CN112855089B - 一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法，方法主要包括：步骤1)：采用石英砂制作二维填砂模型；步骤2)：使用二维填砂模型中进行多轮次注采气实验测试，标准模仿国内储气库的运营模式，建立与之对应匹配的室内模拟研究条件，研究不同运行压力区间期间内的注气产气实验研究；步骤3)：整理不同压力区间下的实验数据，应用平面径向流公式开展计算，分析不同压力区间下的渗透率值，建立图版，取加权平均值即为有效渗透率。本发明旨在改善大尺寸二维填砂平面模型其有效渗透率难以测定的难题。

Description

一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法

技术领域

本发明涉及石油工业技术领域，尤其涉及一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法。

背景技术

二维填砂模型是石油工程领域的一个常规研究模型，很多文献和专利中均有提及。但是作为平面的填砂模型，其渗透率的测定是非常有难度的，他不同于常规的小岩心驱替，注入的流体不能有效全面的波及到整个面上，因此，其渗透率的测定一般都是通过相关制作手法的填制方式，填制出φ25的填砂管模型，通过填砂管模型的测试结果对应表征二维填砂模型的渗透率，这种方式被业内学者所认可，主要是因为缺乏一种更为有效的测试方式；二维平面模型的主要作用就是研究平面内流体的波及效率，不完全波及也限制了流体准确测试模型的渗透率，解决流体在平面模型中的不完全波及这个问题，就可以通过流体计算测试出二维填砂模型的渗透率。

基于这个思路，发明了一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法，其借鉴了储气库的注采原理，注入的气体完全充盈整个模型，达到100％波及，再应用平面径向流分析其渗透率。

为此，我们提出来一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中大尺寸二维填砂平面模型其有效渗透率难以测定的问题，而提出的一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法，方法主要包括：

步骤1)：采用石英砂制作二维填砂模型；

步骤2)：使用二维填砂模型中进行多轮次注采气实验测试，标准模仿国内储气库的运营模式，建立与之对应匹配的室内模拟研究条件，研究不同运行压力区间期间内的注气产气实验研究；

需要说明的是，储气库的运营模式：

①储气库的续气储备：每天按照一定的配注量，不间断注气至气藏上限压力；

②间歇焖井期，为注气期的1/10；

③储气库的采气期：根据生产需求，连续采出气体、是注气期的1/2，与之对应的实验模拟，则是按照注气期，逐一标定焖井期和采气期；

需要说明的是，室内按照恒定的速度不断注气气体直至目标压力，记录注气时间，按照1/10时间开始焖井，然后逐步调压控制采出速度，采出气体和流体，时间控制在注气期的1/2，完成当前轮次实验；

步骤3)：整理不同压力区间下的实验数据，应用平面径向流公式开展计算，分析不同压力区间下的渗透率值，建立图版，取加权平均值即为有效渗透率；

需要说明的是，在压差条件下的平面径向流需要考虑达西非线性流，以质量流量表征的公式特征如下

式中：Pe—油藏供给压力，MPa；Pwf—井底流动压力，MPa；mt—质量流量，kg/d；λ—紊流效应系数，λ≥1，等于1时即为层流；n—高速与低俗非达西流动表征指数；K—储层有效渗透率，μm2；h—储层有效厚度，m；re—供液半径，m；rw—井筒半径，m；S—表皮系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过上述设计得到的一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法，解决大尺寸二维填砂平面模型其有效渗透率难以测定的难题。

本发明可以解决大尺寸二维填砂平面模型其有效渗透率难以测定的难题。

附图说明

图1为本发明提出的一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法中不同压力运行区间下的计算渗透率展示图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法，方法主要包括：

步骤1)：采用石英砂制作二维填砂模型。

步骤2)：使用二维填砂模型中进行多轮次注采气实验测试，标准模仿国内储气库的运营模式，建立与之对应匹配的室内模拟研究条件，研究不同运行压力区间期间内的注气产气实验研究；

需要说明的是，储气库的运营模式：

①储气库的续气储备：每天按照一定的配注量，不间断注气至气藏上限压力，值得一提的是，注气时长通常在220天；

②间歇焖井期，为注气期的1/10，值得一提的是，注气期的总时长通常在120天；

③储气库的采气期：根据生产需求，连续采出气体、是注气期的1/2，值得一提的是，采气时长通常在110-120天之间，与之对应的实验模拟，则是按照注气期，逐一标定焖井期和采气期。

进一步的是，室内按照恒定的速度不断注气气体直至目标压力，记录注气时间，按照1/10时间开始焖井，然后逐步调压控制采出速度，采出气体和流体，时间控制在注气期的1/2，完成当前轮次实验；

步骤3)：整理不同压力区间下的实验数据，应用平面径向流公式开展计算，分析不同压力区间下的渗透率值，建立图版，取加权平均值即为有效渗透率；

进一步的是，在压差条件下的平面径向流需要考虑达西非线性流，以质量流量表征的公式特征如下

式中：Pe—油藏供给压力，MPa；Pwf—井底流动压力，MPa；mt—质量流量，kg/d；λ—紊流效应系数，λ≥1，等于1时即为层流；n—高速与低俗非达西流动表征指数；K—储层有效渗透率，μm2；h—储层有效厚度，m；re—供液半径，m；rw—井筒半径，m；S—表皮系数。

本发明具体实施方式如下：

步骤1：优选不同目数石英砂颗粒，进行二维平面模型(尺寸50×50×2cm)的介质装填；

步骤2：使用二维填砂模型中进行多轮次注采气实验测试；

①实验内容是运行压力分别为0-1MPa、0-3MPa、0-5MPa、0-7MPa、0-9MPa范围内的注采实验；

②实验的注采方式：模型中心位置形成的一注一采井网；

③实验步骤如下：在模拟储气库上下限压力区间范围，上述压力条件下的甲烷注气驱替实验，以恒速方式逐步增压注入气体至目标压力，记录注入时间(模拟矿场注入时间)；然后取注入时间的1/10进行焖井作业模拟；打开阀门进行排气作业，控制时间(注入时间的1/2，模拟矿场采气时间)，直到出口端压力达到大气压，不再产液；

模型的相关参数见表1：

表1相关参数

④形成的实验结果如表2所示；

表2不同压差下产出气流量

压力区间，MPa	0～1	0～3	0～5	0～7	0～9
						产出气流量，cm<sup>3</sup>/s	0.31	1.12	1.91	2.94	3.16

步骤3：应用平面径向流公式1开展计算；

计算结果见图1，可以看出不同压力区间下计算的模型渗透率存在一定的差异，但是差异不大，求取平均值为1.07D。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种计算二维填砂模型有效渗透率的应用方法，其特征在于，方法主要包括：

步骤1)：采用石英砂制作二维填砂模型；

步骤2)：使用二维填砂模型中进行多轮次注采气实验测试，标准模仿国内储气库的运营模式，建立与之对应匹配的室内模拟研究条件，研究不同运行压力区间期间内的注气产气实验研究；

需要说明的是，储气库的运营模式：

①储气库的续气储备：每天按照一定的配注量，不间断注气至气藏上限压力；

②间歇焖井期：为注气期的1/10；

③储气库的采气期：根据生产需求，连续采出气体、是注气期的1/2，与之对应的实验模拟，则是按照注气期，逐一标定焖井期和采气期；

需要说明的是，室内按照恒定的速度不断注入气体直至目标压力，记录注气时间，按照1/10时间开始焖井，然后逐步调压控制采出速度，采出气体和流体，时间控制在注气期的1/2，完成当前轮次实验；

步骤3)：整理不同压力区间下的实验数据，应用平面径向流公式开展计算，分析不同压力区间下的渗透率值，建立图版，取加权平均值即为有效渗透率；

需要说明的是，在压差条件下的平面径向流需要考虑达西非线性流，以质量流量表征的公式特征如下

式中：Pe—油藏供给压力，MPa；Pwf—井底流动压力，MPa；mt—质量流量，kg/d；λ—紊流效应系数，λ≥1，等于1时即为层流；n—高速与低俗非达西流动表征指数；K—储层有效渗透率，μm2；h—储层有效厚度，m；re—供液半径，m；rw—井筒半径，m；S—表皮系数。

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