CN109558963B - 一种水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法，属于油田开发技术领域。本发明首先根据油藏地质研究资料确定表征剩余油分布所需的特征参数，然后根据所确定的特征参数建立油藏高含水储层中油气的运移模型；最后根据所建立的运移模型确定油井停产期间内圈闭中聚集的油气数量。本发明充分考虑了重力的作用，能够准确预测出水驱油藏高含水储层剩余油分布情况，能够有效分析评价水淹层剩余油在重力作用下的形成过程及富集部位，指导水淹层剩余油重新挖潜，进一步提高了油藏采收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法，属于油田开发技术领域。
背景技术
我国石油产量80％以上产自注水开发油田，注水是油田采油的重要且是主要方式。随着时间的推移，油田注水开发逐步深入，国内很多油田已进入高含水、特高含水采油期。这一阶段的油田开发主要表现为综合含水高、采出程度高、储采比低、采收率低，平均采收率不到35％，也就是说地下仍然赋存较多剩余油，这些未被采出的剩余油对于增加产量和提高采收率是一个巨大的潜力，因此，研究分析剩余油的形成与富集方法受到广泛关注。
利用地震技术、测井、岩心分析、示踪剂测试、开发地质学方法、油藏工程综合分析法、油藏数值模拟法等多种方法均可确定剩余油的分布状况，目前现场实践中常用的油藏剩余油研究方法主要有三种：一是依据油水井注采状况及监测资料的宏观剩余油定性研究，该方法主要是在储层研究的基础上利用油藏注水开发过程中的监测资料分析层间潜力层及平面上的潜力部位，此方法评价剩余油分布不易准确确定剩余油潜力大小；二是运用油藏工程综合分析法的半定量研究，该方法主要依据岩心水驱油实验资料建立不同沉积微相或不同渗透率级别储层的注入倍数与含水率的关系图版，在分层批分注水量及产出量的基础上确定流动单元注采网块内的含水率大小，并绘制各小层含水分级图以确定油层目前的剩余油分布状况，此方法评价剩余油分布状况是以注采网块为单元，具体到某一具***置的含水率不易确定；三是使用计算机进行油藏数值模拟的剩余油定量研究，油藏数值模拟是应用数值计算方法研究油气藏中多相流体渗流规律的技术，它应用数学模型通过流体力学的方法重现油田开发的实际过程，其基本原理是把产出及注入动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合，最终明确剩余储量的分布状况，该方法用来评价剩余储量能够明确当前剩余油分布状况，但其忽视了油气在重力作用下的运移情况。
含水储层中油气受重力作用的影响一直处于运动状态，在停止开采的储层中，重力分异作用是油气重新运移聚集的主要力量，上述多种剩余油研究方法均忽略了剩余油的这种动态运移过程，在高含水储层停止开发后，剩余油会在重力的作用下向有利圈闭重新运移聚集，而目前的油藏剩余油分布预测大都没有考虑油气的重力作用，导致预测结果不够准确，影响油藏的采收。
发明内容
本发明的目的是提供一种水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法，以解决目前油藏剩余油分布预测没有考虑油气的重力作用，导致预测结果不够准确的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法，该预测方法包括以下步骤：
1)根据油藏地质研究资料，确定表征剩余油分布所需的特征参数，所述的特征参数包括油藏的地层、岩石物理参数和流体性质参数；
2)根据所确定的特征参数建立油藏高含水储层中油气的运移模型，并根据所建立的运移模型确定油井停产期间内圈闭中聚集的油气数量。
本发明充分考虑了重力的作用，以重力分异作用为指导思想，建立油气运移速率模型和聚集模型，能够准确预测出水驱油藏高含水储层剩余油分布情况，能够有效分析评价水淹层剩余油在重力作用下的形成过程及富集部位。
进一步地，所述运移模型的建立过程如下：
A.根据重力分异作用原理，建立油滴能够运移时所受浮力与阻力之间的关系；
B.根据达西定律和步骤A中的浮力与阻力之间的关系建立油气运移速率模型；
C.利用以圈闭为中心的油气运移距离和泄油面积，以及油气运移速率模型确定圈闭内在油井停产期间的聚集的油气量。
进一步地，所述步骤C所确定的油气量为：
其中V为油滴高度差；ρw为水的密度；ρo为油滴密度；g为重力加速度；α为地层倾角；σ为油水界面张力；θ为润湿角；rt为喉道半径；rp为孔隙半径；k为储层渗透率；μ为流体粘度；L为孔道长度；φ为平均有效孔隙度；so为可动油饱和度；
为圆心角；h为储层平均有效厚度；N为油气在圈闭内的聚集量。
进一步地，所述步骤B建立的油气运移速率模型为：
其中v为流体运移速率；F1为油气向上浮力分量；Pc为毛管力；V为油滴高度差；ρw为水的密度；ρo为油滴密度；g为重力加速度；α为地层倾角；σ为油水界面张力；θ为润湿角；rt为喉道半径；rp为孔隙半径；k为储层渗透率；μ为流体粘度；L为孔道长度。
进一步地，该方法还包括根据圈闭中聚集的油气数量选择有利圈闭，并对有利圈闭实施剩余油再次挖潜。本发明能够指导水淹层剩余油重新挖潜，进一步提高油藏采收率。
附图说明
图1为本发明实现高含水储层剩余油分布评价挖潜的流程图；
图2为本发明中高含水储层油气在重力作用下分异向上运移示意图；
图3为本发明中高含水储层油气在倾斜地层中向上倾方向运移示意图；
图4为本发明中高含水储层剩余油在圈闭中重新富集示意图；
图5为本发明中高含水储层倾角为α时，油气受力分解示意图；
图6为本发明中使用某油藏特征参数建立的油气运移速率与地层倾角关系模型。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
在重力作用下，密度不同的混合液体具有上下分层的趋势，油藏中的油水混合物在重力作用下同样具有重新分异的现象，而且储层物性越好，在重力作用下油水分异的速率越快。本发明充分考虑重力的作用，能够有效分析评价水淹层剩余油在重力作用下的形成过程及富集部位，首先根据油藏地质研究资料确定表征剩余油分布所需的特征参数，然后根据所确定的特征参数建立油藏高含水储层中油气的运移模型；最后根据所建立的运移模型确定油井停产期间内圈闭中聚集的油气数量。该方法的流程如图1所示，下面结合某一具体的油藏区域为例进行说明，该实例中高含水储层油气在重力作用下重新分异运移示意如图2所示，能够直观反映油气在重力作用下向上运移的趋势，图3为地层倾斜时，油气将沿倾斜方向向上运移；油气运移过程中遇到有利圈闭则富集起来，如图4所示；地层倾斜时的储层中剩余油受力分解如图5所示。
该方法的具体实施过程如下。
1.根据油藏地质研究资料确定表征剩余油分布所需的特征参数。
获取油藏地址基础研究资料，确定表征剩余油分布所需的特征参数，本发明所需的参数包括油藏地层参数、岩石物理参数和流体性质参数，具体地，所需特征参数包括平均地层倾角、储层平均渗透率、平均孔喉半径、地下原油密度、地下原油粘度和地层水密度。本实施例中获取的某具体油藏剩余油分布所需特征参数如下：地层参数包括：地层倾角约为16°～36°；岩石物理参数包括：渗透率取值100×10-3μm2，储层孔喉半径平均值为6μm，储层平均有效厚度5.5m，平均有效孔隙度19.8％，残余油饱和度31.3％；流体性质参数包括：地下原油密度0.75g/cm3，粘度1.8mpa.s，地下油水界面张力为20-30×10-5N/cm。
2.根据所确定的特征参数建立油藏高含水储层中油气的运移模型。
A.基于重力作用建立储层中油滴微观受力状况。
依据重力分异作用原理，根据油滴高度差、水的密度、油滴密度、重力加速度、地层倾角、油水界面张力、润湿角、喉道半径和孔隙半径建立油滴能够运移时所受浮力与阻力之间的关系，如式(1)：
其中F1为油气向上浮力分量；V为油滴高度差；ρw为水的密度；ρo为油滴密度；g为重力加速度；α为地层倾角；σ为油水界面张力；θ为润湿角；rt为喉道半径；rp为孔隙半径。
B.基于特征参数间的关系建立油气运移速率模型。
根据达西定律(2)和水力学公式(3)，建立油气运移速率模型，如式(4)所示：
Q＝vA (3)
其中F1为油气向上浮力分量；Pc为毛管力；Q为孔道截面流量；k为储层渗透率；A为孔道截面面积；Δp为孔道两端压力差；μ为流体粘度；L为孔道长度；v为流体运移速率。
从公式(4)可以看出，油气运移聚集速率与储层渗透率成正比，与地层倾角成正相关，与运移距离成反比。
C.基于油气运移速率模型建立油气聚集模型。
依据以圈闭为中心的油气运移距离(5)和泄油面积(6)，确立圈闭内在油井停产期间聚集的油气数量(7)。
l＝v·t (5)
其中N为油气在圈闭内的聚集量，t为油气运移时间(从油水停产时算起)；S为油气运移的面积；h为储层平均有效厚度；φ为平均有效孔隙度；so为可动油饱和度；
为圆心角。
式(7)反应出了影响圈闭中油气聚集数量的因素主要有油气运移速率、运移时间(油井停产时间)、储层有效厚度、储层有效孔隙度以及可动油饱和度。
在计算过程中，考虑到该油藏润湿角θ很小，cosθ≈1，该油藏泄油半径L为200m。
本实施例利用公式(4)的油气运移速率模型，制作该油藏的油气运移速率与地层倾角关系图版，如图6所示，利用该图版可以确定出不同地层倾角下的油气运移速率，比如地层倾角为30°时，可确定出该油藏油气运移速率为每年运移20.9m，同时利用油气聚集模型，确定出圈闭内在油井停产期间的油气聚集数量。在计算过程中，考虑到该油藏润湿角θ很小，cosθ≈1，该油藏泄油半径L为200m。在确定注水开发油藏高含水、特高含水储层油气聚集量时，需要给定该储层地层倾角值(比如28°)及油气聚集时间(比如10年)。基于上述剩余油分布评价方法可确定出该油藏构造高部位某油井位置14年后的石油聚集量为1648t，该井控制面积0.02km2，地层倾角26°。
3.分析剩余油运移后的聚集部位，并通过油水井实施挖潜。
分析油气运移后的有利聚集部位，即是寻找有利圈闭位置，包括构造圈闭、岩性圈闭及复合圈闭，在确定聚集的油气数量达到了经济开采价值后，实施工艺技术措施，对圈闭内的剩余油进行挖潜。在本实施例的油藏中，剩余油气重新聚集部位为构造高部位，利用油水井实施挖潜，上述某油井通过实施再次射孔作业，初期日增油9.6t。
本发明以重力分异作用为指导思想，以评价挖潜剩余油为目的，建立起油气运移速率模型和聚集模型，并确定油井停产期内剩余油重新聚集的机理，同时分析油气有利聚集部位，形成了新的剩余油分布预测方法。该方法针对注水开发油田进入高含水、特高含水开发期提出的，该方法很好地解释了高含水、特高含水储层有利圈闭内剩余油重新富集的水动力学机理，在富集到具有经济开采价值的基础上，可以制定实施有效的剩余油挖潜措施。
Claims (2)
1.一种水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：
1)根据油藏地质研究资料，确定表征剩余油分布所需的特征参数，所述的特征参数包括油藏的地层、岩石物理参数和流体性质参数；
2)根据所确定的特征参数建立油藏高含水储层中油气的运移模型，并根据所建立的运移模型确定油井停产期间内圈闭中聚集的油气数量；
所述步骤2)包括以下步骤：
A.根据重力分异作用原理，建立油滴能够运移时所受浮力与阻力之间的关系；
B.根据达西定律和步骤A中的浮力与阻力之间的关系建立油气运移模型；
C.利用以圈闭为中心的油气运移距离和泄油面积，以及油气运移模型确定圈闭内在油井停产期间的聚集的油气量；
所述步骤C所确定的油气量为：
其中V为油滴高度差；ρw为水的密度；ρo为油滴密度；g为重力加速度；α为地层倾角；σ为油水界面张力；θ为润湿角；rt为喉道半径；rp为孔隙半径；k为储层渗透率；μ为流体粘度；L为孔道长度；φ为平均有效孔隙度；so为可动油饱和度；
为圆心角；h为储层平均有效厚度；N为油气在圈闭内的聚集量；S为油气运移的面积；v为流体运移速率；
所述步骤B建立的油气运移模型为：
其中v为流体运移速率；F1为油气向上浮力分量；Pc为毛管力；V为油滴高度差；ρw为水的密度；ρo为油滴密度；g为重力加速度；α为地层倾角；σ为油水界面张力；θ为润湿角；rt为喉道半径；rp为孔隙半径；k为储层渗透率；μ为流体粘度；L为孔道长度；Δp为孔道两端压力差。
2.根据权利要求1所述的水驱油藏高含水储层剩余油分布预测方法，其特征在于，该方法还包括根据圈闭中聚集的油气数量选择有利圈闭，并对有利圈闭实施剩余油再次挖潜。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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