CN104198351A - 三相相对渗透率曲线测试方法 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本发明公开一种三相相对渗透率曲线测试方法，包括：确定油、气、水三相流体饱和度变化历程；进行多次实验，每一次实验中：恢复岩心初始状态；将岩心装入岩心夹持器中加围压；恒速同时注入三相流体；保持三相流体注入速度和不变，根据三相流体饱和度变化历程，多次同时改变三相流体注入速度比例；记录每一个比例的流速下三相流体饱和度；根据记录的三相流体饱和度，绘制每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线；计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率；将每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线上三相流体相对渗透率值相同的点连接成光滑曲线，以获得三相相对渗透率曲线。采用本发明可以模拟油田实际开发过程不同饱和历程、且可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，尤其涉及三相相对渗透率曲线测试方法。
背景技术
三相相对渗透率曲线是描述油、气、水流动特征的重要参数，在诸如二氧化碳驱、蒸汽驱、注胶束和注氮气等开采条件下，油藏动态的详细工程计算都需要三相相对渗透率数据。
目前三相相对渗透率的计算多采用数学模型法，即根据两相相对渗透率的数据，由Stone概率模型I或II计算三相相对渗透率。此方法快速简单，但只能计算一种饱和历程的数据，而且限制因素多，和实际结果的吻合程度并不是很好。
油藏开采过程中根据油气运移、生产的实际情况有13种饱和历程，其中涉及三相流体饱和度都变化的有6种历程。采用实验室物理模拟的方法测试这6种饱和历程下的三相相对渗透率，获得的数据结果会更加准确可靠。但至今没有能真实模拟油田实际开发过程中不同饱和历程的三相相对渗透率曲线的室内实验测试方法。
发明内容
本发明实施例提供一种能模拟油田实际开发过程不同饱和历程、且可靠性高的三相相对渗透率曲线测试方法，该方法包括：
根据岩心参数和三相流体参数，确定油、气、水三相流体饱和度变化历程，所述油、气、水三相流体饱和度变化历程包括：IID、IDI、IDD、DID、DDI或DII，每一种历程的三个字母依次分别表示油、气、水饱和度，I表示升高，D表示降低；
进行多次实验，在每一次实验中：恢复岩心初始状态；将岩心装入岩心夹持器中，加围压模拟地层上覆压力条件；以恒速同时注入三相流体；在保持三相流体注入速度之和不变的情况下，根据三相流体饱和度变化历程，多次同时改变三相流体注入速度的比例；在每一个比例的流速下，持续注入直至岩心两端压差稳定、岩心三相流体饱和度不再变化，记录压差和三相流体饱和度；
根据记录的三相流体饱和度，绘制每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线；
计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率；
利用插值法，将每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线上三相流体相对渗透率值相同的点连接成光滑曲线，以获得三相相对渗透率曲线。
一个实施例中，该方法还包括：
将岩心洗油洗盐并烘干后测量岩心参数。
一个实施例中，所述岩心参数包括岩心的长度、直径和重量；和/或，所述三相流体参数包括三相流体的密度和黏度。
一个实施例中，所述恢复岩心初始状态，包括按如下方式对岩心进行处理：完全饱和地层水后造束缚水、束缚气、及老化恢复原始润湿性。
一个实施例中，所述加围压模拟地层上覆压力条件，包括：用围压泵加围压模拟地层上覆压力条件。
一个实施例中，所述以恒速同时注入三相流体，包括：用三台注入泵分别以恒速同时注入三相流体。
一个实施例中，每一次实验中流速比例不少于4个；和/或，共进行至少3次实验，各次实验中流速比例不同。
一个实施例中，所述计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率，包括：
根据每次实验每个流速比例下的压差和流速，结合岩心参数和三相流体参数，利用达西公式计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率。
本发明实施例的三相相对渗透率曲线测试方法，能真实模拟油田实际开发过程不同饱和历程的渗流过程，获取真实的三相相对渗透率数据，测试方法简便易行，测试结果可靠性高。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中三相相对渗透率曲线测试方法的处理流程图；
图2为本发明实施例中每一次实验的处理流程图；
图3为本发明实施例中DID饱和度变化历程示意图；
图4为本发明实施例中DID历程水等渗线示意图；
图5为本发明实施例中DID历程气等渗线示意图；
图6为本发明实施例中DID历程油等渗线示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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做进一步详细说明。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。
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种能模拟油田实际开发过程不同饱和历程并获取更可靠实验数据的三相相对渗透率曲线测试方法。图1为本发明实施例中三相相对渗透率曲线测试方法的处理流程图。如图1所示，本发明实施例中三相相对渗透率曲线测试方法可以包括：
步骤101、根据岩心参数和三相流体参数，确定油、气、水三相流体饱和度变化历程；
步骤102、进行多次实验，每一次实验的处理流程如图2所示，在每一次实验中包括：步骤201、恢复岩心初始状态；步骤202、将岩心装入岩心夹持器中，加围压模拟地层上覆压力条件；步骤203、以恒速同时注入三相流体；步骤204、在保持三相流体注入速度之和不变的情况下，根据三相流体饱和度变化历程，多次同时改变三相流体注入速度的比例；步骤205、在每一个比例的流速下，持续注入直至岩心两端压差稳定、岩心三相流体饱和度不再变化，记录压差和三相流体饱和度；
步骤103、根据记录的三相流体饱和度，绘制每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线；
步骤104、计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率；
步骤105、利用插值法，将每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线上三相流体相对渗透率值相同的点连接成光滑曲线，以获得三相相对渗透率曲线。
如前所述，油藏开采过程中根据油气运移、生产的实际情况有13种饱和历程，其中涉及三相流体饱和度都变化的有6种历程。采用实验室物理模拟的方法测试这6种饱和历程下的三相相对渗透率，获得的数据结果会更加准确可靠。该6种饱和历程可以表示为IID、IDI、IDD、DID、DDI和DII，每一种历程的三个字母依次分别表示油、气、水饱和度，I表示升高，D表示降低。则在实施例中，根据岩心参数和三相流体参数，确定油、气、水三相流体饱和度变化历程可以是IID、IDI、IDD、DID、DDI或DII。
具体实施时，可以根据油田生产、开发需求，确定油、气、水三相流体饱和度变化历程。可以先将岩心洗油洗盐并烘干后测量岩心参数，再根据岩心参数和三相流体参数，确定油、气、水三相流体饱和度变化历程。其中，岩心参数可以包括岩心的长度、直径和重量等参数；和/或，三相流体参数可以包括三相流体的密度和黏度等参数。
在确定油、气、水三相流体饱和度变化历程后，进行多次实验，在每一次实验中，先恢复岩心初始状态。具体的，可以按如下方式对岩心进行处理：完全饱和地层水后造束缚水、束缚气、及老化恢复原始润湿性。恢复岩心初始状态后，可以测量岩心初始状态时的油相渗透率。
在每一次实验中，恢复岩心初始状态后，将岩心装入岩心夹持器中，加围压模拟地层上覆压力条件，具体的，可以用围压泵加围压模拟地层上覆压力条件。再以恒速同时注入三相流体，具体的，可以用三台注入泵分别以恒速模式同时注入油、气、水三相流体。之后，在保持油、气、水三相流体注入速度之和不变的情况下，根据三相流体饱和度变化历程，多次同时改变油、气、水三相流体注入速度的比例；其中历程为I的比例逐渐升高，历程为D的比例逐渐降低。在每一个比例的流速下，持续注入直至岩心两端压差稳定、岩心三相流体饱和度不再变化，记录压差和三相流体饱和度，再换下一个比例的流速进行实验直至实验结束。若每次实验的流速比例不少于4个，这样会获得更准确的测试结果。
每次实验开始之前，都可以取出岩心重新洗油洗盐烘干，再进行实验，其中变换油、气、水三相流速比例时保证与前几次实验均不相同。若实验至少重复3次，这样会获得更准确的测试结果。
对于每次实验，均根据记录的三相流体饱和度，绘制每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线；例如可以在油、气、水三角相图上做出每一次实验的三相流体饱和度变化历程，获取至少三条饱和历程变化曲线。
具体实施时，还计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率。具体的，可以根据每次实验每个流速比例下的压差和流速，结合岩心参数和三相流体参数，利用达西公式计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率。例如，可以根据每次实验每个流速比例下稳定后的压差、流速等数值，结合岩心长度、直径、流体黏度等数据，利用达西公式计算该次实验该流速比例下每相流体的相对渗透率。此时每条饱和历程变化曲线也可分别看成三相流体在不同饱和历程下相对渗透率的变化关系曲线。
实施时再利用插值法，将每次实验获取的每条饱和历程变化曲线上油、气、水三相相对渗透率值相同的点连接成光滑曲线，即获取三相相对渗透率曲线，即三相等渗线。
下面举一例说明本发明实施例的三相相对渗透率曲线测试方法的实施过程。本例中，测量岩心N2驱过程中的三相相对渗透率曲线：
(一)岩心及流体：油藏砂岩孔隙度25.8％，空气渗透率756mD。原油黏度13.5cp，地层水矿化度14586。
(二)仪器：注入泵为两组QUIZIX5200泵，围压泵为ISO泵，回压泵为DBPR-5高精度数字型回压系统，油水气三相流体饱和度计量仪，烘箱。
(三)实验条件：模拟地层温度43℃，围压13.2MPa。
(四)实验过程：
岩心样品按前述方法处理：
1、根据开发实际过程确定油、气、水饱和度变化历程为DID；
2、恢复岩心初始状态，水湿，束缚水饱和度27.5％；
3、将岩心装入夹持器中，加围压13.2MPa，放入烘箱中至温度恒定至43℃；
4、固定三相流体总注入速度为0.1ml/min。第一次实验油、气、水注入速度按以下顺序变化：│0.06：0：0.04│0.05：0.01：0.04│0.04：0.03：0.03│0.03：0.05：0.02│0.02：0.07：0.01│。第二次实验按以下顺序变化：│0.05：0：0.05│0.04：0.02：0.04│0.03：0.04：0.03│0.02：0.06：0.02│0.01：0.08：0.01│。第三次实验按以下顺序变化：│0.045：0：0.055│0.035：0.02：0.045│0.025：0.04：0.035│0.015：0.06：0.025│0.005：0.08：0.015│。第四次实验按以下顺序变化：│0.04：0：0.06│0.04：0.01：0.05│0.03：0.03：0.04│0.02：0.05：0.03│0.01：0.07：0.02│；四次实验的饱和历程变化曲线如图3所示；
5、计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率，利用插值法绘制DID历程下的三相流体的三相相对渗透率曲线如图4、图5、图6所示。其中图4为DID历程水等渗线；图5为DID历程气等渗线；图6为DID历程油等渗线。
综上所述，本发明实施例的三相相对渗透率曲线测试方法，能真实模拟油田实际开发过程不同饱和历程的渗流过程，获取真实的三相相对渗透率数据，测试方法简便易行，测试结果可靠性高。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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。
Claims (8)
1.一种三相相对渗透率曲线测试方法，其特征在于，包括：
根据岩心参数和三相流体参数，确定油、气、水三相流体饱和度变化历程，所述油、气、水三相流体饱和度变化历程包括：IID、IDI、IDD、DID、DDI或DII，每一种历程的三个字母依次分别表示油、气、水饱和度，I表示升高，D表示降低；
进行多次实验，在每一次实验中：恢复岩心初始状态；将岩心装入岩心夹持器中，加围压模拟地层上覆压力条件；以恒速同时注入三相流体；在保持三相流体注入速度之和不变的情况下，根据三相流体饱和度变化历程，多次同时改变三相流体注入速度的比例；在每一个比例的流速下，持续注入直至岩心两端压差稳定、岩心三相流体饱和度不再变化，记录压差和三相流体饱和度；
根据记录的三相流体饱和度，绘制每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线；
计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率；
利用插值法，将每次实验的三相流体饱和度变化历程曲线上三相流体相对渗透率值相同的点连接成光滑曲线，以获得三相相对渗透率曲线。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将岩心洗油洗盐并烘干后测量岩心参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述岩心参数包括岩心的长度、直径和重量；和/或，所述三相流体参数包括三相流体的密度和黏度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢复岩心初始状态，包括按如下方式对岩心进行处理：完全饱和地层水后造束缚水、束缚气、及老化恢复原始润湿性。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加围压模拟地层上覆压力条件，包括：用围压泵加围压模拟地层上覆压力条件。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以恒速同时注入三相流体，包括：用三台注入泵分别以恒速同时注入三相流体。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每一次实验中流速比例不少于4个；和/或，共进行至少3次实验，各次实验中流速比例不同。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率，包括：
根据每次实验每个流速比例下的压差和流速，结合岩心参数和三相流体参数，利用达西公式计算每次实验每个流速比例下每相流体的相对渗透率。
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