CN104318052A - 一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，包括纵向波及系数和平面波及系数的评价方法。纵向波及系数评价方法包括：确定低渗透油藏纵向波及系数主控因素；引入砂体连通系数修正纵向波及预测公式；进行敏感性分析，绘制图版便于查阅。平面波及系数评价方法包括：通过坐标转换，将低渗透油藏在各向异性时的渗透率转换为各向同性时的渗透率；考虑各向异性和启动压力梯度，确定水驱波及区域面积；确定井控区域面积；将水驱波及区域面积与井控区域面积的比值确定为低渗透油藏的平面波及系数。本发明实施例实现了对低渗透油藏的水驱波及系数的评价，为提高低渗透水驱采收率提供依据和调整方向。

Description

一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法。

背景技术

目前，低渗透油田的开发中存在的问题主要表现在：一是在目前技术手段及注水开发的条件下，难以提高驱油效率和油藏采收率；二是由于油藏天然裂缝发育，存在各项异性和启动压力梯度，水驱波及效率不高，平面、剖面矛盾突出，开发过程表现为高产、高速、递减快，稳产难度大；三是缺乏进一步提高水驱效果的配套技术，油田稳产基础相对薄弱。鉴于目前油藏开发中各种矛盾逐渐加剧，必须研究有效的改善对策，有效地提高最终采收率。

目前，采收率的定义为纵向波及系数、平面波及系数和驱油效率的乘积，而水驱采收率的评价基本上都是利用油藏工程经验公式的方法预测一个数值，准确性没有保证。对于低渗透油藏，由于启动压力梯度和各向异性等因素的影响，传统的水驱波及系数评价方法已不适用，缺乏一套科学、合理的水驱波及系数评价方法指导低渗透油藏的开发和调整。

发明内容

本发明实施例提供了一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，以解决现有技术中缺乏对低渗透油藏水驱波及系数进行评价的方法的技术问题。该低渗透油藏水驱波及系数的评价方法包括纵向水驱波及系数评价方法，该方法包括：确定纵向水驱波及系数的主控因素；根据所述纵向水驱波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向水驱波及系数的公式；多次调整所述纵向水驱波及系数的主控因素中任一参数的数值，其他参数保持数值不变，通过所述纵向水驱波及系数的公式计算获取低渗透油藏不同含水阶段的纵向水驱波及系数。

在一个实施例中，所述纵向水驱波及系数的主控因素包括以下参数：含水率、渗透率变异系数、砂岩有效厚度和油水流度比、射开程度、渗透率级差、渗透率突进系数和砂体连通系数其中之一或任意组合。

在一个实施例中，根据所述纵向水驱波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向水驱波及系数的公式为： $E_z=\frac{a_4*f_w}{[a_1*M(1-f_w)+(a_2*H^{a_3}+1)f_w]}*\frac{P_d^{a_8}}{{10}^{a_5*V_k+a_6*J_k+a_7*T_k}}*S,$ 其中，f_w是含水率，单位：1；V_k是渗透率变异系数，单位：1；H是砂岩有效厚度，单位：m；M是油水流度比，单位：1；P_d是射开程度，单位：1；J_k是渗透率级差，单位：1；T_k是渗透率突进系数，单位：1；S是砂体连通系数，单位：1；a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈分别是系数，单位：1。

在一个实施例中，上述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法包括低渗透油藏平面水驱波及系数的评价方法，该方法包括：通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率；根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积；确定低渗透油藏的井控区域面积；将所述水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面水驱波及系数。

在一个实施例中，通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率，包括：对于渗透率各向异性的低渗透油藏，两个垂直方向的渗透率中数值大的渗透率方向与平面坐标系的x轴平行，垂直于x轴方向为y轴方向，按照x轴方向渗透率与y轴方向渗透率的比值，将所述平面坐标系x-y转换为新平面坐标系x’-y’，将在所述平面坐标系x-y下低渗透油藏的两个垂直方向各向异性的渗透率转换为所述新坐标系x’-y’下低渗透油藏在各向同性的渗透率。

在一个实施例中，根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积，包括：对于低渗透油藏的五点法井网，在渗透率各向同性的所述新平面坐标系下，所述五点法井网的一个注采井网包括由4个生产井形成的矩形区域，1个注水井位于所述矩形区域的中心，以该区域中注水井和生产井的连线为对称轴，将该区域划分为2个渗流单元，在渗流单元中，流体由注水井流向生产井的路径为流管，在注水井和生产井之间的流管中取四边形的流管微元，所述注水井和所述生产井为四边形的流管微元的两个不相邻的顶点；在渗透率各向同性的所述新平面坐标系下，根据低渗透油藏的启动压力梯度，计算所述渗流单元中水驱波及区域的面积；将所述水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面水驱波及系数，包括：在所述新平面坐标系中，将所述渗流单元中水驱波及区域的面积与所述渗流单元的面积的比值，确定为所述水驱波及区域的面积与井控区域的面积的比值。

在本发明实施例中，提供了一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，该方法包括平面波及系数和纵向波及系数的评价。其中，平面波及系数的评价方法包括：通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率；确定低渗透油藏的启动压力梯度；根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和所述启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积；确定低渗透油藏的井控区域的面积；将水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面波及系数。纵向波及系数的评价方法包括：确定纵向波及系数的主控因素；根据所述纵向波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向波及系数的公式；多次调整所述纵向波及系数的主控因素中任一参数的数值，其他参数保持数值不变，通过所述纵向波及系数的公式计算获取低渗透油藏不同含水阶段的纵向波及系数。本发明实施例实现了对低渗透油藏的水驱波及系数的评价，进而可以对采收率的构成因子平面波及系数和纵向波及系数进行分析，为提高低渗透水驱采收率提供依据，避免确定提高低渗透水驱采收率改善对策的盲目性。

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是本发明实施例提供的一种低渗透油藏水驱纵向波及系数的评价方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种低渗透油藏水驱平面波及系数的评价方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的五点井网各向异性转换前后井网示意图；

图4是本发明实施例提供的一种k_x/k_y＝1时生产井见水时刻的平面波及示意图；

图5是本发明实施例提供的一种k_x/k_y＝3时生产井见水时刻的平面波及示意图；

图6是本发明实施例提供的一种k_x/k_y＝5时生产井见水时刻的平面波及示意图。

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，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

为准确、有效地分析纵向波及系数的当前数值和允许提高数值，在本实施例中，提供一种纵向水驱波及系数评价方法，为分析纵向水驱波及系数的当前数值和允许提高数值提供依据。具体地，如图1所示，纵向水驱波及系数评价方法可以通过以下步骤实现：

步骤101：确定纵向水驱波及系数的主控因素；例如，结合低渗透油藏开发特征确定纵向波及系数的主控因素。

步骤102：根据所述纵向水驱波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向水驱波及系数的公式；例如，在主控因素基础上引入砂体连通系数修正公式；

步骤103：多次调整所述纵向水驱波及系数的主控因素中任一参数的数值，其他参数保持数值不变，通过所述纵向水驱波及系数的公式计算获取低渗透油藏不同含水阶段的纵向水驱波及系数。

具体实施时，所述纵向水驱波及系数的主控因素包括以下参数：含水率、渗透率变异系数、砂岩有效厚度、水油流度比、射开程度、渗透率级差、渗透率突进系数和砂体连通系数其中之一或任意组合。

基于以上步骤，结合低渗油藏实际区块开发特征为例，根据所述纵向水驱波及系数的主控因素确定所述纵向水驱波及系数的公式为：

$E_z=\frac{a_4*f_w}{[a_1*M(1-f_w)+(a_2*H^{a_3}+1)f_w]}*\frac{P_d^{a_8}}{{10}^{a_5*V_k+a_6*J_k+a_7*T_k}}*S---\left(1\right)$

其中，f_w是含水率，单位：1；V_k是渗透率变异系数，单位：1；H是砂岩有效厚度，单位：m；M是油水流度比，单位：1；P_d是射开程度，单位：1；J_k是渗透率级差，单位：1；T_k是渗透率突进系数，单位：1；S是砂体连通系数，单位：1；a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈分别是系数，单位：1，例如，可以是针对某个油层或区块的固定系数。

可以利用低渗透典型区块开发数据，确定纵向水驱波及系数各主控因素数据值，利用SPSS非线性回归方法得到典型区块纵向波及系数的公式，还可以结合吸水剖面资料验证纵向波及系数的公式的准确性，且纵向波及系数评价方法具有的较高精度。

最后，还可以基于低渗透典型区块，采用单变量控制分析方法，进行各主控因素敏感性分析，形成各主控因素敏感性分析图版，通过图版可以简洁明了的查阅不同含水阶段的纵向波及系数及改善潜力，例如，多次调整所述纵向波及系数的主控因素中任一参数的数值，其他参数保持数值不变，形成各主控因素敏感性分析图版，获取低渗透油藏不同含水阶段的纵向波及系数，为分析所述纵向波及系数的允许提高数值提供依据，以调整渗透率变异系数为不同的数值为例，其他参数保持数值不变，各参数值如表1所示，根据表1中的参数绘制纵向波及系数预测图版，该预测图版以含水率为横坐标，以纵向波及系数为纵坐标，图中的线条是渗透率变异系数为不同值时，纵向波及系数随含水率变化而变化的曲线，可以表示不同含水阶段的纵向波及系数。同样，当多次调整砂岩有效厚度的数值，其他参数保持数值不变的情况如表2所示，当多次调整射开程度的数值，其他参数保持数值不变的情况如表3所示，当多次调整渗透率级差的数值，其他参数保持数值不变的情况如表4所示，再分别按照表2、3、4中的参数值绘制纵向波及系数预测图版，得到各主控因素敏感性分析图版。

表1

表2

表3

表4

在本发明实施例中，上述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法包括平面水驱波及系数评价方法，如图2所示，该方法包括：

步骤201：通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率；

步骤202：根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和启动压力梯度，构建所述坐标变换后注采井组单元的流管渗流数学模型，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积；

步骤203：确定低渗透油藏的井控区域的面积；

步骤204：将所述水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面水驱波及系数。

由图2所示可知，在本发明实施例中，首先，通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率，然后，确定低渗透油藏的启动压力梯度，再根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和所述启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积，将所述水驱波及区域的面积与井控区域的面积的比值，确定为低渗透油藏的平面波及系数，实现了可以对低渗透油藏的平面波及系数进行评价，进而可以对采收率的构成因子平面波及系数进行分析，以为提高低渗透水驱采收率提供依据，还可以针对一个特定低渗透区块确定平面波及系数，从而避免了提高低渗透水驱采收率的盲目性，可以准确、有效地确定用于提高低渗透水驱采收率的策略。

具体实施时，通过以下步骤来确定低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和低渗透油藏的启动压力梯度：首先，对于渗透率各向异性的低渗透油藏的五点法井网，如图3所示，所述五点法井网的一个注采井网包括由4个生产井形成的矩形区域，1个注水井位于所述矩形区域的中心，所述注采井网所在的平面坐标系的原点位于所述矩形区域的中心，对于渗透率各向异性的低渗透油藏，两个垂直方向的渗透率中数值大的渗透率方向与平面坐标系的x轴平行，垂直于x轴方向为y轴方向，A为注水井，C为生产井，且有排距为y，井距2x，取所述注采井网在所述平面坐标系预设一个象限中的区域，以该区域中注水井和生产井的连线为对称轴，将该区域划分为2个渗流单元，例如，取如图3所示的第一象限中区域，以该区域中注水井A和生产井C的连线为对称轴，将该区域划分为2个渗流单元，ΔABC和ΔADC；

在所述渗流单元中，按照x轴方向渗透率与y轴方向渗透率的比值，将所述平面坐标系x-y转换为新平面坐标系x’-y’，将在所述平面坐标系x-y下低渗透油藏的两个垂直方向各向异性的渗透率转换为所述新坐标系x’-y’下低渗透油藏在各向同性的渗透率；例如，在渗流单元ΔABC中，通过公式(2)将渗透率各向异性的低渗透油藏的渗透率主值转换为渗透率各向同性的低渗透油藏的渗透率值，将原来渗流空间里以k_x和k_y为渗透率主值的各向异性的低渗透油藏转化为以k为渗透率值的等价各向同性的低渗透油藏，假设五点井网井排方向和渗透率主值方向平行或垂直，则变换后的井网仍为五点井网，只是在x′、y′方向分别伸展了倍，图3是五点井网各向异性转换前后井网示意图。

$\left\{\begin{array}{c}x=x^{\′}\sqrt{k/k_x}\\ y=y^{\′}\sqrt{k/k_y}\\ k=\sqrt{k_x{k}_y}\end{array}\right.---\left(2\right)$

在本发明实施例中，对于低渗透油藏的启动压力梯度的确定方法不做限定，可以根据任何方式来计算确定低渗透油藏的启动压力梯度。

在确定出低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和低渗透油藏的启动压力梯度后，在本发明实施例中，对于确定低渗透油藏水驱波及区域面积的方法不做限定，可以根据任何方式来计算水驱波及面积，例如可以通过已有的各向同性的流管理论来计算低渗透油藏水驱波及区域面积。

计算得到渗流单元中水驱波及区域的面积后，将所述水驱波及区域的面积与井控区域的面积的比值，确定为低渗透油藏的平面波及系数，包括：

将渗流单元中水驱波及区域的面积与渗流单元的面积的比值，确定为所述水驱波及区域的面积与井控区域的面积的比值，例如：

如图3所示，渗流单元ΔABC的面积为s₀＝0.5xy，则五点法井网的平面波及系数计算公式为：

$\mathrm{\η}=\frac{s}{s_0}---\left(3\right)$

其中，s是渗流单元中水驱波及区域的面积。

实现对低渗透油藏的平面波及系数进行评价后，可以进一步地利用低渗透油藏典型区块开发数据，综合上述基于流管理论的平面波及系数评价方法和编程语言，建立不同井网、不同各向异性条件下的数值模拟模型，如图4、5、6所示，分别是不同各向异性强度下生产井见水时刻的平面波及示意图，图4中k_x/k_y＝1；图5中k_x/k_y＝3，图6中k_x/k_y＝5，为一个区块或一个井组确定不同含水条件下的平面波及状况提供了依据。

为了给提高低渗透水驱采收率提供更多依据，在具体实施时，在确定提高低渗透水驱采收率的改善策略时，除了分析纵向波及系数、平面波及系数，还可以确定水驱开发矛盾，最后结合水驱开发矛盾、纵向波及系数的允许提高数值和平面波及系数的允许提高数值，最终确定提高低渗透水驱采收率的改善对策。

上述平面波及系数和纵向波及系数的评价方法，填补了低渗透油藏波及系数和采收率构成因子评价的空白，不仅能对低渗透油藏不同含水阶段的纵向波及系数和平面波及系数进行评价，还为确定波及系数及采收率的调整方向和改善潜力提供依据。

在本发明实施例中，提供了一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，该方法包括平面波及系数和纵向波及系数的评价。其中，平面波及系数的评价方法包括：通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率；确定低渗透油藏的启动压力梯度；根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和所述启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积；确定低渗透油藏的井控区域的面积；将水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面波及系数。纵向波及系数的评价方法包括：确定纵向波及系数的主控因素；根据所述纵向波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向波及系数的公式；多次调整所述纵向波及系数的主控因素中任一参数的数值，其他参数保持数值不变，通过所述纵向波及系数的公式计算获取低渗透油藏不同含水阶段的纵向波及系数。本发明实施例实现了对低渗透油藏的水驱波及系数的评价，进而可以对采收率的构成因子平面波及系数和纵向波及系数进行分析，为提高低渗透水驱采收率提供依据，避免确定提高低渗透水驱采收率改善对策的盲目性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和装置结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，其特征在于，包括纵向水驱波及系数评价方法，该方法包括：

确定纵向水驱波及系数的主控因素；

根据所述纵向水驱波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向水驱波及系数的公式；

多次调整所述纵向水驱波及系数的主控因素中任一参数的数值，其他参数保持数值不变，通过所述纵向水驱波及系数的公式计算获取低渗透油藏不同含水阶段的纵向水驱波及系数。

2.如权利要求1所述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，其特征在于，所述纵向水驱波及系数的主控因素包括以下参数：含水率、渗透率变异系数、砂岩有效厚度、水油流度比、射开程度、渗透率级差、渗透率突进系数和砂体连通系数其中之一或任意组合。

3.如权利要求2所述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，其特征在于，根据所述纵向水驱波及系数的主控因素确定用于计算所述纵向水驱波及系数的公式为：

$E_z=\frac{a_4*f_w}{[a_1*M(1-f_w)+(a_2*H^{a_3}+1)f_w]}*\frac{P_d^{a_8}}{{10}^{a_5*V_k*a_6*J_k+a_7*T_k}}*S,$

其中，f_w是含水率，单位：1；V_k是渗透率变异系数，单位：1；H是砂岩有效厚度，单位：m；M是油水流度比，单位：1；P_d是射开程度，单位：1；J_k是渗透率级差，单位：1；T_k是渗透率突进系数，单位：1；S是砂体连通系数，单位：1；a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈分别是系数，单位：1。

4.如权利要求1至3中任一项所述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，其特征在于，包括平面水驱波及系数评价方法，该方法包括：

通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率；

根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积；

确定低渗透油藏的井控区域面积；

将所述水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面水驱波及系数。

5.如权利要求4所述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，其特征在于，通过坐标转换，将低渗透油藏在渗透率各向异性时的渗透率转换为低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率，包括：

对于渗透率各向异性的低渗透油藏，两个垂直方向的渗透率中数值大的渗透率方向与平面坐标系的x轴平行，垂直于x轴方向为y轴方向，按照x轴方向渗透率与y轴方向渗透率的比值，将所述平面坐标系x-y转换为新平面坐标系x’-y’，将在所述平面坐标系x-y下低渗透油藏的两个垂直方向各向异性的渗透率转换为所述新坐标系x’-y’下低渗透油藏在各向同性的渗透率。

6.如权利要求5所述低渗透油藏水驱波及系数的评价方法，其特征在于，根据低渗透油藏在渗透率各向同性时的渗透率和启动压力梯度，确定低渗透油藏的水驱波及区域的面积，包括：

对于低渗透油藏的五点法井网，在渗透率各向同性的所述新平面坐标系下，所述五点法井网的一个注采井网包括由4个生产井形成的矩形区域，1个注水井位于所述矩形区域的中心，以该区域中注水井和生产井的连线为对称轴，将该区域划分为2个渗流单元，在渗流单元中，流体由注水井流向生产井的路径为流管，在注水井和生产井之间的流管中取四边形的流管微元，所述注水井和所述生产井为四边形的流管微元的两个不相邻的顶点；

在渗透率各向同性的所述新平面坐标系下，根据低渗透油藏的启动压力梯度，计算所述渗流单元中水驱波及区域的面积；

将所述水驱波及区域的面积与所述井控区域的面积的比值确定为低渗透油藏的平面水驱波及系数，包括：

在所述新平面坐标系中，将所述渗流单元中水驱波及区域的面积与所述渗流单元的面积的比值，确定为所述水驱波及区域的面积与井控区域的面积的比值。