CN106368662A - 采收率的评价方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种采收率的评价方法。该评价方法包括：步骤S1，获取火驱采油的参数，参数中包含空气利用率η_空气；以及步骤S2，利用参数计算原油的采收率E_R。该评价方法，在计算采收率函数时，不仅考虑了现有技术的参数对采收率的影响，还考虑了空气利用率对采收率的影响，相比现有技术，该评价方法计算得到的采收率更加精确，进而可以利用该采收率来更加精确地评价原油的采收率。

Description

采收率的评价方法

技术领域

本申请涉及石油领域，具体而言，涉及一种采收率的评价方法。

背景技术

火驱采油技术是向油层注入空气，并点燃油层，利用原油中10％～15％的重质组分作为燃料就地燃烧，不断燃烧生热，把原油从油层内驱出。与注蒸汽的热采方式相比，火驱采油具有适用范围广、驱油效率高、成本低，节能减碳排放等诸多优势。

火驱采油机理与注水开采和注蒸汽开采技术都不同，采出程度的计算方法也不同。有学者对已燃区采收率指标进行不同计算和阐述。张毅、谢志勤等人发表在《油气地质与采收率》2001年2月第8卷第1期上的“预测火烧油层开发参数的工程计算法”一文利用以往的现场数据和燃烧管试验结果相结合的方法计算被驱替原油与已燃体积关系，根据采收率偏差分析，构建采收率函数，计算已燃体积的采收率，但是该方法在构建采收率函数的过程中并未考虑空气利用率和驱出已燃体积的油量，计算得到的采收率不准确。

因此，为了解决上述问题，亟需一种精确的采收率的评价方法。

发明内容

本申请旨在提供一种采收率的评价方法，以解决现有技术中不能精确评价原油采收率的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种采收率的评价方法，该评价方法包括：步骤S1，获取火驱采油的参数，上述参数中包含空气利用率η_空气；以及步骤S2，利用上述参数计算原油的采收率E_R。

进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21，根据上述空气利用率η_空气计算已燃烧油层体积V；步骤S22，计算已燃烧体积产出油量N₁；以及步骤S23，根据上述已燃烧油层体积V与上述已燃烧体积产出油量N₁，计算上述采收率E_R。

进一步地，上述步骤S23中的计算上述采收率E_R的公式为其中，Φ为油层有效孔隙度，S_o为含油饱和度。

进一步地，上述步骤S21包括：步骤A，计算火驱采油过程中的注入空气量Q_g；以及步骤B，根据上述火驱采油过程中的上述注入空气量Q_g计算上述已燃烧油层体积V。

进一步地，上述步骤A包括：步骤A1，构建高温燃烧消耗的空气量Q_r的计算公式其中，V_g为燃烧单位体积油层的空气消耗量；步骤A2，构建存于已燃烧体积内尚未燃烧的空气量Q_c的计算公式Q_c＝AVΦ.，其中，A为转换系数，Φ为油层有效孔隙度；以及步骤A3，根据上述计算公式上述计算公式Q_c＝AVΦ.与公式Q_g＝Q_r+Q_c构建上述已燃烧油层体积V与上述火驱采油过程中的上述注入空气量Q_g的关系式。

进一步地，上述已燃烧油层体积V与上述注入空气量Q_g的关系式为

进一步地，上述步骤S22包括：步骤C，计算已燃烧体积理论产油量N；步骤D，计算已燃烧体积外溢气量Q₂；以及步骤E，根据上述已燃烧体积理论产油量N与上述已燃烧体积外溢气量Q₂计算上述已燃烧体积产出油量N₁。

进一步地，上述已燃烧体积理论产油量N的计算公式为N＝V(S_oΦ-V_R)，其中，Φ为油层有效孔隙度，S_o为含油饱和度，V_R为单位油层体积燃料消耗量。

进一步地，上述已燃烧体积外溢气量Q₂ ^-的计算公式为Q₂＝Q_r-Q₁，其中，Q_r为高温燃烧消耗的空气量，Q₁为已燃烧体积产出气量。

进一步地，上述步骤E包括：步骤E1，根据公式.计算其中，N₂为已燃烧体积外溢油量；步骤E2，计算已燃烧体积残留油量N₃；以及步骤E3，根据公式N₁＝N-N₂-N₃计算出上述已燃烧体积产出油量N₁。

应用本申请的技术方案，在计算采收率函数时，不仅考虑了现有技术的参数对采收率的影响，还考虑了空气利用率对采收率的影响，相比现有技术，该评价方法计算得到的采收率更加精确，进而可以利用该采收率来更加精确地评价原油的采收率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请一种典型实施方式提出的一种采收率的评价方法的流程图；以及

图2示出了一种优选实施例提供的火驱注入空气与燃烧后气体关系示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术的方法不能精确评价原油采收率，为了解决如上的问题，本申请提出了一种精确评价原油采收率的方法。

本申请一种典型的实施方式中，如图1所示，提出了一种采收率的评价方法，该评价方法包括：步骤S1，获取火驱采油的参数，上述参数中包含空气利用率η_空气；步骤S2，利用上述参数计算原油的采收率E_R。

步骤S1中获取的参数包括注入空气量Q_g、已燃烧体积产出气量Q₁、空气利用率η_空气、燃烧单位体积油层的空气消耗量V_g、单位油层体积燃料消耗量V_R、已燃烧体积残余油饱和度S_or、油层有效孔隙度Φ与含油饱和度S_o，其中，注入空气量Q_g为生产现场流量计读数得到，已燃烧体积产出气量Q₁为现场生产报表得到，空气利用率η_空气为生产井产出气分析计算数据，燃烧单位体积油层的空气消耗量V_g与单位油层体积燃料消耗量V_R为实验室数据；已燃烧体积残余油饱和度S_or、油层有效孔隙度Φ与含油饱和度S_o均为现场密闭取芯实验分析结果。

上述的评价方法，在计算采收率函数时，不仅考虑了现有技术的参数对采收率的影响，还考虑了空气利用率对采收率的影响，相比现有技术，该评价方法计算得到的采收率更加精确，进而可以利用该采收率来更加精确地评价原油的采收率。

为了更加精确地计算出上述原油的采收率，进而精确地评价原油的采收率，本申请优选上述步骤S2包括：步骤S21，根据空气利用率η_空气计算已然烧油层体积V；步骤S22，计算已然烧体积产出油量N₁；以及步骤S23，根据上述已然烧油层体积V与上述已然烧体积产出油量N₁，计算上述采收率E_R。

本申请的一种优选的实施例中，上述步骤S23中的计算E_R的公式为其中，Φ为油层有效孔隙度，S_o为含油饱和度。通过该公式能够更加快速准确地计算出原油的采收率。

为了更准确地计算出已然烧油层体积V，进而计算出原油的采收率E_R，进而准确地评价原油的采收率，本申请优选上述步骤S21包括：步骤A，计算火驱采油过程中的注入空气量Q_g；以及步骤B，根据上述火驱采油过程中的注入空气量Q_g计算上述已燃烧油层体积V。

本申请的一种优选的实施例中，上述步骤A包括：步骤A1，构建高温燃烧消耗的空气量Q_r的计算公式其中，V_g为燃烧单位体积油层的空气消耗量；步骤A2，构建存于已燃烧体积内尚未燃烧的空气量Q_c的计算公式；以及步骤A3，根据上述计算公式上述计算公式Q_c＝AVΦ.与公式Q_g＝Q_r+Q_c构建上述已燃烧油层体积V与上述注入空气量Q_g的关系式。火驱采油过程中注入空气量分为两部分，一部分经过高温燃烧消耗掉，称为高温燃烧消耗的空气量，用Q_r表示；另一部分存于已燃烧体积内尚未燃烧，称为存于已燃烧体积内尚未燃烧的空气量，用Q_c表示。利用上述的关系式，能够快速准确地得到已燃烧油层体积V与注入空气量Q_g的关系式，进而能够根据注入空气量Q_g准确得到已燃烧油层体积V。

本申请另一种优选的实施例中，上述已燃烧油层体积V与上述注入空气量Q_g的关系式为该公式考虑了空气利用率η_空气，使得计算得到的已燃烧油层体积V更加准确。

为了更加精确地计算出上述已燃烧体积产出油量N₁，进而根据已燃烧体积产出油量N₁进一步精确地计算出上述原油的采收率E_R。本申请优选上述步骤S22包括：步骤C，计算已燃烧体积理论产油量N；步骤D，计算已燃烧体积外溢气量Q₂；以及步骤E，根据上述已燃烧体积理论产油量N与上述已燃烧体积外溢气量Q₂计算上述已燃烧体积产出油量N₁。

本申请的再一种优选的实施例中，上述已燃烧体积理论产油量N的计算公式为N＝V(S_oΦ-V_R)。

本申请的另一种优选的实施例中，上述已燃烧体积外溢气量Q₂ ^-的计算公式为Q₂＝Q_r-Q₁，如图2所示，高温燃烧消耗的空气量Q_r一部分成为产出气量，称作已燃烧体积产出气量，用Q₁表示；另一部分逸出到燃烧体积外，称作已燃烧体积外溢气量，用Q₂表示。

为了使得计算出的已燃烧体积产出油量N₁更加精确，进而能够更加精确地计算出原油采油率E_R，本申请在计算已燃烧体积产出油量N₁时，考虑了已燃烧体积外溢油量N₂，优选上述步骤E包括：步骤E1，根据公式计算其中，N₂为已燃烧体积外溢油量；步骤E2，计算已燃烧体积残留油量N₃；以及步骤E3，根据公式N₁＝N-N₂-N₃计算出上述已燃烧体积产出油量N₁。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合实施例进一步说明本申请的技术方案。

第一，获取火驱采油的参数，上述参数中包含空气利用率η_空气。

对XX井组进行火驱，并且获取相关参数，包括注入空气量Q_g、已燃烧体积产出气量Q₁、空气利用率η_空气、燃烧单位体积油层的空气消耗量V_g、单位油层体积燃料消耗量V_R、已燃烧体积残余油饱和度S_or、油层有效孔隙度Φ与含油饱和度S_o。

孔隙度Φ为25.4％，含油饱和度S_o为54％，已燃烧体积残余油饱和度S_or为3％，燃烧单位油层体积空气消耗量V_g为300m³/m³，单位油层体积燃料消耗量V_R为2.8×10^-2m³/m³，注入空气量Q_g为3926×10⁴m³，空气利用率η_空气为97.5％，已燃烧体积产出气量Q₁为3337×10⁴m³，已燃烧体积内的温度T₂为20℃～500℃，实验证明燃烧10米后，开始燃烧区的温度变为20℃，T₂取值为80℃，该井组已燃烧体积的压力P₂为4.5×10⁶Pa，地下空气压缩因子为Z为1.0075。

第二，利用上述参数计算原油的采收率。

首先，根据上述空气利用率η_空气计算已燃烧油层体积V。

根据公式计算出转换系数A，其中，T₂表示已燃烧体积的温度，P₂表示已燃烧体积的压力，P₁表示标况下压力，T₁表示标况下温度，Z表示地下空气压缩因子。该井组中T₂＝353.15K，P₂＝4.5×10⁶Pa，P₁＝101325Pa，T₁＝293.15K，Z＝1.0075；将这些数值代入公式中，则 $A=\frac{{\mathrm{ZP}}_2{T}_1}{P_1{T}_2}=\frac{1.0075\×4500000\×293.15}{101325\×353.15}=\mathrm{37.14254.}$

构建出存于已燃烧体积内尚未燃烧的空气量Q_c的计算公式为Q_c＝AVΦ.，构建出高温燃烧消耗的空气量Q_r-的计算公式为将这两个公式代入Q_g＝Q_r+Q_c中，得到上述已燃烧油层体积V与上述注入空气量Q_g的关系式，该关系式为

将Q_g、η_空气、V_g、A与Φ的值代入公式计算得出已燃烧油层体积V，

其次，计算已燃烧体积产出油量N₁。

将V、S_o、Φ与V_R的值代入公式N＝V(S_oΦ-V_R)中，计算得到N＝V(S_oΦ-V_R)＝123799.2×(0.54×0.254-2.8×10^-2)＝13513.92m³。

将V、V_g与η_空气的值代入公式中，计算得到已高温燃烧的空气量

将Q_r与Q₁的值代入公式Q₂＝Q_r-Q₁中，得到Q₂＝38092053-33370000＝4722053m³。

将Q₁与Q₂ ^-的值代入公式中，得到即N₂＝0.141506N₁。

将V、Φ与S_or的值代入公式N₃＝VΦS_or中，计算得到N₃＝13513.92×0.254×0.03＝102.97607。将N₃的值与N₂＝0.141506N₁代入公式N₁＝N-N₂-N₃中，得出N₁＝11748.46m³。

最后，根据上述已燃烧油层体积V式与上述已燃烧体积产出油量N₁，计算上述采收率E_R。

将V、N₁、Φ与S_o的值代入公式中，得到 $E_R=\frac{11748.46}{123799.2\×0.254\×0.54}\×100\%=69.2\%.$

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的评价方法，在计算采收率函数时，不仅考虑了现有技术的参数对采收率的影响，还考虑了空气利用率对采收率的影响，相比现有技术，该评价方法计算得到的采收率更加精确，进而可以利用该采收率来更加精确地评价原油的采收率。

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

Claims (10)

1.一种采收率的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括：

步骤S1，获取火驱采油的参数，所述参数中包含空气利用率η_空气；以及

步骤S2，利用所述参数计算原油的采收率E_R。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21，根据所述空气利用率η_空气计算已燃烧油层体积V；

步骤S22，计算已燃烧体积产出油量N₁；以及

步骤S23，根据所述已燃烧油层体积V与所述已燃烧体积产出油量N₁，计算所述采收率E_R。

3.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述步骤S23中的计算所述采收率E_R的公式为其中，Φ为油层有效孔隙度，S_o为含油饱和度。

4.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述步骤S21包括：

步骤A，计算火驱采油过程中的注入空气量Q_g；以及

步骤B，根据所述火驱采油过程中的所述注入空气量Q_g计算所述已燃烧油层体积V。

5.根据权利要求4所述的评价方法，其特征在于，所述步骤A包括：

步骤A1，构建高温燃烧消耗的空气量Q_r的计算公式其中，V_g为燃烧单位体积油层的空气消耗量；

步骤A2，构建存于已燃烧体积内尚未燃烧的空气量Q_c的计算公式Q_c＝AVΦ.，其中，A为转换系数，Φ为油层有效孔隙度；以及

步骤A3，根据所述计算公式所述计算公式Q_c＝AVΦ.与公式Q_g＝Q_r+Q_c构建所述已燃烧油层体积V与所述火驱采油过程中的所述注入空气量Q_g的关系式。

6.根据权利要求5所述的评价方法，其特征在于，所述已燃烧油层体积V与所述注入空气量Q_g的关系式为

7.根据权利要求2或5所述的评价方法，其特征在于，所述步骤S22包括：

步骤C，计算已燃烧体积理论产油量N；

步骤D，计算已燃烧体积外溢气量Q₂；以及

步骤E，根据所述已燃烧体积理论产油量N与所述已燃烧体积外溢气量Q₂计算所述已燃烧体积产出油量N₁。

8.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述已燃烧体积理论产油量N的计算公式为N＝V(S_oΦ-V_R)，其中，Φ为油层有效孔隙度，S_o为含油饱和度，V_R为单位油层体积燃料消耗量。

9.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述已燃烧体积外溢气量Q₂的计算公式为Q₂＝Q_r-Q₁，其中，Q_r为高温燃烧消耗的空气量，Q₁为已燃烧体积产出气量。

10.根据权利要求9所述的评价方法，其特征在于，所述步骤E包括：

步骤E1，根据公式.计算其中，N₂为已燃烧体积外溢油量；

步骤E2，计算已燃烧体积残留油量N₃；以及

步骤E3，根据公式N₁＝N-N₂-N₃计算出所述已燃烧体积产出油量N₁。