CN111350498B - 一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，特高含水开发期油藏，面临着综合含水高(95％)、产量递减大、地下剩余油分布复杂、零散与隐蔽、注水沿优势方向无效循环导致注水利用率低等问题，现有饱和度分布描述剩余油的方法难以体现强水淹区域的差异，无法定量表征弱水洗区域，已不适应特高含水后期开发的需要。本发明通过水驱油实验确定不同渗透率岩心的弱驱界限，数值模拟技术确定宏观油藏每个网格的驱替倍数，以渗透率为微观实验与宏观数值模拟的关联参数，实现了精细刻画弱驱在宏观油藏的分布特征，为特高含水开发期油藏开发调整、降低无效注水、改善开发效果指明了方向，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，尤其涉及一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法。

背景技术

富气驱过程中富气的回采率越高，说明富气的利用率越高，油藏开发效果越好。由于富气在地层中与原油接触发生混相或近混相特征，富气中的中间烃不断融入原油，原油中轻质组分被抽提，致使产出气的组成变得复杂，不能简单理解为注入富气与溶解气的混合气体。目前气体样品组成检测主要通过气相色谱分析法(GBT 13610-2003天然气的组成分析气相色谱法)，其基本原理是：选择具有代表性的气样和已知组成的标准混合气(以下简称标准气)，在同样的操作条件下，用气相色谱法进行分离。样品中许多重尾组分可以在某个时间通过改变流过柱子载气的方向，获得一组不规则的峰。由标准气的组成值，通过对比峰高、峰面积或者两者均对比，计算获得样品的相应组成。测得样品的组成后与富气组成对比，分析富气组份在产出气中所占的摩尔比，从而计算富气的产出量。

现有技术计算富气回采率的关键是气体取样和气相组成色谱分析，该技术有如下几点不足，一是，产出气组分是不断变化的，实际取样智能选择具有代表性的样品，取样点的不同将影响产出气组分的分析结果；二是，受矿场实验条件的限制，不能及时得到化验结果，影响富气回采率的及时分析；三是，分析化验耗时长，费用高，现场油藏工程师需依赖于实验分析的结果，无法独立、快速的完成回采率计算工作。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，旨在解决目前利用饱和度分布描述剩余油的方法难以体现强水淹区域的差异，无法定量表征弱水洗(即弱驱区域)的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明针对现有技术依靠剩余油饱和度描述特高含水期油藏开发潜力中存在的不足，依靠高倍水驱岩心实验，建立驱油效率变化率与注入倍数之间的关系，以驱油效率变化率的突变点判定为弱驱界限，通过多组不同渗透率的高倍水驱岩心实验，建立渗透率与弱驱界限的统计模型，应用数值模拟技术，计算宏观油藏模型的驱替倍数分布特征，以渗透率为中间变量，将水驱实验的弱驱界限与宏观油藏的驱替倍数分布相关联，最终得到宏观油藏中的弱驱区域分布特征。油藏工程师可以根据弱驱分布特征有针对性的提出调整措施，最大限度的转变注采流线，扩大弱驱区域的波及体积，提高弱驱区域的驱油效率，降低无效注水，提高特高含水开发期油藏的采收率。

一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，开展中高渗油藏不同渗透率(K)岩心高倍水驱油实验，测试得到不同注水倍数情况下的驱油效率；

步骤二，建立驱油效率变化率

与注水倍数之间的关系，找到驱油效率变化率突变点对应的注入倍数，由于驱油效率变化率反映了累计注水量对驱油效率的影响程度，当驱油效率变化率明显变小以后，再强化水驱的意义已经不大，因此，定义驱油效率变化率的突变点对应的注入倍数为弱驱界限值(C)；

步骤三，通过多组不同渗透率的高倍水驱实验，建立渗透率与弱驱界限的统计模型，该模型即可代表此类油藏渗透率与弱驱界限之间的关系；

步骤四，应用数值模拟技术，采用体积法计算宏观油藏模型的驱替倍数(Mt)分布特征；

步骤五，由于不同渗透率岩心对应的弱驱界限值不同，因此，以渗透率为中间变量，将水驱实验的弱驱界限与宏观油藏的驱替倍数相关联，判定宏观油藏模型每一个网格的是否为弱驱，最终得到宏观油藏中的弱驱区域分布特征。

作为优选的技术方案，所述步骤三中，按照以下函数建立渗透率与弱驱界限的统计模型：

C＝15.047K^-0.45

式中：

C—弱驱界限(PV)；

K—渗透率(md)。

作为优选的技术方案，所述步骤四中，根据下述方程计算得到宏观油藏模型的驱替倍数Mt分布特征：

式中：

Mt—t时刻网格的驱替倍数(PV)；

Qx,Qy,Qz—x,y,z方向网格的过水量；

dx,dy,dz—x,y,z方向网格大小。

作为优选的技术方案，所述步骤五中，判定宏观油藏模型每一个网格是否为弱驱的方法为：当某一个网格中的Mt≤C时，该网格即为弱驱。

作为优选的技术方案，所述步骤一中，开展中高渗油藏不同渗透率K岩心高倍水驱油实验获得的驱油效率变化率分为两段，分别为：

驱油效率快速变化段，水驱油过程中该段驱油效率较高；

驱油效率缓慢变化段，水驱油过程中该段驱油效率较低。

作为优选的技术方案，所述x,y,z方向网格的过水量的计算方法为：

定义Flux-X、Flux-Y、Flux-Z为x，y，z三个方向流入流出的流速，对应的网格在某一时间步的过水量为Flux-X、Flux-Y、Flux-Z分别取绝对值后相加再乘以该时间步的天数，对所有时间步长下的过水量按时间进行累加求和，即可以获得累计的过水量。

作为优选的技术方案，根据Flux-X、Flux-Y、Flux-Z的正负值判断对应方向的液体流动方向。

作为优选的技术方案，开展中高渗油藏不同渗透率K岩心高倍水驱油实验次数不少于5次。

作为优选的技术方案，所述网格为三维空间网格。

作为优选的技术方案，所述渗透率与弱驱界限的统计模型用于代表此类油藏渗透率与弱驱界限之间的关系。

有益效果在于：

本发明通过水驱油实验确定弱驱界限，数值模拟技术确定宏观油藏每个网格的驱替倍数，以渗透率为微观实验与宏观数值模拟的关联参数，实现精细刻画弱驱在宏观油藏的分布特征。本发明解决了剩余油饱和度无法描述特高含水开发期油藏强水淹区域的差异，无法定量表征弱水洗区域的问题，使开发调整更具针对性，从而降低无效注水，改善开发效果，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述方法实现流程图；

图2为本发明的注水量与驱油效率变化率关系图；

图3为本发明的岩心渗透率与弱驱界限值关系图；

图4为本发明的双河油田Ⅶ103层含油饱和度分布图；

图5为本发明的双河油田Ⅶ103层弱驱区域分布图。

具体实施方式

下面将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作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。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述方法的技术实现方案如下：

步骤一，开展中高渗油藏不同渗透率(K)岩心高倍水驱油实验，测试得到不同注水倍数情况下的驱油效率；

步骤二，建立驱油效率变化率

与注水倍数之间的关系，找到驱油效率变化率突变点对应的注入倍数，由于驱油效率变化率反映了累计注水量对驱油效率的影响程度，当驱油效率变化率明显变小以后，再强化水驱的意义已经不大，因此，定义驱油效率变化率的突变点对应的注入倍数为弱驱界限值(C)；

步骤三，通过多组不同渗透率的高倍水驱实验，建立渗透率与弱驱界限的统计模型，该模型即可代表此类油藏渗透率与弱驱界限之间的关系；

步骤四，应用数值模拟技术，采用体积法计算宏观油藏模型的驱替倍数(M_t)分布特征；

步骤五，由于不同渗透率岩心对应的弱驱界限值不同，因此，以渗透率为中间变量，将水驱实验的弱驱界限与宏观油藏的驱替倍数相关联，判定宏观油藏模型每一个网格的是否为弱驱，最终得到宏观油藏中的弱驱区域分布特征。

图1为中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述方法实现流程图。流程图表明，本发明基于高倍水驱岩心实验，建立驱油效率变化率与注入倍数之间的关系，以驱油效率变化率的突变点判定为弱驱界限，通过多组不同渗透率的高倍水驱岩心实验，建立渗透率与弱驱界限的统计模型，应用数值模拟技术，计算宏观油藏模型的驱替倍数分布特征，以渗透率为中间变量，将水驱实验的弱驱界限与宏观油藏的驱替倍数分布相关联，最终得到宏观油藏中的弱驱区域分布特征。该方法解决了剩余油饱和度无法描述特高含水开发期油藏强水淹区域的差异，无法定量表征弱水洗区域的问题，使开发调整更具针对性，从而降低无效注水，改善开发效果，具有较强的推广与应用价值。

下面以双河油田特高含水开发期弱驱分布特征研究为例，详细阐述本发明的实现方案。

弱驱界定标准的建立：

开展中高渗岩心水驱油实验，通过实验可得到图2所示注水量与驱油效率变化率

的关系，驱油效率变化率分为两段式，AB为驱油效率快速变化段，水驱油过程中该段驱油效率较高，BC段为驱油效率缓慢变化段，水驱油过程中该段驱油效率较低。由于驱油效率变化率反映了累计注水量对驱油效率的影响程度，当驱油效率变化率明显变小以后，再强化水驱的意义已经不大，因此，定义驱油效率变化率的突变点B对应的注入倍数为弱驱界限值(C)。

通过多组不同渗透率岩心水驱油实验，可得到图3所示岩心渗透率与弱驱界限值的关系，弱驱界限值不是常数，而是以渗透率为变量的函数，其统计模型为：

C＝15.047K^-0.45 式1

式中：

C—弱驱界限(PV)；

K—渗透率(md)。

体积法计算宏观油藏驱替倍数：

对于任意一个三维空间网格，液体存在x、y、z三个方向的流动，各个方向都存在流体的流入和流出，三个方向的累计过水量与该网格孔隙体积的比值即为驱替倍数：

式中：

M_t—t时刻网格的驱替倍数(PV)；

Q_x,Q_y,Q_z—x,y,z方向网格的过水量；

d_x,d_y,d_z—x,y,z方向网格大小。

以宏观油藏数值模拟结果作为驱替倍数计算的基础，由于目前的商业数值模拟软件没有直接计算驱替倍数的功能，需经过转换处理。数值模拟软件中开发指标输出是通过选择输出关键字形式实现的，但每个网格单元的累积过水量却没有对应的关键字可以选择，仅有描述瞬时流量的关键字，即单一时间步该网格在(x，y，z)三个方向流入流出的水量。定义Flux-X、Flux-Y、Flux-Z为(x，y，z)三个方向流入流出的流速，当Flux>0时表明从某一方向流入，当Flux<0时表明从某一方向流出，无论是流入或流出均是该方向的过水量，该网格在某一时间步的过水量为Flux-X、Flux-Y、Flux-Z分别取绝对值后相加再乘以该时间步的天数。确定了每个时间步长网格的过水量后，对所有时间步长下的过水量按时间进行累加求和，即可以求得累计过水量。

弱驱分布特征：

求得每个网格的过水量后，应用公式2即可求得每个网格t时刻的驱替倍数M_t。已知每个网格的渗透率值K，可以应用公式1求得每个网格的弱驱界限值C，当M_t≤C时，该网格即为弱驱，按照此方法对每一个网格进行判断，最终就可得到油藏模型中所有的弱驱网格，从而得到弱驱区域的分布特征。

双河油田经过了40年的开发，综合含水已经达到96.5％，采出程度已经突破45％，属于特高含水开发后期、高采出程度油藏，通过剩余油饱和度分布特征寻找有利区域制定调整挖潜措施难度大，如图4所示，Ⅶ10³层剩余油饱和度在30％左右，且平面上找不到甜点区，致使挖潜工作无从下手。通过开展弱驱分布特征研究，绘制Ⅶ10³层弱驱区域分布图，如图5所示，图中数值1代表弱驱区域，在特高含水、高采出程度情况下，仍然有进一步挖潜，提高采收率的空间，为开发调整、降低无效注水、改善开发效果指明了方向，具有较强的推广与应用价值。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，

该方法包括以下步骤：

步骤一，开展中高渗油藏不同渗透率K岩心高倍水驱油实验，测试得到不同注水倍数情况下的驱油效率；

步骤二，建立驱油效率变化率

与注水倍数之间的关系，找到驱油效率变化率突变点对应的注入倍数，由于驱油效率变化率反映了累计注水量对驱油效率的影响程度，当驱油效率变化率明显变小以后，再强化水驱的意义已经不大，因此，定义驱油效率变化率的突变点对应的注入倍数为弱驱界限值C；

步骤三，通过多组不同渗透率的高倍水驱实验，建立渗透率与弱驱界限的统计模型，该模型即可代表此类油藏渗透率与弱驱界限之间的关系；

步骤四，应用数值模拟技术，采用体积法计算宏观油藏模型的驱替倍数Mt分布特征；

步骤五，由于不同渗透率岩心对应的弱驱界限值不同，因此，以渗透率为中间变量，将水驱实验的弱驱界限与宏观油藏的驱替倍数相关联，判定宏观油藏模型每一个网格的是否为弱驱，最终得到宏观油藏中的弱驱区域分布特征；

所述步骤三中，按照以下函数建立渗透率与弱驱界限的统计模型：

C＝15.047K^-0.45

式中：

C-弱驱界限PV；

K-渗透率md；

所述步骤四中，根据下述方程计算得到宏观油藏模型的驱替倍数Mt分布特征：

式中：

Mt-t时刻网格的驱替倍数PV；

Qx,Qy,Qz-x,y,z方向网格的过水量；

dx,dy,dz-x,y,z方向网格大小；

所述步骤五中，判定宏观油藏模型每一个网格是否为弱驱的方法为：当某一个网格中的Mt≤C时，该网格即为弱驱。

2.根据权利要求1所述的一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，所述步骤一中，开展中高渗油藏不同渗透率K岩心高倍水驱油实验获得的驱油效率变化率分为两段，分别为：

驱油效率快速变化段，水驱油过程中该段驱油效率较高；

驱油效率缓慢变化段，水驱油过程中该段驱油效率较低。

3.根据权利要求1所述的一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，所述x,y,z方向网格的过水量的计算方法为：

定义Flux-X、Flux-Y、Flux-Z为x，y，z三个方向流入流出的流速，对应的网格在某一时间步的过水量为Flux-X、Flux-Y、Flux-Z分别取绝对值后相加再乘以该时间步的天数，对所有时间步长下的过水量按时间进行累加求和，获得累计的过水量。

4.根据权利要求3所述的一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，根据Flux-X、Flux-Y、Flux-Z的正负值判断对应方向的液体流动方向。

5.根据权利要求1所述的一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，开展中高渗油藏不同渗透率K岩心高倍水驱油实验次数不少于5次。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，所述网格为三维空间网格。

7.根据权利要求1～5任一项所述的一种中高渗油藏特高含水开发期弱驱分布特征描述的方法，其特征在于，所述渗透率与弱驱界限的统计模型用于代表此类油藏渗透率与弱驱界限之间的关系。

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