CN110160933B - 定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法 - Google Patents

Abstract

定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法，通过室内静态自发渗吸实验，利用核磁共振在线监测技术，测定致密砂岩岩心样品在自发渗吸不同阶段的剩余油分布T₂谱，基于核磁共振T₂谱的下覆面积差值计算自发渗吸驱油效率，并结合每个测试点之间的时间间隔，确定单位时间内的自发渗吸驱油效率，实现对致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的定量评价；本发明运用核磁共振技术研究自发渗吸实验的驱油效率及渗吸速度，可以避免传统实验测试方法带来的误差。

Description

定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法

技术领域

本发明涉及油气开发实验技术领域，特别涉及一种定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法。

背景技术

自发渗吸驱油是指储层多孔介质在毛细管力的驱动下自发地吸入水，并将地层中的原油进行置换驱替的过程。致密砂岩油藏多孔介质尺度细小，部分孔喉半径可以达到纳米级别，以毛管力为主要驱替动力的自发渗吸驱油对提高致密砂岩油藏采收率有积极的推动作用。在自发渗吸作用过程中，渗吸速度是影响驱油效率的重要因素，定量评价不同渗吸阶段的渗吸速度，对合理利用自发渗吸作用，最大限度发挥自发渗吸驱油效率具有重要的理论意义。现有研究中，专利CN200820109215公布了一种用于自发渗吸驱油的新型自吸仪；CN201410328112公布了一种便携式自发渗吸测量装置；CN201410465014公布了一种基于电势的自发渗吸测量装置；CN201520031658一种压裂液同向自发渗吸仪；CN201510959601公布了一种用于页岩的自发渗吸测量方法；CN201620025738公布了一种用于评价岩屑基质自发渗吸能力的测试装置；CN201680029748公布了一种用于确定低渗透率材料中的非常规液体渗吸的方法；CN201710833425公布了一种自发渗吸测试装置及其测试方法；CN201810981059公布了一种低渗油藏自发渗吸驱油效率测量装置及方法。2001年第1期，江汉石油学院学报，杨正明等人利用常规室内水驱油实验和核磁共振成像技术，研究了水驱过程中的自发渗吸特征，提出了在低渗透岩心水驱油过程中存在最佳渗流速度，并分析了在水驱油过程中的渗吸机理；2007年第2期，石油学报，李士奎等人运用低渗透亲水砂岩岩心样品，进行室内自发渗吸实验，研究了低渗透油藏不同界面张力体系下的自发渗吸驱油过程；2009年第33卷第6期，中国石油大学学报(自然科学版)，韩冬等人利用露头砂岩岩心，研究水湿条件下盐水、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂的渗吸规律及对砂岩自发渗吸的影响；2015年第22卷第5期，特种油气藏，蒙冕模等人利用低磁场核磁共振技术，研究压裂液在页岩自发渗吸过程中的分布特征及渗吸规律；2017年，长江大学，何梦莹针对鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏，通过室内自发渗吸实验，建立了致密砂岩自发渗吸模型，分析研究了致密砂岩储层的自吸影响因素；2018年第20卷第2期，重庆科技学院学报(自然科学版)，未志杰等人通过建立双孔双渗致密油自渗吸提高采收率数学模型，研究裂缝密度、基质渗透率、毛管力、原油黏度等因素对自发渗吸提高采收率效果的影响；2019年第38卷第1期，大庆石油地质与开发，于欣等人运用现场清洁压裂液返排液作为渗吸液，进行了压裂液返排液对自发渗吸驱油效果的影响规律研究。

通过调研现有专利及期刊论文发现，目前针对砂岩油藏自发渗吸驱油作用的相关研究，主要聚焦于室内自发渗吸驱油仪器及测量装置的设计，自发渗吸测试方法的探索，自发渗吸驱油效果影响因素分析和相关数学模型的建立。研究方法主要以常规测试分析手段为主，且在自发渗吸驱油机理和规律的研究过程中，并未涉及针对自发渗吸不同阶段的驱油速度这一重要特征参数的分析研究。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法，该方法旨在通过室内静态自发渗吸实验，利用核磁共振在线监测技术，测定致密砂岩岩心样品在自发渗吸不同阶段的剩余油分布T₂谱，基于核磁共振T₂谱的下覆面积差值计算自发渗吸驱油效率，并结合每个测试点之间的时间间隔，确定单位时间内的自发渗吸驱油效率，实现对致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的定量评价。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样来实现的：

定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法，包括下述步骤：

步骤一、将岩心样品加工为直径2.5cm，长5.0cm的岩心柱，对岩心进行洗油、烘干操作；

步骤二、依据取心层位的地层水型及组分配置模拟地层水，以恒定速度为岩心样品饱和模拟地层水；

步骤三、将浓度为30000mg/L的Mn²⁺溶液以恒定速度注入岩心，驱替模拟地层水，以消除地层水中的H⁺信号，使核磁共振T₂谱只反映模拟原油信号；

步骤四、依据取心层位的地层原油参数配制实验模拟原油，并以恒定速度注入岩心样品中，直到岩心出口产液为100％模拟原油为止，建立地层原始油水分布，结束时进行原始原油分布核磁共振T₂谱测试；

步骤五、将岩心样品置于浓度30000mg/L的Mn²⁺溶液中进行自发渗吸实验，实验过程中每隔固定时间进行一次核磁共振T₂谱测试，以确定不同阶段自发渗吸过程中的剩余油分布特征；

步骤六、在自发渗吸过程中，连续2次测试核磁共振T₂谱下覆面积差值小于3％时，认为自发渗吸作用停止，终止实验；

步骤七、通过对不同测试点的剩余油分布T₂谱与原始原油分布T₂谱的下覆面积差值进行对比计算，确定自发渗吸不同阶段的驱油效率，具体计算公式如下：

式中：E_i为第i个渗吸阶段内自发渗吸作用的驱油效率，％，i＝1,2,3,...,n，；S_i为第i个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积；S_i-1为第i-1个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积；S₀为原始原油分布T₂谱与X轴所包围的面积。

步骤八、将步骤七中得到的阶段自发渗吸效率E_i与阶段自发渗吸时间进行对比计算，得到单位时间内自发渗吸的驱油效率，该值V_i即是自发渗吸驱油速度，具体计算公式如下：

式中：V_i为第i个渗吸阶段内自发渗吸作用的驱油速度，％/h；t为第i个渗吸阶段的自发渗吸时间，h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)首次提出一套合适致密砂岩储层自发渗吸驱油速度的计算方法，并通过先进的实验方法和测试手段实现对驱油速度的定量计算；

(2)实验过程中可根据研究方向及目的，设置不同的自发渗吸时间，实现对自发渗吸任意渗吸阶段中渗吸速度的定量计算；

(3)运用核磁共振技术研究自发渗吸实验的驱油效率及渗吸速度，可以避免传统实验测试方法带来的误差。

附图说明

图1为实施例一自发渗吸核磁共振T₂谱曲线。

图2为实施例一渗吸速度分布曲线。

图3为实施例二自发渗吸核磁共振T₂谱曲线。

图4为实施例二渗吸速度分布曲线。

具体实施方式

下面选取某油田样品结合附图对本发明做详细叙述。

实施例一

定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法包括以下步骤：

步骤一、将岩心样品加工为直径2.5cm，长5.0cm的岩心柱，对岩心进行洗油、烘干操作；

步骤二、配置矿化度为15000mg/L、CaCl₂型模拟地层水，以0.02mL/min的恒定速度为岩心样品饱和模拟地层水，注入量为2-3PV；

步骤三、将浓度为30000mg/L的Mn²⁺溶液以0.01mL/min的恒定速度注入岩心，注入量为3-4PV，驱替模拟地层水，以消除地层水中的H⁺信号；

步骤四、配制实验模拟原油，并以0.01mL/min的恒定速度注入岩心样品中，直到岩心出口产液为100％模拟原油为止，建立地层原始油水分布，结束时进行原始原油分布核磁共振T₂谱测试；

步骤五、将岩心样品置于浓度30000mg/L的Mn²⁺溶液中进行自发渗吸实验，实验过程中每隔6小时进行一次核磁共振T₂谱测试；

步骤六、在自发渗吸过程中，连续2次测试核磁共振T₂谱下覆面积差值小于3％时，认为自发渗吸作用停止，终止实验；

步骤七、如图1所示，通过对4个测试点的剩余油分布T₂谱与原始原油分布T₂谱的下覆面积差值进行对比计算，

原始油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₀为2296.07；

第1个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₁为1645.59；

第2个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₂为1383.20；

第3个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₃为1148.04；

第4个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₄为934.47。

因此通过计算可得，第1个渗吸阶段E₁的驱油效率为28.33％，第2个渗吸阶段E₂的驱油效率为11.43％，第3个渗吸阶段E₃的驱油效率为10.24％，第4个渗吸阶段E₄的驱油效率为9.30％，

步骤八、参照图2，将步骤七中得到的阶段自发渗吸效率E_i与阶段自发渗吸时间进行对比计算，得到单位时间内自发渗吸的驱油效率，即自发渗吸驱油速度V₁为4.72％/h，V₂为1.90％/h，V₃为1.71％/h，V₄为1.55％/h。

实施例二

定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法包括以下步骤：

步骤一、将岩心样品加工为直径2.5cm，长5.0cm的岩心柱，对岩心进行洗油、烘干操作；

步骤二、配置矿化度为20000mg/L、CaCl₂型模拟地层水，以0.02mL/min的恒定速度为岩心样品饱和模拟地层水，注入量为2-3PV；

步骤三、将浓度为30000mg/L的Mn²⁺溶液以0.01mL/min的恒定速度注入岩心，注入量为3-4PV，驱替模拟地层水，以消除地层水中的H⁺信号；

步骤四、配制实验模拟原油，并以0.01mL/min的恒定速度注入岩心样品中，直到岩心出口产液为100％模拟原油为止，建立地层原始油水分布，结束时进行原始原油分布核磁共振T₂谱测试；

步骤五、将岩心样品置于浓度30000mg/L的Mn²⁺溶液中进行自发渗吸实验，实验过程中每隔9小时进行一次核磁共振T₂谱测试；

步骤六、在自发渗吸过程中，连续2次测试核磁共振T₂谱下覆面积差值小于3％时，认为自发渗吸作用停止，终止实验；

步骤七、如图3所示，通过对5个测试点的剩余油分布T₂谱与原始原油分布T₂谱的下覆面积差值进行对比计算

原始油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₀为2547.18；

第1个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₁为1810.15；

第2个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₂为1449.23；

第3个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₃为1124.71；

第4个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₄为844.31；

第5个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积S₅为610.47。

因此通过计算可得，第1个渗吸阶段E₁的驱油效率为28.93％，第2个渗吸阶段E₂的驱油效率为14.17％，第3个渗吸阶段E₃的驱油效率为12.74％，第4个渗吸阶段E₄的驱油效率为10.98％，第5个渗吸阶段E₅的驱油效率为9.18％，

步骤八、参照图4，将步骤七中得到的阶段自发渗吸效率E_i与阶段自发渗吸时间进行对比计算，得到单位时间内自发渗吸的驱油效率，即自发渗吸驱油速度V₁为3.21％/h，V₂为1.57％/h，V₃为1.42％/h，V₄为1.22％/h，V₅为1.02％/h。

实验方法的原理说明

自发渗吸驱油作用伴随油藏开发的整个过程，如何在水驱过程中最大程度发挥自发渗吸驱油作用，对提高致密砂岩油藏采收率具有重要的理论意义。但是，目前自发渗吸驱油的相关理论研究并未涉及自发渗吸驱油速度这一重要因素，为了定量评价致密砂岩油藏自发渗吸不同阶段的驱油效果，提出了室内静态渗吸实验结合核磁共振技术对自发渗吸驱油速度的定量评价手段。核磁共振T₂谱与X轴的下覆面积差值可以反映岩心内部的原油分布总量，通过该原理可现实对原始原油分布量及不同渗吸阶段剩余油量的精确计算。在实验设计过程中，每隔固定时间进行一次核磁共振T₂谱测试，通过对不同测试点的剩余油分布T₂谱与原始原油分布T₂谱的下覆面积差值进行对比计算，确定自发渗吸不同阶段的驱油效率，并与阶段自发渗吸时间进行对比计算，得到单位时间内自发渗吸的驱油效率即为自发渗吸驱油速度。利用以上原理，可定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (1)

1.定量评价致密砂岩油藏自发渗吸驱油速度的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、将岩心样品加工为直径2.5cm，长5.0cm的岩心柱，对岩心进行洗油、烘干操作；

步骤二、依据取心层位的地层水型及组分配置模拟地层水，以恒定速度为岩心样品饱和模拟地层水；

步骤三、将浓度为30000mg/L的Mn²⁺溶液以恒定速度注入岩心，驱替模拟地层水，以消除地层水中的H⁺信号，使核磁共振T₂谱只反映模拟原油信号；

步骤四、依据取心层位的地层原油参数配制实验模拟原油，并以恒定速度注入岩心样品中，直到岩心出口产液为100％模拟原油为止，建立地层原始油水分布，结束时进行原始原油分布核磁共振T₂谱测试；

步骤五、将岩心样品置于浓度30000mg/L的Mn²⁺溶液中进行自发渗吸实验，实验过程中每隔固定时间进行一次核磁共振T₂谱测试，以确定不同阶段自发渗吸过程中的剩余油分布特征；

步骤六、在自发渗吸过程中，连续2次测试核磁共振T₂谱下覆面积差值小于3％时，认为自发渗吸作用停止，终止实验；

步骤七、通过对不同测试点的剩余油分布T₂谱与原始原油分布T₂谱的下覆面积差值进行对比计算，确定自发渗吸不同阶段的驱油效率，具体计算公式如下：

式中：E_i为第i个渗吸阶段内自发渗吸作用的驱油效率，％，i＝1,2,3,...,n；S_i为第i个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积；S_i-1为第i-1个渗吸阶段后剩余油分布T₂谱与X轴所包围的面积；S₀为原始原油分布T₂谱与X轴所包围的面积；

步骤八、将步骤七中得到的阶段自发渗吸效率E_i与阶段自发渗吸时间进行对比计算，得到单位时间内自发渗吸的驱油效率，该值V_i即是自发渗吸驱油速度，具体计算公式如下：

式中：V_i为第i个渗吸阶段内自发渗吸作用的驱油速度，％/h；t为第i个渗吸阶段的自发渗吸时间，h。

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