中水淹：20%＜η≤40%；

强水淹：40%＜η≤60%；

特强水淹：η＞60%。