CN110714757A - 一种气驱启动盲端缝洞体剩余油的力学准数测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气驱启动盲端缝洞剩余油的力学准数测量方法。首先，统计和表征实验温压条件下的原油和驱替氮气的基础物性参数以及缝洞结构参数，之后进行力学机制分析，判断影响盲端缝洞剩余油驱替的正影响项和负影响项，建立准数方程，然后进行实验，对不同流速不同开度裂缝的气驱启动准数进行测量，得出启动准数界限。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别指一种气驱启动盲端缝洞体剩余油的力学准数测量方法。
背景技术
缝洞油藏气驱开发过程中，注入参数的优化与波及范围存在明显的相关关系，尤其是注入速度直接影响着采收率的提高。一般来说，缝洞油气藏的驱替主通道波及效果较好，但是与主通道相连的裂缝次通道，波及效果不佳，并且与注入速度存在明显的相关关系。根据经验，流动速度过快或裂缝开度较小时，上部裂缝很难被置换，为此基于作用力关系，确立一个无因次准数，利用多次物理实验确定准数界限，指导实际生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气驱启动盲端缝洞剩余油的力学准数测量方法，首先统计和表征实验温压条件下的原油和驱替氮气的基础物性参数以及缝洞结构参数，之后进行力学机制分析，判断影响盲端缝洞剩余油驱替的正影响项和负影响项，建立准数方程，然后进行实验，对不同流速不同开度裂缝的气驱启动准数进行测量，得出启动准数界限。
为了实现上述目的，本发明提供一种气驱启动盲端缝洞体剩余油的力学准数测量方法，其包括如下步骤：
步骤(1)：统计实验条件下的原油和驱替氮气的基础物性参数数据；
步骤(2)：表征所需缝洞结构参数，构建实验模型；
步骤(3)：分析力学机制，构建准数方程；
步骤(4)：进行实验，测定气驱能够启动盲端缝洞剩余油的准数界限；
所述步骤(1)的具体操作是：统计油气基础物性参数，以便计算无因次准数，需要统计的物理量有：油气密度、油气界面张力和润湿角。
所述步骤(2)的具体操作是：表征缝洞结构参数，包括裂缝上方气流通道高度、裂缝开度气流通道截面积以及气流量。
所述步骤(3)的具体操作是：分析流体流动力学机制，判断重力，润湿阻力以及流动驱替力之间的关系，给出准数计算式。
所述步骤(4)的具体操作是：根据步骤(1)、步骤(2)中所述的参数构建物理模型进行物理实验，观察不同开度下气能驱动盲端缝洞剩余油的最大流速，根据步骤(3)计算该时刻的无因次准数。
附图说明
图1为实验设计图；
图2为不同裂缝开度下的准数界限。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例对本发明进行做进一步的说明，以帮助本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实例不作为对本发明的限定。
本发明提供一种气驱启动盲端缝洞剩余油的力学准数测量方法，其包括如下步骤：
步骤(1)统计油气基础物性参数，以便计算无因次准数，需要统计的物理量有：油气密度、油气界面张力和润湿角。其中油相密度为850kg/m3，气相密度为1.3kg/m3，油气界面张力为0.0017N/m，润湿角30°。
步骤(2)为表征缝洞结构参数，包括裂缝上方气流通道高度、裂缝开度气流通道截面积以及气流量。本次物理实验使用的物理模型参数为，裂缝上方气流通道高度2cm，裂缝开度0.2mm～1.5mm，通道截面积3.14cm2，气流量1ml/min～80ml/min。
步骤(3)分析流体流动力学机制，判断重力，润湿阻力以及流动驱替力之间的关系，给出准数计算式。
根据模型设计图，流体在主流动方向流动过程中横向主要为驱动力，体现在气相法相流动速度上，即Q/s，为驱替结果的反作用项；纵向上气相驱替油相主要靠密度差引起的浮力，即(ρo-ρg)gh，是驱替结果的正作用项；纵向上流体还受到裂缝产生的润湿阻力，即σ·cosθ/r，是驱替作用的反作用项。根据力学关系，同一方向作用力合成通过加法，为处理另一方向的反作用项，最终准数N的公式设为：
其中l是无因次参数，单位为m3/(10000*N*s)，根据无因次准数公式进行下一步的物理实验。
步骤(4)根据步骤(1)、步骤(2)中所述的参数构建物理模型，见附图1进行物理实验，观察不同开度下氮气能驱动盲端缝洞剩余油的最大流速。
通过观察实验结果(表1)，可以发现，驱替结束时刻，在裂缝开度为0.2mm的裂缝所连接的溶洞内剩余油全部不能被驱替。裂缝开度0.6mm与裂缝开度0.4mm对比，流速从5ml/min增加为30ml/min，不能进入此裂缝并到达溶洞进行驱替。
通过观察不同开度和不同流速下的驱替结果，结合准数计算公式，可以计算不同状态下的准数值，进而明确不同开度下的气驱启动盲端缝洞剩余油的准数界限，见表1。另外，通过拟合的方法可以得到不同开度下盲端缝洞剩余油的准数界限，见图2。
表1物理实验结果数据表
表格中加粗的数据即为观测得到能进入盲端缝洞驱替剩余油的最大驱替速度时的准数值。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权力要求书为准。
Claims (5)
1.气驱启动上部盲端缝洞剩余油准数实验测量方法，其包括如下步骤：
步骤(1)：统计实验条件下的原油和驱替氮气的基础物性参数数据；
步骤(2)：表征所需缝洞结构参数，构建实验模型；
步骤(3)：分析力学机制，构建准数方程；
步骤(4)：进行实验，测定氮气气驱能够启动盲端缝洞剩余油的准数界限。
2.根据权利要求1所述的气驱启动上部盲端缝洞剩余油准数实验测量方法，其特征在于：所述步骤(1)的具体操作是：统计油气基础物性参数，以便计算无因次准数，相关统计的物理量主要有：油气密度、油气界面张力和润湿角。
3.根据权利要求1所述的气驱启动上部盲端缝洞准数剩余油实验测量方法，其特征在于：所述步骤(2)的具体操作是：表征缝洞结构参数，包括裂缝上方气流通道高度、裂缝开度气流通道截面积以及气流量。
4.根据权利要求1所述的气驱启动上部盲端缝洞准数剩余油实验测量方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体操作是：分析流体流动力学机制，判断重力，润湿阻力以及流动驱替力之间的关系，给出准数计算式。
5.根据权利要求1所述的气驱启动上部盲端缝洞剩余油准数实验测量方法，其特征在于：所述步骤(4)的具体操作是：根据步骤(1)、步骤(2)中所述的参数构建物理模型进行物理实验，观察不同开度下气能驱动盲端缝洞剩余油的最大流速，计算该时刻的无因次准数。
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