CN112081589B

CN112081589B - 标准化等渗点变量获取化学体系相对渗透率曲线的方法

Info

Publication number: CN112081589B
Application number: CN202011157429.3A
Authority: CN
Inventors: 施雷庭; 汪士凯; 叶仲斌; 王晓; 张玉龙; 朱珊珊
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2040-10-26
Also published as: CN112081589A

Abstract

本发明公开了一种标准化等渗点变量获取化学体系相对渗透率曲线的方法，包括以下步骤：S1、利用含油率做出ln((fo)/(1‑fo))与含水饱和度Sw的关系曲线，求取直线斜率B；S2、假设等渗点含水饱和度为Sw_x，x取1，2，···k，求得Corey模型中的水相相对渗透率指数n_x；S3、采用Corey模型计算含水饱和度Sw_x前后邻近点的水相相对渗透率Krw(Sw_x‑1)、Krw(Sw_x+1)及油相相对渗透率Kro(Sw_x‑1)、Kro(Sw_x+1)，计算得到等渗点Sw_x时的B_x；S4、针对等渗点含水饱和度Sw_x，x依次取值1、2、···k，重复步骤S2～S3，求得B₁、B₂、···、B_k值；所有B值中与步骤S1中斜率B值相等或者最接近的点，所对应的含水饱和度即为实际的等渗点含水饱和度，进一步求得水相相对渗透率曲线。

Description

标准化等渗点变量获取化学体系相对渗透率曲线的方法

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种标准化等渗点变量获取化学体系非稳态相对渗透率曲线的方法。

背景技术

在油田开发过程中，相对渗透率曲线作为一种重要的油藏资料，在反映流体渗流特征以及油藏开发方案设计方面具有重要作用。相对渗透率曲线的获取，通常采用室内实验进行测定计算，依据国家标准GB/T 28912-2012《岩石中两相流体相对渗透率测定方法》，室内测定实验分为稳态法和非稳态法，其中稳态法时间过长，在室内测定实验中更多用的是非稳态法。但是对于化学体系，比如非牛顿流体的聚合物溶液，并不满足常规油水达西渗流的规律，其特殊的流动规律使得化学体系和油的相对渗透率曲线测定具有一定的难度，导致化学体系相对渗透率曲线在应用过程中只能采用修正的油水相对渗透率曲线，造成应用过程中存在一定的误差。因此，准确获取化学体系的相对渗透率曲线在油气田开发领域中具有重要意义。

目前在对化学体系的相对渗透率曲线计算过程中，主要难点在于化学体系溶液在流动过程中黏度值的确定，众多学者对此进行了相关研究，如文献《渤海绥中36-1油田二元复合驱相对渗透率研究》中列举了四种常用的化学体系黏度值实验确定方法，如直接利用体相黏度、利用出口端稳点黏度以及利用渗流速度与剪切速率和黏度的关系求取相应的有效黏度。《非稳态法测定聚合物驱相对渗透率曲线》中利用达西公式和阻力系数及残余阻力系数计算聚合物溶液黏度。《聚合物驱相对渗透率曲线测定方法研究进展》中阐述了国内外学者针对聚合物溶液粘度采用的公式计算方法和实验确定方法，如利用Blake-Kozeny方程计算聚合物溶液黏度：

上述这些方法中均需要进行一部分的化学体系溶液性能测定实验，且大多数确定方法中难以与化学体系的实际流动过程很好地契合，实验过程中需要精确测量产出液数据并进行数学处理。而采用公式确定，增加了测定参数，并且部分确定方法公式复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的化学体系相对渗透率曲线测定方法存在的误差大，操作复杂，难度大等问题，提供一种快速准确的获得化学体系的相对渗透率曲线的方法，即本发明的标准化等渗点变量获取化学体系非稳态相对渗透率曲线的方法。

本发明提供的标准化等渗点变量获取化学体系非稳态相对渗透率曲线的方法，包括以下步骤：

S1、根据JBN方法进行相对渗透率曲线的测定实验，得到含油率和含水饱和度数据，利用含油率fo数据，以ln((fo)/(1-fo)为纵坐标，含水饱和度Sw为横坐标，做出ln((fo₁)/(1-fo₁))、ln((fo₂)/(1-fo₂))···ln((fo_m)/(1-fo_m))与含水饱和度Sw₁、Sw₂···Sw_m的关系曲线，当满足线性关系时，求取斜率为B；其中，m≥10。

S2、假设等渗点含水饱和度为Sw_x，x∈{1，2，···，k}，k≥10，根据水相相对渗透率Krw(Sw_x)等于油相相对渗透率Kro(Sw_x)，求得相对渗透率曲线的Corey模型中的水相相对渗透率指数n_x值。

S3、采用Corey模型计算含水饱和度Sw_x前后邻近点的水相相对渗透率Krw(Sw_x-1)、Krw(Sw_x+1)及油相相对渗透率Kro(Sw_x-1)、Kro(Sw_x+1)，根据油水相对渗透率比和含水饱和度的半对数关系，计算得到等渗点为Sw_x时的B_x。

S4、针对含水饱和度Sw，设定一定的步长，重复步骤S2～S3，即Sw_x中，x依次取值1、2、···、k，迭代求解的方法求得B₁、B₂、···、B_k值，求得的B₁、B₂、···、B_k值中与步骤1中B值相等或者误差最小的点，所对应的含水饱和度即为实际的等渗点含水饱和度，进一步即可求得水相相对渗透率曲线。

需要说明的是，步骤S1中，做出的ln((fo₁)/(1-fo₁))、ln((fo₂)/(1-fo₂))···ln((fo_m)/(1-fo_m))与含水饱和度Sw₁、Sw₂···Sw_m的关系曲线，若不满足线性关系，则只能使用现有常规方法，不能采用本发明的测定方法。本发明的方法只适用于ln((fo₁)/(1-fo₁))、ln((fo₂)/(1-fo₂))···ln((fo_m)/(1-fo_m))与含水饱和度Sw₁、Sw₂···Sw_m的关系曲线具有线性关系的情况下。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

本发明在对化学体系相对渗透率曲线的测定过程中，既省去了对化学体系黏度值的测定实验工作，又通过数学方法降低了黏度值的不确定性带来的误差影响，提高了化学体系相对渗透率曲线的准确度。能够快速准确的获得化学体系的相对渗透率曲线。采用易于编程的数据计算方法，减少实验工作量，获得了非稳态法化学体系的相对渗透率曲线。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是水驱过程中Sw与ln((fo)/(1-fo))关系图。

图2是不同方法计算水驱相对渗透率曲线对比验证。

图3是化学驱过程中Sw与ln((fo)/(1-fo))关系图。

图4是化学驱相对渗透率曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种标准化等渗点变量获取化学体系非稳态相对渗透率曲线的方法，包括以下步骤：

采用矿化度为9374.12mg/L的盐水(离子组成见下表1)和黏度为3.6mPa·s的柴油，根据JBN方法进行相对渗透率曲线的测定实验，得到含油率、含水饱和度以及油相相对渗透率如下表2所示。

表1、注入盐水组成

离子类型	Na<sup>+</sup>、K<sup>+</sup>	Ca<sup>2+</sup>	Mg<sup>2+</sup>	CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>	HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>	Cl<sup>-</sup>	TDS
									含量mg/L	3091.96	276.17	158.68	14.21	311.48	85.29	5436.34	9374.12

表2、油/水驱替数据

以含水饱和度Sw为横坐标，ln((fo)/(1-fo)为纵坐标，做出ln((fo₁)/(1-fo₁))、ln((fo₂)/(1-fo₂))···ln((fo_m)/(1-fo_m))与含水饱和度Sw₁、Sw₂···Sw_m的关系曲线图，如图1所示，该曲线满足线性关系。从图中可得，斜率B＝10.276。

通过假设等渗点含水饱和度，求得水相相对渗透率指数n值，分别为0.040，0.244，0.769，1.582，2.012，2.116，2.227，2.323，2.557，3.454，3.817，8.971，16.700，60.141。

进一步计算获得不同含水饱和度条件下的B_x值，6.79，7.94，10.26，14.47，18.66，19.57，23.82，26.57，32.87，42.02，56.55，82.16，133.93，293.81，其中，选取的误差最小的值为B＝10.26，对应的等渗点含水饱和度为0.56，进一步得到水相的相对渗透率曲线。

图2是本发明的方法与其他方法的水驱相对渗透率曲线对比图。从图2中可以看出，本发明提供的新方法计算的油水相对渗透率曲线和采用JBN方法计算的结果相一致，表明此方法可靠。

实施例2

采用浓度1750mg/L的聚合物AP-P4，黏度为42mPa·s，和黏度为70mPa·s的原油，进行相对渗透率曲线的测定实验，得到含油率、含水饱和度以及油相相对渗透率如下表3所示。

表3、油/聚合物驱替数据

以含水饱和度Sw为横坐标，ln((fo)/(1-fo)为纵坐标，做出ln((fo₁)/(1-fo₁))、ln((fo₂)/(1-fo₂))···ln((fo_m)/(1-fo_m))与含水饱和度Sw₁、Sw₂···Sw_m的关系曲线图，如图3所示。从图中可得，斜率B＝9.9558。

通过假设等渗点含水饱和度，求得水相相对渗透率指数n值，分别为0.031，0.356，0.708，1.075，1.445，1.802，2.127，2.398，2.638，2.983，3.220，3.577，3.990，4.472，5.041，5.718，6.536，7.539，8.792，10.393，12.500，15.381，19.528，25.961，37.188，61.442。

进一步计算获得不同含水饱和度条件下的B_x值，16.426，17.538，17.500，16.944，15.754，13.852，11.240，8.599，9.129，9.957，10.514，11.339，12.275，13.348，14.589，16.041，17.764，19.840，22.394，25.614，29.801，35.477，43.627，56.355，79.126，131.967；其中，选取的误差最小的值为B＝9.957，对应的等渗点含水饱和度为0.651，进一步得到水相的相对渗透率曲线。

图4是化学驱相对渗透率曲线对比图。从图4中可以看出，计算出的油/聚合物相对渗透率曲线符合一般相对渗透率曲线变化规律，表明本方法能够准确获得化学体系的相对渗透率曲线，而且省去了对化学体系黏度的确定，计算方法方便快捷计算，减少了实验工作量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种标准化等渗点变量获取化学体系相对渗透率曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用含油率fo数据，以ln((fo)/(1-fo))为纵坐标，含水饱和度Sw为横坐标，做出ln((fo₁)/(1-fo₁))、ln((fo₂)/(1-fo₂))···ln((fo_m)/(1-fo_m))与含水饱和度Sw₁、Sw₂···Sw_m的关系曲线，满足线性关系时，求取直线斜率B；

S2、假设等渗点含水饱和度为Sw_x，x取值1，2，···k，根据水相相对渗透率Krw(Sw_x)＝油相相对渗透率Kro(Sw_x)，求得相对渗透率曲线的Corey模型中的水相相对渗透率指数n_x值；

S3、采用Corey模型计算含水饱和度Sw_x前后邻近点的水相相对渗透率Krw(Sw_x-1)、Krw(Sw_x+1)及油相相对渗透率Kro(Sw_x-1)、Kro(Sw_x+1)，根据油水相对渗透率比和含水饱和度的半对数关系，计算得到等渗点为Sw_x时的B_x；

S4、针对等渗点含水饱和度Sw_x，x依次取值1、2、···k，重复步骤S2和S3，求得B₁、B₂、···、B_k值；得到的B₁、B₂、···、B_k值中与步骤S1中斜率B值相等或者最接近的点，所对应的含水饱和度即为实际的等渗点含水饱和度，进一步即可求得水相相对渗透率曲线。

2.如权利要求1所述的标准化等渗点变量获取化学体系相对渗透率曲线的方法，其特征在于，步骤S1中，根据JBN方法进行相对渗透率曲线的测定实验，得到含油率和含水饱和度。

3.如权利要求1所述的标准化等渗点变量获取化学体系相对渗透率曲线的方法，其特征在于，步骤S2中，水相相对渗透率指数n_x根据Corey模型求得。