CN108491625A - 一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，它解决了现有技术中三元复合驱油体系采收率的预测方法无法计算提高采收率值或误差较大的问题，具有能够准确地预测三元复合驱油体系增油量、进而计算得出提高采收率值的效果；其技术方案为：包括以下步骤：定义含水率下降漏斗，建立含水率模型；建立聚合物驱增油曲线定量表征模型；利用拟合水驱含水率、持续聚驱含水率与实际含水率之间的差值计算提高采收率值；利用数值模拟方法进行验证。
Description
技术领域
本发明涉及化学驱采收率预测方法，尤其涉及一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法。
背景技术
目前世界上进行三次采油主要有四种方法，即化学驱、气驱、热力驱和微生物采油。三次采油的四大技术系列相比，化学驱采油是一种既经济又有效率的强化采油技术，而三元复合驱是从化学驱脱颖而出的一种新的三次采油技术，是我国三次采油提高采收率研究的主攻方向。三元复合驱技术产生于20世纪80年代初，是在二元复合驱的基础上发展起来的，指在注入水中加入碱(A)、表面活性剂(S)和聚合物(P)的复合体系驱油的一种提高采收率的方法。三元复合驱采油技术的应用，极大地延缓了各大油田产量递减的速度，已成为油田产量接替的主要措施。
及时准确地进行化学驱技术指标评价是三元复合驱油田开发决策的基础。三元复合驱技术指标评价的重要任务之一即是预测三元驱提高采收率值。
三元驱提高采收率值可以定义为三元驱相对于持续水驱、聚驱的增油量与地质储量的比值。目前在预测油藏三元复合驱油体系采收率时，有以下标定方法：
①水驱曲线法
利用甲型、乙型等水驱曲线可以对采收率进行标定。在注聚后期，水驱曲线通常会发生明显偏转，分析其原因为调剖等工艺措施对曲线造成的影响。所以在利用水驱曲线法标定采收率时，尽量不采用后期曲线发生明显偏转的数据，而要采用前期线性相关性强的数据。
②童宪章图版法
利用童宪章图版法可以标定出水驱及聚驱阶段采收率。
③数值模拟法
目前主流数值模拟器中，聚合区、表面活性剂及碱的物化机理及协同作用均未考虑周全，数值模拟结果仅可以作为参考。在化学剂物化参数描述未有突破性进展的情况下，应多重视其他油藏工程方法。
④胜利油田图版法
胜利油田开展了大量的化学驱矿场试验及工业化推广，积累了大量数据，形成了丰富的化学驱提高采收率经验图版。
⑤产水变化率图版法
在聚驱或者三元驱见效后Wp～Np的线性关系才成立，且在后续水驱阶段Wp～Np曲线会上翘，不再满足线性关系。因此，产水变化率图版法适用于从聚驱或者三元驱见效后到后续水驱开始时刻期间，根据此期间的产水变化率来预测采收率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其具有能够准确地预测三元复合驱油体系增油量、进而计算得出提高采收率值的效果。
本发明采用下述技术方案：
一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，包括以下步骤：
步骤(1)定义含水率下降漏斗，建立含水率模型；
步骤(2)建立聚合物驱增油曲线定量表征模型；
步骤(3)利用拟合水驱含水率、持续聚驱含水率与实际含水率之间的差值计算提高采收率值；
步骤(4)利用数值模拟方法进行验证。
进一步的，所述步骤(1)中，含水率下降漏斗表示为：
Δfw＝fw,fit-fw,real
其中，fw,real为聚驱或聚驱后再水驱生产过程中含水率，fw,fit为模拟水驱含水率。
进一步的，所述模拟水驱含水率fw,fit通过水驱含水率模型预测。
进一步的，所述步骤(1)中，含水率预测模型表示为：
其中，t为生产时间，A、B、C、D分别表示拟合参数，根据相应的实际动态生产数据拟合得到。
进一步的，根据四个特征参数确定聚合物驱含水下降漏斗曲线变化趋势，所述四个特征参数包括初始含水下降时刻tw0、最大含水下降漏斗时刻twmax、含水漏斗作用结束时刻tw及最大含水下降漏斗Δfwmax。
进一步的，利用漏斗宽度偏度H描述聚合物驱含水下降漏斗呈现出的不对称性；漏斗宽度偏度H表示为：
进一步的，当B趋于1时，聚合物驱增油曲线对称性较好；否则，曲线的非对称性增强。
进一步的，所述步骤(2)中，根据聚合物驱生产动态曲线定量表征模型的建立原则，建立聚合物驱增油曲线定量表征模型，即：
其中，Δfw为每月含水下降漏斗，t为生产时间，b为增油曲线偏度系数。
进一步的，增油曲线偏度系数b与结束时刻tw有关；Δfwmax、tw0和twmax为待定参数。
进一步的，由实际含水与水驱拟合含水之间的差值可以得到三元驱见效前后相对于模拟水驱的增油量；由实际聚驱拟合含水与水驱拟合含水之间的差值得到三元驱相对于持续聚驱的增油量，从而得到提高采收率值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明定义了含水率下降漏斗并建立新型含水率模型，通过四参数模型进行预测，解决了现有预测方法参数不能很准确的直接确定的问题，简化了计算过程，提高了计算精度；
(2)本发明利用拟合水驱含水率、持续聚驱含水率与实际含水率之间的差值计算得出提高采收率值，并利用数值模拟方法对模型进行验证，拟合情况较好，具有一定适用性，可以应用到三元驱增油量计算及提高采收率预测中。
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。
图1为典型含水率下降漏斗曲线图；
图2为利用数值模拟方法验证聚驱含水率下降漏斗的曲线图；
图3为本发明实施方式中实际含水与水驱拟合含水曲线图；
图4为本发明实施方式中聚驱含水下降漏斗、三元驱含水下降漏斗、拟合聚驱含水下降漏斗示意图；
图5为本发明实施方式中拟合持续聚驱含水曲线图。
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，现有技术中存在无法计算提高采收率值或误差较大的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提供了一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，定义了含水率下降漏斗，建立新型的含水率模型，并根据聚合物驱生产动态曲线定量表征模型的建立原则，建立聚合物驱增油曲线定量表征模型；利用拟合水驱含水率、持续聚驱含水率与实际含水率之间的差值计算得出提高采收率值；利用数值模拟方法选取油藏实例对该模型进行验证。
三元复合驱油体系提高采收率的预测方法的具体步骤为：
一、提出含水率下降漏斗法，建立新型的含水率模型；
定义含水率下降漏斗，即：
Δfw＝fw,fit-fw,real (1)
式(1)中，fw,real为聚驱或聚驱后再水驱生产过程中含水率，fw,fit为模拟水驱的含水率；其中模拟水驱的预测方法可以采用新型水驱含水率预测方法进行预测。
目前常用的预测模型为含水率预测模型，如Logistic、Goempertz、Usher模型，这些模型均基于数学统计规律得来，缺乏理论依据。
本申请从相对渗透率曲线和物质平衡原理出发，推导出新型的含水率预测模型，即四参数模型，其揭示了含水上升规律相应的影响因素和影响规律。
现有含水率模型表示为：
式(2)中：μw为水的黏度；μo为原油黏度；h为储层有效厚度；Bo为油相体积系数；Δp为生产压差；re为泄油半径；rw为井筒半径；s为表皮系数；Vp为井控范围孔隙体积；t为生产时间；a和b为拟合参数，与孔喉分布以及润湿性有关。
从式(2)中可以看出，含水率与流体性质、相对渗透率曲线、地层渗透率、波及状况、井控储量、生产压差、泄油半径和表皮系数等有关；通常情况下，上述参数并不能很准确的直接确定，尤其在注采状况比较复杂的储层；因此，借助生产历史数据，拟合出相关参数并用于预测。
令：
将式(3)～式(6)代入式(2)中，得到四参数模型：
其中，t为生产时间，A、B、C、D可通过实际动态生产数据拟合得出。
如图1所示，聚合物驱含水率下降漏斗曲线属于增长型曲线，曲线从零开始上升，到达最大值后逐渐下降，最终趋于零，形成类似于倒扣漏斗的形状；从图1中可以看出，确定聚合物驱含水下降漏斗曲线变化趋势须确定4个特征参数：
①初始含水下降时刻tw0；
②最大含水下降漏斗时刻twmax；
③含水漏斗作用结束时刻tw；
④最大含水下降漏斗Δfwmax。
为了描述聚合物驱含水下降漏斗呈现出的不对称性，引入漏斗宽度偏度H，即：
当B趋于1时，聚合物驱增油曲线对称性较好；否则，曲线的非对称性增强。
二、建立聚合物驱增油曲线定量表征模型
根据聚合物驱生产动态曲线定量表征模型的建立原则，提出了聚合物驱增油曲线定量表征模型，其表达式为：
式(9)中，Δfw为每月含水下降漏斗，t为生产时间；Δfwmax、tw0、twmax为待定参数；b为增油曲线偏度系数，其与结束时刻tw有关。
上述模型具有以下明显特征：
①当t＝tw0时，Δfw＝0；
②当t＝twmax时，漏斗曲线取得极值，即Δfw＝Δfwmax；
③偏度系数b与漏斗宽度偏度B有较好的相关关系。
通过对含水率下降漏斗取不同的四参数进行数值模拟计算结果表明，B仅与b有关，且具有很好的相关关系，其回归关系为：
logb＝0.1896(logB)2-1.5706logB+1.2232 (10)
三、利用数值模拟方法进行验证
以出飞雁滩老区为例，通过文献调研给出飞雁滩老区聚驱含水率下降漏斗拟合情况，如图2所示，其拟合情况均较好，说明上述模型具有一定适用性，可以应用到实际生产中。
由实际含水与水驱拟合含水之间的差值可以得到三元驱见效前后相对于模拟水驱的增油量；由实际聚驱拟合含水与水驱拟合含水之间的差值可以得到三元驱相对于持续聚驱的增油量，进而得到提高采收率值；在持续水驱的基础上可以得出总采收率值。
本申请在其他方法无法计算或误差较大时，能够较为客观、准确地预测三元复合驱油体系增油量，进而计算得出提高采收率值；该方法可以与其他方法同时使用，对比确定增油量，继而给出三元复合驱提高采收率值，在持续水驱的基础上标定采收率。
本申请的另一种实施方式中，结合国内某砾岩油藏的具体区块N详细解释本申请的用法；如图3-图5所示，以N-1井为例：
①整理该区块N-1井2014年10月～2015年12月聚驱及2016年1月～2017年2月三元驱阶段的实际生产数据，运用origin对实际生产数据进行拟合，得到新型含水率模型中的A、B、C、D参数值，得到：A＝1.51E-10、B＝1.24E-03、C＝-1.00613、D＝9.55594，进一步整理得到模拟水驱拟合含水数据，水驱拟合曲线如图3所示；
②分别计算得出实际含水率与水驱拟合含水率的差值(即聚驱含水下降漏斗、三元驱含水下降漏斗)；通过聚合物驱增油曲线定量表征模型的表达式计算得出2014年10月～2017年2月的拟合持续聚驱含水下降漏斗；
③将聚驱含水下降漏斗、三元驱含水下降漏斗、拟合聚驱含水下降漏斗绘制在同一张图中，如图4所示；参照拟合聚驱含水下降漏斗及三元驱实际下降漏斗曲线，找到实际漏斗曲线拐点即为三元驱见效点，由此判断2016年4月为三元驱见效点；
④整理该区块N-1井实际含水率，如图3所示，实际含水率与水驱拟合曲线之间的差值即为增油量；其中，2016年1月～2016年4月的增油量为三元驱见效前相对于模拟水驱的增油量，为191.1t；2016年5月～2017年2月的增油量为三元驱见效后相对于模拟水驱的增油量，为469.6t。
⑤通过聚合物驱增油曲线定量表征模型的表达式计算得出2014年10月～2017年2月的拟合持续聚驱含水率曲线，如图5所示；2016年4月起至2017年2月，该曲线与实际含水差值即为三元驱相对于持续聚驱的增油量，为385.5t。
⑥分别利用新型含水率法计算N区块各生产井的增油量(已知该区块地质储量为1140000t)，整理得出注聚合物段塞阶段相对水驱增油25583.1t，增加采收率2.2％；三元驱见效前阶段相对水驱增油14962.4t，增加采收率1.3％；三元驱见效后阶段相对水驱增油20688.4t，增加采收率1.8％。
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)
1.一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)定义含水率下降漏斗，建立含水率模型；
步骤(2)建立聚合物驱增油曲线定量表征模型；
步骤(3)利用拟合水驱含水率、持续聚驱含水率与实际含水率之间的差值计算提高采收率值；
步骤(4)利用数值模拟方法进行验证。
2.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，含水率下降漏斗表示为：
Δfw＝fw,fit-fw,real
其中，fw,real为聚驱或聚驱后再水驱生产过程中含水率，fw,fit为模拟水驱含水率。
3.根据权利要求2所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，所述模拟水驱含水率fw,fit通过水驱含水率模型预测。
4.根据权利要求1或3所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，含水率预测模型表示为：
其中，t为生产时间，A、B、C、D分别表示拟合参数，根据相应的实际动态生产数据拟合得到。
5.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，根据四个特征参数确定聚合物驱含水下降漏斗曲线变化趋势，所述四个特征参数包括初始含水下降时刻tw0、最大含水下降漏斗时刻twmax、含水漏斗作用结束时刻tw及最大含水下降漏斗Δfwmax。
6.根据权利要求5所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，利用漏斗宽度偏度H描述聚合物驱含水下降漏斗呈现出的不对称性；漏斗宽度偏度H表示为：
7.根据权利要求6所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，当B趋于1时，聚合物驱增油曲线对称性较好；否则，曲线的非对称性增强。
8.根据权利要求5所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据聚合物驱生产动态曲线定量表征模型的建立原则，建立聚合物驱增油曲线定量表征模型，即：
其中，Δfw为每月含水下降漏斗，t为生产时间，b为增油曲线偏度系数。
9.根据权利要求8所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，增油曲线偏度系数b与结束时刻tw有关；Δfwmax、tw0和twmax为待定参数。
10.根据权利要求1所述的一种三元复合驱油体系提高采收率的预测方法，其特征在于，由实际含水与水驱拟合含水之间的差值可以得到三元驱见效前后相对于模拟水驱的增油量；由实际聚驱拟合含水与水驱拟合含水之间的差值得到三元驱相对于持续聚驱的增油量，从而得到提高采收率值。
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| 邢永超: "聚表二元复合驱开发效果评价", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111749664A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-09 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种油田全程化学驱组合接替时机优化方法和系统 |
| CN117035156A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-11-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚表二元驱产油量的预测方法及装置 |
| CN117035156B (zh) * | 2023-06-29 | 2024-05-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚表二元驱产油量的预测方法及装置 |
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