CN111143994B - 一种岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法，本发明提供的针对岩心含油饱和度监测点布局的优化方法，该方法使用商业油藏数值模拟软件和绘图软件，能够快速有效的优化岩心上饱和度点的布局方式，实现经济高效地监测驱油体系的波及效果及变化规律，进一步评价驱油体系的开发效果和指导优化开发方式。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种岩心含油饱和度监测点布局的优化方法。
背景技术
随着国内对石油资源需求的不断扩大，储量丰富的低渗透油藏、稠油油藏等复杂油藏越来越受到人们的重视。常规水驱难以满足复杂油藏的开发需求，因此聚合物驱、二元和三元复合驱等化学驱方法成为了提高油藏采出程度的常用手段。驱油体系的波及效率是影响其提高采出程度效果的重要参数，而在室内驱替实验研究中，电阻法是一种常用的测岩心含油饱和度监测技术。该技术依据地层水导电而油气及岩石介质不导电的基本原理，当孔隙介质和水的矿化度不变时，电阻值的大小只和含油水的比例有关，所以可通过电阻值的变化测试出岩心中油水比例的变化即岩心中的含油饱和度变化。
电阻法测岩心含油饱和度技术已经较为成熟并得到广泛应用，例如中国专利申请200520000431.4、201010000808.1、201811500792.3等都提及使用该方法用于监测岩心含油饱和度变化，使用岩心模型上采集的不同位置、不同时刻的含油饱和度数据，绘制含油饱和度随时间的变化的分布图，就能分析出驱油体系在岩心中的波及效果以及变化规律。目前使用的方法直接给出饱和度监测点的布局，没有对布局进行优化，而岩心含油饱和度监测点的布局方式对监测效果影响很大，监测点过密会明显影响流体在岩心中的渗流过程，同时增加制作成本；监测点过稀则会影响饱和度监测的准确性。因此需要一种手段来对含油饱和度监测点的布局方式进行优化，以合理的布点获得理想的监测效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对室内岩心含油饱和度监测点布局的优化设计方法，该方法能够快速有效的优化岩心上饱和度点的布局方式，实现高效监测驱油体系的波及效果及变化规律，进一步评价驱油体系的开发效果和指导优化开发方式。
为实现上述技术目的，本发明提出了这样一种岩心含油饱和度监测点布局的优化方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，依据需要优化的人造岩心参数，使用商业油藏数值模拟软件建立岩心数值模型；
步骤2，基于建立好的岩心数值模型，模拟驱油体系的驱油过程，并输出同一时刻的不同网格的含油饱和度数据；
步骤3，将全部网格的坐标位置以及对应的含油饱和度数据输入编程软件或绘图软件，绘制含油饱和度分布图；
步骤4，依据人造岩心尺寸与形状，设计不同分布位置和不同疏密程度的饱和度监测点布局方式；按照设计的布局方式，针对每种布局方式，确定饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入编程软件或绘图软件，绘制含油饱和度分布图；
步骤5，使用原始数据绘制的饱和度分布图作为基准，对比不同布局方式绘制的含油饱和度分布图，在能够良好反映含油饱和度分布趋势前提下，选择布点数量最少的方案作为饱和度监测点布局的优化方案。
进一步，所述步骤1中，岩心数值模型与人造岩心的尺寸一致，同时应具有精细的网格步长，保证输出的模拟结果能良好反映岩心含油饱和度分布。
进一步，所述步骤1中，建立岩心数值模型所需的岩心参数、流体参数、实验条件等相关参数和实验条件与实际实验数据一致。
进一步，所述步骤2中，选择输出含油饱和度时刻的驱替倍数应大于1PV，方便观察含油饱和度在整个岩心内部的分布变化。其中PV表示岩心孔隙体积，即Pore Volume的缩写。
进一步，所述步骤3中，网格的坐标位置使用三维坐标系表示，并将步骤2中输出的含油饱和度数据与网格坐标一一对应，输入软件绘图。
进一步，所述步骤5中，是以步骤3中使用原始数据绘制的含油饱和度分布图作为基准，判断不同饱和度监测点布局方案能否有效反映岩心含油饱和度变化。
进一步，所述判断不同饱和度监测点布局方案是否有效反映岩心含油饱和度变化的标准为：以原始数据绘制的饱和度分布图作为基准，当根据方案绘制的含油饱和度分布图线条有明显扭曲变形时，表明此饱和度监测点布局方案没有有效反映岩心含油饱和度变化；当根据方案绘制的含油饱和度分布图线条流畅，变形程度小时，表明此饱和度监测点布局方案可以有效反映岩心含油饱和度变化。
本发明有益效果：本发明提供的针对岩心含油饱和度监测点布局的优化方法，该方法使用商业油藏数值模拟软件和绘图软件，能够快速有效的优化岩心上饱和度点的布局方式，实现经济高效地监测驱油体系的波及效果及变化规律，进一步评价驱油体系的开发效果和指导优化开发方式；根据实验需求不同，人造岩心模型的尺寸、参数各不相同，目前针对不同类型的人造岩心模型没有有效的饱和度监测点布局优化方法，而是根据经验来选择监测点的布局方式。监测点的布局方式对监测效果影响很大，监测点过密会明显影响流体在岩心中的渗流过程，同时造成了人力物力的浪费，加重后续数据的处理难度；监测点过稀虽然能减少一定的数据采集和计算工作，但是容易导致数据采集不足，进而造成数据结果不能有效反映岩心饱和度的变化规律。因此采用本发明的方法能够有效的弥补现有技术中没有针对岩心含油饱和度监测点布局优化而造成的不足。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为根据实际岩心参数建立的岩心模型网格。
图2为使用全部含油饱和度数据绘制的含油饱和度分布图。
图3为饱和度监测点布局为“5×5”条件下绘制的含油饱和度分布图。
图4为饱和度监测点布局为“6×6”条件下绘制的含油饱和度分布图。
图5为饱和度监测点布局为“7×7”条件下绘制的含油饱和度分布图。
图6为饱和度监测点布局为“8×8”条件下绘制的含油饱和度分布图。
图7为饱和度监测点布局为“9×9”条件下绘制的含油饱和度分布图。
图8为饱和度监测点布局为“10×10”条件下绘制的含油饱和度分布图。
图9为饱和度监测点布局为“15×15”条件下绘制的含油饱和度分布图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
利用发明的岩心含油饱和度监测点布局的优化方法，应用于人造平板岩心模型，平板岩心尺寸为30cm×30cm×4.5cm。该方法包括以下步骤：
(1)使用商业油藏数值模拟软件建立岩心数值模型，模型网格划分为30×30×3个，网格步长为1cm×1cm×1.5cm，建立的岩心模型网格如图1；
(2)在商业油藏数值模拟软件中输入相应的岩心参数、流体参数以及实验条件，模拟1/4五点井网，在岩心一条对角线的两端分别布置注入井和产出井，以3mL/min的流速连续注水驱油直至产出井含水率达到95％；
(3)导出注水第300分钟(本例中注入量达到1.75PV)时，第一层网格的含油饱和度数据，数据共有30×30＝900个，输入MATLAB绘制的含油饱和度分布图如图2；
(4)依据人造岩心尺寸与形状，设计了7种含油饱和度监测点布局方式：分别在岩心上布置5×5、6×6、7×7、8×8、9×9、10×10、15×15个饱和度监测点；
(5)按照“5×5”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图3；
(6)按照“6×6”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图4；
(7)按照“7×7”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图5；
(8)按照“8×8”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图6；
(9)按照“9×9”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图7；
(10)按照“10×10”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图8；
(11)按照“15×15”的布局方式，选取饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入MATLAB绘制含油饱和度分布图如图9；
(12)以原始数据绘制的饱和度分布图(图2)作为基准，对比不同布局方式绘制的含油饱和度分布图(图3-图9)。发现“5×5”、“6×6”、“7×7”的布局条件下，绘制的含油饱和度分布图线条呈现明显的扭曲变形，与图2差距较大；监测点布置数量超过“8×8”之后，绘制的含油饱和度分布图线条流畅，变形程度小，能够良好反映含油饱和度分布趋势；依照“判断不同饱和度监测点布局方案是否有效反映岩心含油饱和度变化的标准”选择布点数量最少的“8×8”方案作为该平板岩心饱和度监测点布局的优化方案。判断不同饱和度监测点布局方案是否有效反映岩心含油饱和度变化的标准为：与原始数据绘制的饱和度分布图进行对比，当根据方案绘制的含油饱和度分布图的线条出现明显扭曲变形、不流畅和偏离时，表明此饱和度监测点布局方案没有有效反映岩心含油饱和度变化；当根据方案绘制的含油饱和度分布图线条流畅、无明显扭曲变形时，表明此饱和度监测点布局方案可以有效反映岩心含油饱和度变化。
本发明提供的针对岩心含油饱和度监测点布局的优化方法，该方法使用商业油藏数值模拟软件和绘图软件，能够快速有效的优化岩心上饱和度点的布局方式，实现经济高效地监测驱油体系的波及效果及变化规律，进一步评价驱油体系的开发效果和指导优化开发方式。
以上所述仅作为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，依据需要优化的人造岩心参数，使用商业油藏数值模拟软件建立岩心数值模型；
步骤2，使用建立好的岩心数值模型，模拟驱油体系的驱油过程，并输出同一时刻的不同网格的含油饱和度数据，选择输出含油饱和度时刻的驱替倍数应大于1PV，方便观察含油饱和度在整个岩心内部的分布变化；
步骤3，将全部网格的坐标位置以及对应的含油饱和度数据输入编程软件或绘图软件，绘制含油饱和度分布图；
步骤4，依据人造岩心尺寸与形状，设计不同分布位置和不同疏密程度的饱和度监测点布局方式；按照设计的布局方式，针对每种布局方式，确定饱和度监测点所在位置对应的网格坐标以及含油饱和度数据，输入编程软件或绘图软件，绘制含油饱和度分布图；
步骤5，使用原始数据绘制的饱和度分布图作为基准，对比不同布局方式绘制的含油饱和度分布图，在能够良好反映含油饱和度分布趋势前提下，选择布点数量最少的方案作为饱和度监测点布局的优化方案。
2.根据权利要求1所述的岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法，其特征在于，所述步骤1中，岩心数值模型与人造岩心的尺寸一致，同时应具有精细的网格步长，保证输出的模拟结果能良好反映岩心含油饱和度分布。
3.根据权利要求1所述的岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法，其特征在于，所述步骤1中，建立岩心数值模型所需的岩心参数、流体参数和实验条件均和实验条件与实际实验数据一致。
4.根据权利要求1所述的岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法，其特征在于，所述步骤3中，网格的坐标位置使用三维坐标系表示，并将步骤2中输出的含油饱和度数据与网格坐标一一对应，输入软件绘图。
5.根据权利要求1所述的岩心含油饱和度监测点布局方式的优化方法，其特征在于，所述步骤5中，以步骤3中使用原始数据绘制的含油饱和度分布图作为基准，判断不同饱和度监测点布局方案是否有效反映岩心含油饱和度变化。
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