CN108267561B - 室内恒速实验注入速度的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种室内恒速实验注入速度的确定方法及装置，所述室内恒速实验注入速度的确定方法包括：获取现场驱替参数；根据所述现场驱替参数计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚；对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围；根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围；根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；采用优选出来的V_水优与V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比。

Description

室内恒速实验注入速度的确定方法及装置

技术领域

本发明属于油田开发领域，尤其涉及一种室内恒速实验注入速度的确定方法及装置。

背景技术

目前，室内驱油实验主要以恒速实验为主，恒速实验是驱替过程中驱替速度恒定并且能够保证驱替剂累积注入量的实验方式。按照现场日推进速度，如1m/d，当使用常规实验尺寸模拟的的岩心(长300mm宽45mm厚45mm)，实际每天推进1m，是每天注入3.3PV液体，即日注入量是3.3PV。

与现场实际对比，注入量实在过大，可见室内恒速实验存在着一定的问题。也就是说，室内实验虽然保证了注入线性速度，但是保证不了年注入PV数，属于强注强采，相对注入量大幅增加，造成无效模拟，浪费资源，高倍注入量导致实验结果对于现场实际缺少指导意义。

因此，室内恒速实验应该以多大的速度进行实验既可以保证线性注入，又能保证年注入量，才可以科学有效的模拟现场驱替情况，是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种室内恒速实验注入速度的确定方法及装置，以能够确定合理的室内恒速实验注入速度，从而既可以保证线性注入，又能保证年注入量，达到可以科学有效地模拟现场驱替情况的效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种室内恒速实验注入速度的确定方法，包括：

获取现场驱替参数；

根据所述现场驱替参数计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚；

对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围；

根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围；

根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

采用恒速水驱的合理驱替速度V_水优与恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比。

作为优选的实施方式，所述现场驱替参数包括：矿场渗透率K、孔隙度Φ、区块平均水驱采出程度R₀、日推进速度V_日驱、水驱年累计注入PV数B、矿场水驱驱替平均压力P₁、水驱驱替时间T₁、聚表剂驱平均恒压压力P₂、计划聚表剂驱驱替时间T₂、以及聚表剂驱年注入量PV数C。

作为优选的实施方式，根据相似准则计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚，公式如下：

L_真＝V_日驱*T₁；其中，L_真是水驱真实推进距离；

其中，L_岩为实验岩心的长度；

作为优选的实施方式，还包括：

根据所述现场驱替参数中的矿场渗透率K、孔隙度Φ采用石英砂、环氧树脂制作所述实验岩心。

作为优选的实施方式，获取实验岩心的总孔隙体积V_孔。

作为优选的实施方式，所述获取实验岩心的总孔隙体积V_孔包括：对实验岩心进行饱和水实验和饱和油实验，以获取实验岩心的总孔隙体积V_孔和原始含油饱和度。

作为优选的实施方式，所述对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围包括：

确定实验岩心的出口端见液的最低水驱注入速度V_水min；

按照线性速度公式确定最大水驱注入速度V_水max；其中，所述线性速度公式如下:

V_水max＝V_日驱*S_岩*Φ。

作为优选的实施方式，所述根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优包括：

根据所述实验岩心的总孔隙体积V_孔以及水驱年累计注入PV数B确定水驱速度参考值V_水1；

选取最大水驱注入速度V_水max和水驱速度参考值V_水1区间与最低水驱注入速度V_水min和最大水驱注入速度V_水max区间的公共区间为水驱速度研究区间；

在所述水驱速度研究区间选取N个水驱速度数据点，其中，10≥N≥5；

利用恒速水驱驱替实验获取N个水驱速度数据点所对应的N个水驱采收率的数据点；

对N个所述水驱速度数据点与N个所述水驱采收率进行拟合获取V-R拟合曲线；

利用所述V-R拟合曲线确定与所述现场驱替参数中的区块平均水驱采出程度R₀相对应的驱替速度V_R；

判断驱替速度V_R是否位于所述水驱速度研究区间以确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优。

作为优选的实施方式，计算所述水驱速度参考值V_水1的公式如下：

V_水1＝BV_孔/518400。

作为优选的实施方式，所述判断驱替速度V_R是否位于所述水驱速度研究区间以确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优包括：

在所述驱替速度V_R位于所述水驱速度研究区间时，则以该驱替速度V_R为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

在所述驱替速度V_R大于所述最大水驱注入速度V_水max时，则以该最大水驱注入速度V_水max为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

在所述驱替速度V_R小于所述最低水驱注入速度V_水min时，则以该最低水驱注入速度V_水min为恒速水驱的合理驱替速度V_水优。

作为优选的实施方式，所述对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围包括：

确定实验岩心的出口端见液的最低聚表剂驱注入速度V_聚min；

按照如下公式确定最大聚表剂驱注入速度V_聚max：

V_聚max＝0.3*C mL/min。

作为优选的实施方式，所述根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优包括：

获取聚表剂溶液的粘度μ_聚以及地层水的粘度μ_水；

根据所述聚表剂溶液的粘度μ_聚、地层水的粘度μ_水、矿场水驱驱替平均压力P₁、聚表剂驱平均恒压压力P₂、以及恒速水驱的合理驱替速度V_水优确定聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1；

以最低聚表剂驱注入速度V_聚min和最大聚表剂驱注入速度V_聚max为聚表剂驱速度研究区间；

在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1位于所述聚表剂驱速度研究区间时，则以该聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1该为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1大于所述最大聚表剂驱注入速度V_聚表剂max时，则以该最大聚表剂驱注入速度V_聚表剂max为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1小于所述最低聚表剂驱注入速度V_聚表剂min时，则以该最低聚表剂驱注入速度V_聚表剂min为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

作为优选的实施方式，计算所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1的公式如下：

V_聚1＝V_水优*P₂*μ_水÷P₁÷μ_聚。

作为优选的实施方式，还包括：

利用所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速驱替实验，将其累积注入量转化为年注入量并与现场的年注入量对比，以评价所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

一种室内恒速实验注入速度的确定装置，包括：

获取模块，用于获取现场驱替参数；

时间计算模块，用于根据所述现场驱替参数计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚；

第一范围确定模块，用于对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围；

第一速度确定模块，用于根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

第二范围确定模块，用于对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围；

第二速度确定模块，用于根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

驱替效果对比模块，用于采用恒速水驱的合理驱替速度V_水优与恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比。

有益效果：

本发明所提供的室内恒速实验注入速度的确定方法在保证室内岩心实验可注入的前提下，依据相似准则确定室内实验驱替时间，以水驱方式优选室内实验水驱驱替速度，以室内水驱采收率与矿场相符为标准，再拓展到聚表剂驱进行室内实验合理速度的确定，因此，本实施方式所提供的室内恒速驱替实验速度的确定方法所确定优化的速度(合理驱替速度)可以在保证采收率的条件下，能够大幅度降低累计注入量以及大幅度提高了聚表剂驱采收率，对于现场来说具有非常好的模拟参考价值。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式提供的室内恒速实验注入速度的确定方法步骤流程图；

图2是图1所使用的室内恒速实验装置示意图；

图3是本发明一种实施例中的V-R拟合曲线；

图4是本发明一种实施方式提供的室内恒速实验注入速度的确定装置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，本发明的实施方式中提供一种室内恒速实验注入速度的确定方法步骤流程图。在该实施方式中，所述室内恒速实验注入速度的确定方法包括以下步骤：

S10、获取现场驱替参数；

在本步骤中，所述现场驱替参数包括：矿场渗透率K、孔隙度Φ、区块平均水驱采出程度R₀、日推进速度V_日驱、水驱年累计注入PV数B、矿场水驱驱替平均压力P₁、水驱驱替时间T₁、聚表剂驱平均恒压压力P₂、计划聚表剂驱驱替时间T₂、以及聚表剂驱年注入量PV数C。其中，V_日驱的单位可以为米/天(即：m/d)，T₁、T₂的单位一般为年，在使用时可以统一换算成天即可。

S20、根据所述现场驱替参数计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚；

在该步骤中，根据相似准则计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚，公式如下：

L_真＝V_日驱*T₁；其中，L_真是水驱真实推进距离；

其中，L_岩为实验岩心的长度；

在一实施方式中，所述室内恒速实验注入速度的确定方法还包括：S15、根据所述现场驱替参数中的矿场渗透率K、孔隙度Φ采用石英砂、环氧树脂制作所述实验岩心。

具体的，实验岩心采用为环氧树脂浇铸人造石英砂岩心，该实验岩心为四棱柱结构，其尺寸规格为300mm×45mm×45mm，实验岩心的渗透率和孔隙度与实际储层情况大致相同(可以存在一定的误差)。

在另一实施方式中，所述室内恒速实验注入速度的确定方法还包括：S25、获取实验岩心的总孔隙体积V_孔。

所述获取实验岩心的总孔隙体积V_孔包括：对实验岩心进行饱和水实验以及饱和油实验，以获取实验岩心的总孔隙体积V_孔和原始含油饱和度。

具体的，先对岩心抽真空去掉岩心中的空气，之后通过饱和水实验将实验岩心中的孔隙填满，通过计量注入水的体积可以获得实验岩心的总孔隙体积V_孔，通过饱和油实验利用油将岩心中的水挤出，通过计量排出水的体积可以获得注入油的体积，从而计算出原始含油饱和度。饱和油状态下的实验岩心可以方便进行后续步骤。

S30、对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围；

具体的，所述对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围(步骤S30)包括：

S31、确定实验岩心的出口端见液的最低水驱注入速度V_水min；

S32、按照线性速度公式确定最大水驱注入速度V_水max；其中，所述线性速度公式如下：

V_水max＝V_日驱*S_岩*Φ。

其中，S_岩为实验岩心的横截面积，Φ为所述现场驱替参数中的孔隙度，V_日驱为所述现场驱替参数中的(水驱)日推进速度。

其中，如图2所示，恒速水驱驱替实验可以采用室内恒速实验装置完成。具体的，室内恒速实验装置包括第一恒速泵1、第二恒速泵2、第一活塞容器3、第二活塞容器4、第一开关阀门5、第二开关阀门6、六通7、岩心夹持器8、液体计量装置9、恒温箱10。

如图2所示，所有仪器通过管线连接。第一活塞容器3用于容纳地层水，第二活塞容器4用于容纳聚表剂溶液，岩心夹持器8用于容纳环氧树脂浇铸人造石英砂岩心(实验岩心)。六通7为管线提供多条通路。除第一恒速泵1、第二恒速泵2外其他仪器均位于恒温箱10内，以模拟地层温度。

具体的，第一恒速泵1与装有地层水的第一活塞容器3的入口端相连接，装有地层水的第一活塞容器3的出口端通过第一开关阀门5与六通7连接，六通7通过管线与岩心夹持器8的入口端(实验岩心的进液端)相连接，第二恒速泵2的出口端与装有聚表剂的第二活塞容器4的入口端相连接，装有聚表剂的第二活塞容器4的出口端通过第二开关阀门6与六通7连接，六通7通过管线与岩心夹持器8的入口端(实验岩心的进液端)相连接。最终产出液经由岩心夹持器8的出口端(环氧树脂浇铸人造石英砂岩心出口端)流入液体计量装置9。

在进行恒速水驱驱替实验之前将该室内恒速实验装置连接组装完毕即可。在进行恒速水驱驱替实验时，关闭第二恒速泵2、以及第二开关阀门6，打开第一恒速泵1和第一开关阀门5，使得第一活塞容器3中的地层水被驱动至实验岩心的入口端，并被恒速水驱驱替。其中，驱替时间为步骤S20中所计算出的恒速水驱驱替实验时间T_水。

S40、根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

具体的，所述根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优可以包括如下子步骤：

S41、根据所述实验岩心的总孔隙体积V_孔以及水驱年累计注入PV数B确定水驱速度参考值V_水1；

在该步骤S41中，计算所述水驱速度参考值V_水1的公式如下：

V_水1＝BV_孔/518400。其中，B为水驱年累计注入PV数(PV数为注入地下的液体体积占地下总孔隙体积的倍数)，单位为PV。该水驱速度参考值V_水1的单位可以为mL/min。V_孔为实验岩心的总孔隙体积，单位可以为mL。

S42、选取最大水驱注入速度V_水max和水驱速度参考值V_水1区间与最低水驱注入速度V_水min和最大水驱注入速度V_水max区间的公共区间为水驱速度研究区间；

S43、在所述水驱速度研究区间选取N个水驱速度数据点，其中，10≥N≥5；

在该步骤S43中，该N个水驱速度数据点可以为随机选取，也可以等差数列或等比数列选取，优选的是该N个水驱速度数据点均在公共区间的范围内，以获取较为真实的计算结果。

S45、利用恒速水驱驱替实验获取N个水驱速度数据点所对应的N个水驱采收率的数据点；

在该步骤S45中，对N个水驱采收率各自进行恒速水驱驱替实验，实验所用的实验岩心为饱和油状态。其中，驱替时间为步骤S20中所计算出的恒速水驱驱替实验时间T_水。在该步骤S45中，可以通过表格将N个水驱速度数据点和其所对应的N个水驱采收率记录。

S46、对N个所述水驱速度数据点与N个所述水驱采收率进行拟合获取V-R拟合曲线；

在获取V-R拟合曲线，可以以驱替速度为横轴，采收率为纵轴，将N个水驱速度数据点和N个水驱采收率所对应出来的N个坐标点，通过平滑过渡曲线连接相邻两个坐标点，进而获得V-R拟合曲线。

S47、利用所述V-R拟合曲线确定与所述现场驱替参数中的区块平均水驱采出程度R₀相对应的驱替速度V_R；

在该步骤中，可以在纵坐标上标出R0，并根据R0在坐标系中利用V-R拟合曲线确定R₀相对应的驱替速度V_R。

S48、判断驱替速度V_R是否位于所述水驱速度研究区间以确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优。

在该步骤S48中，所述判断驱替速度V_R是否位于所述水驱速度研究区间以确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优包括：在所述驱替速度V_R位于所述水驱速度研究区间时，则以该驱替速度V_R为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；在所述驱替速度V_R大于所述最大水驱注入速度V_水max时，则以该最大水驱注入速度V_水max为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；在所述驱替速度V_R小于所述最低水驱注入速度V_水min时，则以该最低水驱注入速度V_水min为恒速水驱的合理驱替速度V_水优。

S50、对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围；

在该步骤S50中，可以先配置对应现场(矿场)浓度的聚表剂溶液，并利用上述室内恒速实验装置进行该恒速聚表剂驱驱替实验。驱替时间可以采用上述步骤S20中所计算的恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚。其中，恒速聚表剂驱驱替实验中所采用的实验岩心同样可以为初始饱和油状态。

在进行恒速聚表剂驱驱替实验时，关闭第一恒速泵1和第一开关阀门5，打开第二恒速泵2、以及第二开关阀门6，使得第二活塞容器4中的聚表剂溶液被驱动至实验岩心的入口端，并被恒速聚表剂驱驱替。其中，驱替时间为步骤S20中所计算出的恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚。

具体的，所述对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围包括：

S51、确定实验岩心的出口端见液的最低聚表剂驱注入速度V_聚min；

S52、按照如下公式确定最大聚表剂驱注入速度V_聚max：

V_聚max＝0.3*C mL/min。其中，C为聚表剂驱年注入量PV数，单位为PV。V_聚max的单位为mL/min。

S60、根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

具体的，所述根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优包括：

S61、获取聚表剂溶液的粘度μ_聚以及地层水的粘度μ_水；

S62、根据所述聚表剂溶液的粘度μ_聚、地层水的粘度μ_水、矿场水驱驱替平均压力P₁、聚表剂驱平均恒压压力P₂、以及恒速水驱的合理驱替速度V_水优确定聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1；

在该步骤S62中，计算所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1的公式如下：

V_聚1＝V_水优*P₂*μ_水÷P₁÷μ_聚。其中，V_聚1、V_水优的单位可以为mL/min，μ_聚、μ_水的单位为mPa·s，P₁、P₂的单位为MPa。

S63、以最低聚表剂驱注入速度V_聚min和最大聚表剂驱注入速度V_聚max为聚表剂驱速度研究区间；

S64、在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1位于所述聚表剂驱速度研究区间时，则以该聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1该为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

S65、在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1大于所述最大聚表剂驱注入速度V_聚表剂max时，则以该最大聚表剂驱注入速度V_聚表剂max为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

S66、在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1小于所述最低聚表剂驱注入速度V_聚表剂min时，则以该最低聚表剂驱注入速度V_聚表剂min为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

其中，步骤S64、S65、S66并不执行顺序，在实际使用中根据V_聚1、V_聚表剂min及V_聚表剂max的判断结果选择任一步骤执行即可。

在一优选的实施例中，所述室内恒速实验注入速度的确定方法还可以包括以下步骤：

S70、采用恒速水驱的合理驱替速度V_水优与恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比。

在该步骤中，利用所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速驱替实验，将其累积注入量转化为年注入量并与现场的年注入量对比，以评价所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

在该步骤S70中，进行合理驱替速度恒速实验与现场试验效果进行对比，确定优化的速度(合理驱替速度)可以在保证采收率的条件下，可以大幅度降低累计注入量以及大幅度提高了聚表剂驱采收率，对于现场来说具有非常好的模拟参考价值。

综上所述，本实施方式所提供的室内恒速实验注入速度的确定方法在保证室内岩心实验可注入的前提下，依据相似准则确定室内实验驱替时间，以水驱方式优选室内实验水驱驱替速度，以室内水驱采收率与矿场相符为标准，再拓展到聚表剂驱进行室内实验合理速度的确定，因此，本实施方式所提供的室内恒速驱替实验速度的确定方法所确定优化的速度(合理驱替速度)可以在保证采收率的条件下，能够大幅度降低累计注入量以及大幅度提高了聚表剂驱采收率，对于现场来说具有非常好的模拟参考价值。

具体的，该室内恒速实验注入速度的确定方法根据相似原则确定室内实验驱替时间，通过室内水驱驱替恒速实验得出实验岩心出口端见液的驱替速度范围，然后采用该范围速度进行室内恒速实验，得出的速度与对应水驱采收率的关系曲线并对V-R曲线进行拟合，得出对应现场实际采收率的驱替速度V_R，最后结合最初实验获得的速度范围优选出合理的水驱驱替速度V_水优。再通过矿场水驱驱替平均压力、聚表剂驱驱替平均压力、聚表剂溶液的粘度与地层水的粘度参数，利用相似原则，计算出聚表剂驱对应速度，结合聚表剂驱恒速实验得出实验岩心出口端见液的对应的速度范围优选出合理的聚表剂驱的驱替速度V_聚优。

下面通过本申请室内恒速实验注入速度的确定方法一个具体的实施例来详细描述本申请的原理，以便更好地理解本发明。

本实施例所用的岩心是以大庆油田某采油厂某区块为参考，该区块为高渗透砂岩储层，储层平均气测渗透率1000×10^-3μm²，孔隙度27.2％，地层水矿化度为6778mg/L，原油黏度9.8mPa·s。区块平均水驱采出程度(采收率)25％，线性日推进速度1米/天，年累计注入PV数3PV，矿场水驱驱替平均压力6MPa，水驱驱替时间10年，以及聚表剂驱年注入量0.3PV，平均恒压压力8.5MPa，计划驱替时间3年。

根据矿场水驱总的累积注入量，可得下述公式：

即：

L_真＝120m

即

T_水＝12960min＝216h

T_聚＝0.3T_水＝64.8h

依据相似准则计算室内实验驱替的时间，水驱时间为216h，聚表剂驱时间为64.8h。

根据储层条件制备人造实验岩心，该实施例中通过石英砂胶结获取实验岩心，实验岩心的尺寸规格为300mm×45mm×45mm，气测渗透率979×10^-3μm²左右，孔隙度28.4％，与上述现场驱替参数中的储层平均气测渗透率1000×10^-3μm²，孔隙度27.2％相近似。

对实验岩心抽空，并顺次进行饱和水、饱和油获得岩心总的孔隙体积V_孔＝172.75mL。

利用图2的室内恒速实验装置进行水驱驱替恒速实验，确定实验岩心出口端见液的最低注入速度V_水min＝0.02mL/min。按照如下方式计算出按照线性速度确定的最大注入速度V_水max。

日驱替速度*岩心截面积*孔隙度＝线性日推进距离内的岩心总的孔隙体积(即：最大注入速度V_水max)。即：1m/天*45*45*27.2％*10^-2cm²＝550.8cm³/天，通过单位换算得V_水max＝550.8cm³/天＝0.38mL/min。

计算水驱速度参考值V_水1：V₁＝bV_孔/518400＝3V_孔/518400＝3×172.75/518400＝0.001mL/min。选V_水1、V_水min、V_水max的公共区间[0.02,0.38]作为研究对象，选取8个数据点进行对初始饱和油的实验岩心各自单独进行恒速驱替实验，驱替时间为上述步骤中计算出来的相似时间T_水。然后得到8个恒速驱替速度与对应水驱采收率的数据点，记录在如下表一中。

表1不同恒速驱替速度对应水驱采收率表

在坐标系中对驱替速度以及所对应的采收率进行拟合获取如图3所示的V-R曲线，然后根据V-R曲线获得对应现场驱替参数中的采收率R₀(25％)的驱替速度V_R。

对V-R曲线进行拟合，当采收率为R₀(25％)时的驱替速度V_R＝0.237mL/min，V_R存在于公共区间[0.02,0.38]，则优选出的合理水驱驱替速度为V_水优＝0.237mL/min。

再配制对应矿场浓度的聚表剂溶液，利用上述室内恒速实验装置进行聚表剂驱恒速驱替实验，确定实验岩心出口端见液的最低注入速度V_聚min＝0.008mL/min，计算出最大注入速度V_聚max＝0.3×0.3mL/min＝0.9mL/min。

测试对应聚表剂溶液的粘度μ_聚＝40mPa·s，单独地层水的粘度μ_水＝1mPa·s。然后，聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1：V_聚1＝V_水*P₂*μ_水/P₁/μ_聚＝0.237×8.5×1/6/40＝0.008mL/min

取V_聚min、V_聚1、V_聚max的公共区间[0.008,0.9]，V_聚1存在于公共区间，则优选出的合理聚表剂驱替速度为V_聚优＝0.008mL/min.

最后用优选出来的V_水优与V_聚优进行室内恒速(驱替)实验，实验结果如下表2所示，将其累积注入量与现场试验进行对比，最后对两者驱替效果进行对比。

表2合理驱替速度恒速实验数据表

其中，实验岩心总体积V_孔＝300*45*45*27.5％*10^-3＝167.1mL，根据表2中的数据可知，水的累积注入量/V_孔＝3071.52/167.1＝18.38，累积注入量为18.38PV，若按现场实际线性推进速度累计注入量23.27PV；实验水驱采收率为25.07％，现场实际水驱采收率为25％；累积聚表剂注入量/V_孔＝31.68/167.1＝0.19，累积注入量为0.19PV，实验聚表剂驱采收率为31.33％；可以看出，按照优化速度可以在保证采收率的条件下，可以大幅度降低累计注入量以及大幅度提高了聚表剂驱采收率，对于现场来说具有非常好的模拟参考价值。

请参阅图4，为本发明的实施方式中提供的一种室内恒速实验注入速度的确定装置，包括：获取模块10，用于获取现场驱替参数；时间计算模块20，用于根据所述现场驱替参数计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚；第一范围确定模块30，用于对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围；第一速度确定模块40，用于根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；第二范围确定模块50，用于对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围；第二速度确定模块60，用于根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。驱替效果对比模块70，用于采用恒速水驱的合理驱替速度V_水优与恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比。

在该实施方式中，通过驱替效果对比模块70能够评价所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。其中，该实施方式中的获取模块10、时间计算模块20、第一范围确定模块30、第一速度确定模块40、第二范围确定模块50、第二速度确定模块60、驱替效果对比模块70均可以参考并援引上述实施方式中关于室内恒速实验注入速度的确定方法的描述，此处不再一一赘述。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等。目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以较容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来。在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其它数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其它类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其它内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其它光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其它磁性存储设备或任何其它非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其它实施方式的不同之处。尤其，对于系统/电子设备实施方式而言，由于其处理器执行的软件功能基本相似于方法实施方式，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (1)

1.一种室内恒速实验注入速度的确定方法，其特征在于，包括：

获取现场驱替参数；

根据所述现场驱替参数计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚；

对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围；

根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围；

根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

采用恒速水驱的合理驱替速度V_水优与恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比；

所述现场驱替参数包括：矿场渗透率K、孔隙度Φ、区块平均水驱采出程度R₀、日推进速度V_日驱、水驱年累计注入PV数B、矿场水驱驱替平均压力P₁、水驱驱替时间T₁、聚表剂驱平均恒压压力P₂、计划聚表剂驱驱替时间T₂、以及聚表剂驱年注入量PV数C；

根据相似准则计算室内恒速水驱驱替实验时间T_水以及恒速聚表剂驱驱替实验时间T_聚，公式如下：

L_真＝V_日驱*T₁；其中，L_真是水驱真实推进距离；

其中，L_岩为实验岩心的长度；

所述室内恒速实验注入速度的确定方法，还包括：

根据所述现场驱替参数中的矿场渗透率K、孔隙度Φ采用石英砂、环氧树脂制作所述实验岩心；

获取实验岩心的总孔隙体积V_孔；所述获取实验岩心的总孔隙体积V_孔包括：对实验岩心进行饱和水实验和饱和油实验，以获取实验岩心的总孔隙体积V_孔和原始含油饱和度；

所述对实验岩心利用恒速水驱驱替实验获取恒速水驱的速度范围包括：

确定实验岩心的出口端见液的最低水驱注入速度V_水min；

按照线性速度公式确定最大水驱注入速度V_水max；其中，所述线性速度公式如下:

V_水max＝V_日驱*S_岩*Φ；其中，S_岩为实验岩心的横截面积；

所述根据所述恒速水驱的速度范围确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优包括：

根据所述实验岩心的总孔隙体积V_孔以及水驱年累计注入PV数B确定水驱速度参考值V_水1；

选取最大水驱注入速度V_水max和水驱速度参考值V_水1区间与最低水驱注入速度V_水min和最大水驱注入速度V_水max区间的公共区间为水驱速度研究区间；

在所述水驱速度研究区间选取N个水驱速度数据点，其中，10≥N≥5；

利用恒速水驱驱替实验获取N个水驱速度数据点所对应的N个水驱采收率的数据点；

对N个所述水驱速度数据点与N个所述水驱采收率进行拟合获取V-R拟合曲线；

利用所述V-R拟合曲线确定与所述现场驱替参数中的区块平均水驱采出程度R₀相对应的驱替速度V_R；

判断驱替速度V_R是否位于所述水驱速度研究区间以确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

计算所述水驱速度参考值V_水1的公式如下：

V_水1＝BV_孔/518400；

所述判断驱替速度V_R是否位于所述水驱速度研究区间以确定恒速水驱的合理驱替速度V_水优包括：

在所述驱替速度V_R位于所述水驱速度研究区间时，则以该驱替速度V_R为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

在所述驱替速度V_R大于所述最大水驱注入速度V_水max时，则以该最大水驱注入速度V_水max为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

在所述驱替速度V_R小于所述最低水驱注入速度V_水min时，则以该最低水驱注入速度V_水min为恒速水驱的合理驱替速度V_水优；

所述对实验岩心利用恒速聚表剂驱驱替实验获取恒速聚表剂驱的速度范围包括：

确定实验岩心的出口端见液的最低聚表剂驱注入速度V_聚min；

按照如下公式确定最大聚表剂驱注入速度V_聚max：

V_聚max＝0.3*C mL/min；

所述根据所述现场驱替参数、所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、以及所述恒速聚表剂驱的速度范围确定恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优包括：

获取聚表剂溶液的粘度μ_聚以及地层水的粘度μ_水；

根据所述聚表剂溶液的粘度μ_聚、地层水的粘度μ_水、矿场水驱驱替平均压力P₁、聚表剂驱平均恒压压力P₂、以及恒速水驱的合理驱替速度V_水优确定聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1；

以最低聚表剂驱注入速度V_聚min和最大聚表剂驱注入速度V_聚max为聚表剂驱速度研究区间；

在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1位于所述聚表剂驱速度研究区间时，则以该聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1该为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1大于所述最大聚表剂驱注入速度V_聚表剂max时，则以该最大聚表剂驱注入速度V_聚表剂max为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

在所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1小于所述最低聚表剂驱注入速度V_聚表剂min时，则以该最低聚表剂驱注入速度V_聚表剂min为恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优；

计算所述聚表剂驱驱替速度参考值V_聚1的公式如下：

V_聚1＝V_水优*P₂*μ_水÷P₁÷μ_聚；

所述采用恒速水驱的合理驱替速度V_水优与恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速实验，将该室内恒速实验结果与现场试验效果进行对比包括：

利用所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优进行室内恒速驱替实验，将其累积注入量转化为年注入量并与现场的年注入量对比，以评价所述恒速水驱的合理驱替速度V_水优、恒速聚表剂驱的合理驱替速度V_聚优。

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