CN103544368A - 微观驱油实验波驱贡献比计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微观驱油实验波驱贡献比计算方法，该微观驱油实验波驱贡献比计算方法包括：计算采收率的增加值ΔE；根据采收率的增加值ΔE和驱油效率增加的油的增加值，计算驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD；根据采收率的增加值ΔE和驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD，计算波及系数对提高采收率的贡献值Δη；以及计算波驱贡献比Ф，该波驱贡献比Ф为波及系数对提高采收率的贡献值Δη与驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD的比值。

Description

微观驱油实验波驱贡献比计算方法

技术领域

本发明涉及石油、天然气等地下流体在多孔介质内的渗流理论研究，特别是涉及到一种微观驱油实验波驱贡献比计算方法。

背景技术

根据体视学原理,三维空间内特征点的特征可以用二维截面内特征点的特征值来表征，图像分析法是铸体薄片孔隙特征参数处理的传统方法，上世纪80年代就被引用到微观驱油实验中达到定量描述的目的。主要是进行模型驱油效率（采收率）的计算，并生成分析曲线。随着石油开采储层由常规I类油藏转向高温高盐等II、III类油藏，驱油体系也由常规的聚合物、二元复合驱等扩展为非均相复合驱、泡沫复合驱等，多样性和复杂性为微观驱油领域的研究提出了巨大的挑战，需要深层次地分析其驱油机理。

驱油体系能够提高水驱后的采收率，而认识波及系数、驱油效率对提高采收率的贡献率，深化各驱油体系的主控机理是非常重要的方面。为此我们发明了一种新的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可为驱油体系在不同条件下的微观机理认识提供标识作用和强化作用的微观驱油实验波驱贡献比计算方法。   

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：微观驱油实验波驱贡献比计算方法，该微观驱油实验波驱贡献比计算方法包括：步骤1，根据水驱后模型采收率Er1和水驱后聚合物驱模型采收率Er2，计算采收率的增加值ΔE；步骤2，根据该采收率的增加值ΔE和驱油效率增加的油的增加值，计算驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD；步骤3，根据该采收率的增加值ΔE和该驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD，计算波及系数对提高采收率的贡献值Δη；以及步骤4，计算波驱贡献比Ф，该波驱贡献比Ф为该波及系数对提高采收率的贡献值Δη与该驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD的比值。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，采用微观图像分析面积法计算该水驱后模型采收率Er1和该水驱后聚合物驱模型采收率Er2，以得到该采收率的增加值ΔE＝Er2－Er1。

在采用微观图像分析面积法时，模型饱和油后，在注入驱油体系以前，得到采集图像的油面积N，等效于饱和油量，实验驱替结束后，得到图像的油面积No，等效于残余油量，则采收率Er为： 

 

在步骤2中，采收率Er为驱油效率D与波及系数η之积，即

，根据ΔE＝Er2－Er1和可知：

ΔE＝η2×D2－η1×D1

   ＝（η2－η1）D2＋η1（D2-D1)

其中，η1（D2-D1)是由于聚合物驱比水驱驱油效率提高所开采的原油，即该驱油效率增加的油的增加值。

（η2－η1）D2是由于聚合物驱比水驱波及面积提高所开采的原油，即波及系数的增加的油的增加值。

该驱油效率增加的油的增加值为在水驱过程波及区域内剩余油面积与聚合物驱后剩余油面积之差，采用微观图像分析面积法计算该驱油效率增加的油的增加值，该驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD为该驱油效率增加的油的增加值与该采收率的增加值ΔE的比值。

该微观驱油实验波驱贡献比计算方法还包括在步骤4之后，进行误差分析，以减小由于采用微观图像分析面积法计算而引起的误差。

本发明中的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，涉及微观渗流实验分析，是研究石油天然气等地下流体在多孔介质内渗流规律的重要方法。随着地质条件日趋复杂，开采难度越发困难，在微观驱油实验中仅仅知道采收率的结果不能满足日益复杂的驱油机理分析的要求，更需要搞清楚是驱油效率的提高还是扩大波及的结果。在此基础上创立波驱贡献比概念，建立了两个重要参数波及系数对提高采收率的贡献值和洗油效率对提高采收率的贡献值的计算方法。该方法的建立能够定量的表征出驱油效率和波及系数在驱油体系提高采收率中的影响值，为深入剖析驱油体系提高采收率的作用机理明确了切入点，为机理研究拓展了新思路。

附图说明

图1为本发明的微观驱油实验波驱贡献比计算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。

本发明研究重点的是“提高采收率”，因而至少具备两个驱替过程，类似于现场中的三次采油，例如水驱后实施聚合物驱、聚驱后实施二元复合驱等等。本发明的计算基础是图像面积法计算采收率，即各个驱替过程的采收率计算。如图1所示，图1为本发明的微观驱油实验波驱贡献比计算方法的流程图。

在步骤101，根据水驱后模型采收率Er1和水驱后聚合物驱模型采收率Er2，计算采收率的增加值ΔE。模型饱和油后，在注入驱油体系以前，得到采集图像的油面积N，等效于饱和油量；实验驱替结束后，得到图像的油面积No，等效于残余油量。则采收率为： 

                              

根据如上公式，可以利用微观图像分析面积法计算水驱后模型采收率Er1和水驱后聚合物驱模型采收率Er2，可知采收率的增加值ΔE＝Er2－Er1，是微观试验的研究对象。流程进入到步骤102。

在步骤102，根据采收率的增加值ΔE和驱油效率增加的油的增加值，计算驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD。

该计算采用导出法，按照“降低误差”的原则，在图像法计算中，油面积的提取要比波及孔隙的划分更加容易，因此尽量多的使用油面积而尽量少的计算波及孔隙。

根据步骤101中的水驱后模型采收率Er1和水驱后聚合物驱模型采收率Er2，可知采收率的增加值ΔE＝Er2－Er1，是微观试验的研究对象。ΔE产生的原因是驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD和波及系数对提高采收率的贡献值Δη。

波及系数是指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比。波及系数的计算方法包括直观法和推倒法。在采用直观法计算时，波及系数η是驱油体系前缘波及到的孔隙面积A_r与整个模型孔隙面积A之比，则

。

在采用推导法计算波及系数η时，根据公式

，则：波及系数为：

其中，E_r为模型采收率，D为驱油效率。

在实践计算中，模型孔隙面积A_r的确定是根据烘干模型的孔隙提取图（骨架背景图）得到，其中非孔隙部分面积对于直观法计算有影响。但是由于在图像法计算中，油面积的提取要比波及孔隙的划分更加容易，此处不通过直观法计算波及系数η。

驱油效率，即洗油效率。实验驱油完成后，提取波及孔隙内的油面积Aor，等效于残余油饱和度；对应的波及孔隙内饱和油时模型油面积Aoi，等效于原始油饱和度。

则驱油效率：       

根据公式ΔE＝Er2－Er1和

可知：

ΔE＝η2×D2－η1×D1

根据以上公式进行推导

ΔE＝η2×D2－η1×D1

   ＝η2×D2－η1×D1＋η1×D2－η1×D2

   ＝（η2－η1）D2＋η1（D2-D1)

其中，η1（D2-D1)是由于聚合物驱比水驱驱油效率提高所开采的原油，也就是驱油效率增加（D2－D1）的油的增加值。

（η2－η1）D2是由于聚合物驱比水驱波及面积提高所开采的原油，也就是波及系数的增加（η2－η1）的油的增加值。

驱油效率增加（D2－D1）的油的增加值可以直接计算：在水驱过程波及区域内剩余油面积－聚合物驱后剩余油面积

驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD＝驱油效率增加的油的增加值/采收率的增加值（ΔE）。流程进入到步骤103。

在步骤103，根据采收率的增加值ΔE和驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD，计算波及系数对提高采收率的贡献值Δη。

采收率提高值ΔE＝Δη+ΔD

推导法计算Δη＝ΔE-ΔD

流程进入到步骤104。

在步骤104，计算波驱贡献比Ф，波驱贡献比Ф为波及系数对提高采收率的贡献值Δη与驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD的比值。计算公式为：

Φ＝Δη/ΔD×100％

该参数主要体现波及系数和驱油效率对提高采收率的贡献程度。流程进入到步骤105。

在步骤105，进行误差分析，以减小由于采用微观图像分析面积法计算而引起的误差。

该计算方法涉及图像提取技术，人工对图像的处理包括去噪、灰度调节、锐化、边缘检测、亮度、对比度调节等一系列方法，主要是克服图像失真造成的影响，但是，这些并不能达到精确表征的条件。其准确性与硬件设备的先进程度密切相关。目前先进的采集设备必须同时具备：第一、像素数（分辨率）高，400万以上；第二、感光单元（像素点）达到2.2微米以下；第三、 镜头成像能力强，噪声点少。相同条件下对2000微米标尺和标准图形图像平面图的进行重复测试，测试相对误差控制在千分之1.5以内（3微米）。在此基础上，误差产生的主要因素有以下几方面：孔隙边缘油膜厚度不同的影响；纵向上，孔喉底部不平整的影响，计算机软件算法的影响。误差测定中采用相对误差，其中2000微米标尺和标准图形图像平面图是用于测定系统误差。背景提取图、油水提取图以及表面活性剂驱替后油面积提取算法测试误差计算使用标准偏差法。在现有设备条件下，对图像分析法的图像提取技术进行误差测试，综合结果误差在2%以内（表1）。

表1   精确表征、定量描述方法中图像提取技术误差测试表

Claims (6)

1.微观驱油实验波驱贡献比计算方法，其特征在于，该微观驱油实验波驱贡献比计算方法包括：

步骤1，根据水驱后模型采收率Er1和水驱后聚合物驱模型采收率Er2，计算采收率的增加值ΔE；

步骤2，根据该采收率的增加值ΔE和驱油效率增加的油的增加值，计算驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD；

步骤3，根据该采收率的增加值ΔE和该驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD，计算波及系数对提高采收率的贡献值Δη；以及

步骤4，计算波驱贡献比Ф，该波驱贡献比Ф为该波及系数对提高采收率的贡献值Δη与该驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD的比值。

2.根据权利要求1所述的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，其特征在于，在步骤1中，采用微观图像分析面积法计算该水驱后模型采收率Er1和该水驱后聚合物驱模型采收率Er2，以得到该采收率的增加值ΔE＝Er2－Er1。

3.根据权利要求2所述的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，其特征在于，在采用微观图像分析面积法时，模型饱和油后，在注入驱油体系以前，得到采集图像的油面积N，等效于饱和油量，实验驱替结束后，得到图像的油面积No，等效于残余油量，则采收率Er为： 

 

    。

4.根据权利要求2所述的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，其特征在于，在步骤2中，采收率Er为驱油效率D与波及系数η之积，即

，根据ΔE＝Er2－Er1和

可知：

ΔE＝η2×D2－η1×D1

   ＝（η2－η1）D2＋η1（D2-D1)

其中，η1（D2-D1)是由于聚合物驱比水驱驱油效率提高所开采的原油，即该驱油效率增加的油的增加值；

（η2－η1）D2是由于聚合物驱比水驱波及面积提高所开采的原油，即波及系数的增加的油的增加值。

5.根据权利要求4所述的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，其特征在于，该驱油效率增加的油的增加值为在水驱过程波及区域内剩余油面积与聚合物驱后剩余油面积之差，采用微观图像分析面积法计算该驱油效率增加的油的增加值，该驱油效率对提高采收率的贡献值ΔD为该驱油效率增加的油的增加值与该采收率的增加值ΔE的比值。

6.根据权利要求5所述的微观驱油实验波驱贡献比计算方法，其特征在于，该微观驱油实验波驱贡献比计算方法还包括在步骤4之后，进行误差分析，以减小由于采用微观图像分析面积法计算而引起的误差。