CN113312798B - 补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,包括:收集目标区饱和度与粘度等基础数据;开展目标区水驱油实验并绘制驱替倍数与驱油效率曲线;开展目标区油水相渗曲线并获取相渗指数值;得到单位体积累计产水量与驱油效率关系式;绘制目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线;得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式;绘制目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线;得到驱替倍数与驱油效率关系式;绘制目标区驱替倍数与驱油效率曲线;查询图版,确定目标区不同驱替倍数下的驱油效率。该发明解决了目前行业中关于水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期数据点缺失的难题。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发中驱替倍数与驱油效率关系领域,特别是涉及一种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法。
背景技术
水驱是油田经济有效开发最主要的方式,渤海绝大多数油田均采用水驱开发,驱替倍数(又称PV数)与驱油效率是认识水驱开发规律以及评价油田开发效果的关键指标之一。目前驱替倍数与驱油效率关系曲线主要通过实验室水驱岩心实验得到,由于岩心尺寸较小,岩心孔隙体积数值较小,在实验过程中,一个相对较少的注入量,往往对应于较大的驱替倍数(累计注入量/岩心孔隙体积),因此造成实验室驱油效率实验早期阶段(低PV数)实验数据点的缺失。统计分析渤海注水油田驱替倍数发现,各油田在开采10~15年左右驱替倍数仍小于0.5倍,处于驱替倍数与驱油效率关系曲线对应的早期数据点范围。然而实验室内这一段数据点的缺失,就造成无法准确认识评价该阶段驱替倍数下开发效果的好坏。
目前对于“驱替倍数与驱油效率关系”的研究,主要集中于水驱油实验的中后期(中高PV数),而对于水驱油实验前期(低PV数),驱替倍数与含水率实验数据点缺失这一问题研究尚少,目前没有解决方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,可快速得到水驱油实验过程中早期低驱替倍数下驱油效率随驱替倍数变化的规律和数据,以补充早期实验数据点缺失的问题,为研究水驱油田早期生产开发规律提供了依据。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,包括以下步骤:
(1)收集目标区饱和度与粘度基础数据;收集目标区块生产层段原始含水饱和度、原油粘度、地层水粘度参数;
(2)开展目标区水驱油实验并绘制驱替倍数与驱油效率曲线;驱替倍数与驱油效率曲线以驱替倍数为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;该曲线是通过水驱实验,计量不同时刻的累计注水量与累计产油量;
(3)绘制目标区油水相渗曲线并获取相渗指数值;目标区油水相渗曲线以含水饱和度为X轴并以油,以水相相对渗透率为Y轴建立平面直角坐标系;
(4)求解得到单位体积累计产水量与驱油效率的关系式;
(5)绘制目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线;目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线以单位体积累计产水量为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;
(6)求解得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式;
(7)绘制目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线;目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线以单位体积累计产油量为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;
(8)得到驱替倍数与驱油效率关系式;依据物质平衡法,岩心水驱油过程中驱替倍数即单位体积累计注水量等于单位体积累计产油量与单位体积累计产水量之和;
(9)绘制目标区驱替倍数与驱油效率曲线;目标区驱替倍数与驱油效率曲线以驱替倍数即单位体积累计注水量为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;
(10)依据绘制的驱替倍数与驱油效率曲线,查询目标区水驱油不同驱替倍数下的驱油效率。
进一步的,步骤(2)中,按照式(A-1)将累计注水量转化为驱替倍数,按照式(A-2)将累计产油量转化为驱油效率;驱替倍数的物理意义为单位体积注水量;
式中,PV为驱替倍数,mL/cm3;η为驱油效率;Winj为累计注水量,mL;L为岩心长度,cm;D为岩心直径,cm;φ为岩心孔隙度;NP为累计产油量,mL;Swi为岩心原始含水饱和度。
进一步的,步骤(3)中通过油水相渗曲线能够求得相渗指数关系式(A-3)中的a、b值;
Kro、Krw为油、水相相对渗透率;Sw为含水饱和度;a、b为相渗指数,f;e为自然对数函数的底数,取2.718。
进一步的,依据相渗指数关系式(A-3)、水油比关系式(A-4)、驱油效率与含水饱和度关系式(A-5),得到单位体积累计产水量与驱油效率关系式(A-6);
Wp *为单位体积累计产水量,mL/cm3;Qw为瞬时产水量,mL;Qo为瞬时产油量,mL;μo为原油粘度,mPa·s;μw为地层水粘度,mPa·s;Swi为原始含水饱和度;根据公式(A-6)计算水驱油早期段单位体积累计产水量、驱油效率数据点。
进一步的,步骤(6)依据累计产油量与含水饱和度关系式(A-7)、驱油效率与含水饱和度关系式(A-8),得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式(A-9);
Np *=(1-Swi)η (A-9)
Np *为单位体积累计产油量,mL/cm3;L为岩心长度,cm;D为岩心直径,cm;φ为岩心孔隙度;NP为累计产油量,mL;Swi为岩心原始含水饱和度;η为驱油效率;Sw为含水饱和度;根据公式(A-9)计算水驱油早期段单位体积累计产油量、驱油效率数据点,中后期段数据点通过水驱油实验测试得到。
进一步的,步骤(8)中,驱替倍数与驱油效率关系式为(A-10);
PV=Wp *+Np * (A-10)
Wp *为单位体积累计产水量,mL/cm3;Np *为单位体积累计产油量,mL/cm3;根据公式(A-10)计算水驱油早期段驱替倍数、驱油效率数据点;中后期段数据点通过水驱油实验测试得到。
与现有技术相比,本发明的技术方案所带来的有益效果是:
(1)本发明提供的这种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,利用物质平衡法建立驱替倍数与驱油效率理论关系式结合室内实验得到的相渗指数、油水粘度、含水饱和度等参数,可计算得到不同驱替倍数下的驱油效率,建立驱替倍数和驱油效率曲线图版,进而补充室内水驱油实验早期(低PV数)数据点缺失的问题,成功解决了目前行业中关于水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期数据点缺失的难题。该方法原理清晰,可操作性强,使用方便,为指导水驱油田早期生产提供重要依据。
(2)本发明将物质平衡法应用于岩心尺度,实现了油藏工程方法与室内实验有机结合,对解决其他类似问题有一定借鉴意义。
(3)本发明方法提出了在直角坐标系中,通过建立驱替倍数和驱油效率曲线图版,可快速得到水驱油实验过程中早期低PV数下驱油效率随驱替倍数变化的规律和数据,为研究水驱油田早期生产开发规律提供了依据。成功解决了目前行业中关于水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期数据点缺失的难题。
附图说明
图1为本发明方法的步骤流程示意图。
图2为目标区静态资料采集示意图。
图3为目标区驱替倍数与驱油效率关系曲线示意图(缺失低驱替倍数数据)。
图4为目标区油水相渗曲线示意图。
图5为目标区单位体积累计产水量与驱油效率关系曲线示意图。
图6为目标区单位体积累计产油量与驱油效率关系曲线示意图。
图7为目标区驱替倍数与驱油效率关系曲线示意图(完整)。
图8为目标区低驱替倍数与驱油效率关系曲线示意图(完整)。
图9为JX1-1油田静态资料采集示意图。
图10为JX1-1油田驱替倍数与驱油效率关系曲线示意图(缺失低驱替倍数数据)。
图11为JX1-1油田油水相渗曲线示意图。
图12为JX1-1油田单位体积累计产水量与驱油效率关系曲线示意图。
图13为JX1-1油田单位体积累计产油量与驱油效率关系曲线示意图。
图14为JX1-1油田驱替倍数与驱油效率关系曲线示意图(完整)。
图15为JX1-1油田低驱替倍数与驱油效率关系曲线示意图(完整)。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1至图8所示,本发明一种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,其包括以下步骤:
S101,收集目标区饱和度与粘度等基础数据。收集目标区块生产层段原始含水饱和度、原油粘度、地层水粘度等参数,见图2。示例见表2第2、3、4列。
表1水驱油实验数据采集/处理示例表
表2水驱油实验早期数据计算示例表
S102,开展目标区水驱油实验并绘制驱替倍数与驱油效率曲线。该曲线特点在于,在直角坐标系中,以驱替倍数为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系。该曲线是通过水驱实验,计量不同时刻的累计注水量与累计产油量,按照式(A-1)将累计注水量转化为驱替倍数,示例见表1第11列,按照式(A-2)将累计产油量转化为驱油效率,示例见表1第12列。由于岩心尺寸较小,岩心孔隙体积数值较小,在实验过程中,一个相对较少的注入量,往往对应于较大的驱替倍数,实验室内无法获取该曲线早期(低PV数)实验数据,因此该曲线早期段存在缺失,见图3。
PV为驱替倍数,mL/cm3;η为驱油效率,%;Winj为累计注水量,mL;L为岩心长度,cm;D为岩心直径,cm;φ为岩心孔隙度,%;NP为累计产油量,mL;Swi为岩心原始含水饱和度。
S103,开展目标区油水相渗曲线并获取相渗指数值。油水相渗曲线特点在于,在直角坐标系中,以含水饱和度为X轴,以油、水相相对渗透率为Y轴,建立平面直角坐标系。该曲线是依据石油行业标准SYT5345-2007《岩石中两相相对渗透率测定方法》开展岩心相渗实验,得到含水饱和度、油、水相相对渗透率等实验数据,并绘制油水相渗曲线图版,见图4。依据绘制的图版,求得相渗指数关系式(A-3)中的a、b值,示例见表2第5、6列。
Kro、Krw为油、水相相对渗透率,%;Sw为含水饱和度,%;a、b为相渗指数,f;e为自然对数函数的底数,大小约为2.718。
S104,得到单位体积累计产水量与驱油效率关系式。依据相渗指数关系式(A-3)、水油比关系式(A-4)、驱油效率与含水饱和度关系式(A-5),可得到单位体积累计产水量与驱油效率关系式(A-6)。
Wp *为单位体积累计产水量,mL/cm3;Qw为瞬时产水量,mL;Qo为瞬时产油量,mL;μo为原油粘度,mPa·s;μw为地层水粘度,mPa·s;Swi为原始含水饱和度,%。
S105,绘制目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线。该曲线特点在于在直角坐标系中,以单位体积累计产水量为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系(图5)。根据公式(A-6)计算水驱油早期段(低PV数)单位体积累计产水量、驱油效率数据点,示例见表2第7、10列;中后期段(中高PV数)数据点通过水驱油实验测试得到,示例见表1第9、12列。
S106,得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式。依据累计产油量与含水饱和度关系式(A-7)、驱油效率与含水饱和度关系式(A-8),可得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式(A-9)。
Np *=(1-Swi)η (A-9)
Np *为单位体积累计产油量,mL/cm3。
S107,绘制目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线。该曲线特点在于,在直角坐标系中,以单位体积累计产油量为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系(图6)。根据公式(A-9)计算水驱油早期段(低PV数)单位体积累计产油量、驱油效率数据点,示例见表2第8、10列;中后期段(中高PV数)数据点通过水驱油实验测试得到,示例见表1第10、12列。
S108,得到驱替倍数与驱油效率关系式。依据物质平衡法,岩心水驱油过程中驱替倍数(单位体积累计注水量)等于单位体积累计产油量与单位体积累计产水量之和。驱替倍数与驱油效率关系式为(A-10),等于式(A-6)加上式(A-9)。
PV=Wp *+Np * (A-10)
S109,绘制目标区驱替倍数与驱油效率曲线。该曲线特点在于,在直角坐标系中,以驱替倍数(单位体积累计注水量)为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系(图7-图8)。根据公式(A-10)计算水驱油早期段(低PV数)驱替倍数、驱油效率数据点,示例见表2第9列、10列;中后期段(中高PV数)数据点通过水驱油实验测试得到,示例见表1第11、12列。
S1010,查询图版,确定目标区不同驱替倍数下的驱油效率。依据绘制的驱替倍数与驱油效率曲线图版,查询目标区水驱油不同驱替倍数下的驱油效率。
具体的,本实施例以渤海JX1-1油田E-1井区为例子,从而对补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据进行说明。如图9至图15所示,本发明一种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,主要包括以下步骤:
S101,收集目标区饱和度与粘度等基础数据。收集JX1-1油田E-1井区生产层段原始含水饱和度、原油粘度、地层水粘度等参数(图9)。示例见表4第2、3、4列。
表3JX1-1油田水驱油实验数据采集/处理示例表
表4JX1-1油田水驱油实验早期数据计算示例表
S102,开展目标区水驱油实验并绘制驱替倍数与驱油效率曲线。该曲线特点在于,在直角坐标系中,以驱替倍数为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系。该曲线是通过JX1-1油田E-1井区水驱实验,计量不同时刻的累计注水量与累计产油量,按照式(A-1)将累计注水量转化为驱替倍数,示例见表3第11列,按照式(A-2)将累计产油量转化为驱油效率,示例见表3第12列。由于岩心尺寸较小,岩心孔隙体积数值较小,在实验过程中,一个相对较少的注入量,往往对应于较大的驱替倍数,实验室内无法获取该曲线早期(低PV数)实验数据,因此该曲线早期段存在缺失(图10)。
PV为驱替倍数,mL/cm3;η为驱油效率%;Winj为累计注水量mL;L为岩心长度cm;D为岩心直径cm;φ为岩心孔隙度%;NP为累计产油量;Swi为岩心原始含水饱和度。
S103,开展目标区油水相渗曲线并获取相渗指数值。油水相渗曲线特点在于,在直角坐标系中,以含水饱和度为X轴,以油、水相相对渗透率为Y轴,建立平面直角坐标系。该曲线是依据石油行业标准SYT5345-2007《岩石中两相相对渗透率测定方法》开展JX1-1油田E-1井区岩心相渗实验,得到含水饱和度、油、水相相对渗透率等实验数据,并绘制油水相渗曲线图版(图11)。依据绘制的图版,求得相渗指数关系式(A-3)中的a、b值,示例见表4第5、6列。
Kro、Krw为油、水相相对渗透率,%;Sw为含水饱和度,%;a、b为相渗指数,f。
S104,得到单位体积累计产水量与驱油效率关系式。依据相渗指数关系式(A-3)、水油比关系式(A-4)、驱油效率与含水饱和度关系式(A-5),可得到单位体积累计产水量与驱油效率关系式(A-6)。
Wp *为单位体积累计产水量mL/cm3;Qw为瞬时产水量,mL;Qo为瞬时产油量,mL;μo为原油粘度,mPa·s;μw为地层水粘度,mPa·s;Swi为原始含水饱和度,%。
S105,绘制目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线。该曲线特点在于在直角坐标系中,以单位体积累计产水量为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系(图12)。根据公式(A-6)计算JX1-1油田E-1井区水驱油早期段(低PV数)单位体积累计产水量、驱油效率数据点,示例见表4第7、10列;中后期段(中高PV数)数据点通过水驱油实验测试得到,示例见表3第9、12列。
S106,得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式。依据累计产油量与含水饱和度关系式(A-7)、驱油效率与含水饱和度关系式(A-8),可得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式(A-9)。
Np *=(1-Swi)η (A-9)
Np *为单位体积累计产油量mL/cm3。
S107,绘制目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线。该曲线特点在于,在直角坐标系中,以单位体积累计产油量为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系(图13)。根据公式(A-9)计算JX1-1油田E-1井区水驱油早期段(低PV数)单位体积累计产油量、驱油效率数据点,示例见表4第8、10列;中后期段(中高PV数)数据点通过水驱油实验测试得到,示例见表3第10、12列。
S108,得到驱替倍数与驱油效率关系式。依据物质平衡法,岩心水驱油过程中驱替倍数(单位体积累计注水量)等于单位体积累计产油量与单位体积累计产水量之和。驱替倍数与驱油效率关系式为(A-10),等于式(A-6)加上式(A-9)。
PV=Wp *+Np * (A-10)
S109,绘制目标区驱替倍数与驱油效率曲线。该曲线特点在于,在直角坐标系中,以驱替倍数(单位体积累计注水量)为X轴,以驱油效率为Y轴,建立平面直角坐标系(图14-图15)。根据公式(A-10)计算JX1-1油田E-1井区水驱油早期段(低PV数)驱替倍数、驱油效率数据点,示例见表4第9列、10列;中后期段(中高PV数)数据点通过水驱油实验测试得到,示例见表3第11、12列。
S1010,查询图版,确定目标区不同驱替倍数下的驱油效率。依据绘制的驱替倍数与驱油效率曲线图版,查询JX1-1油田E-1井区水驱油不同驱替倍数下的驱油效率。
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,凡是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。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换,这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)收集目标区饱和度与粘度基础数据;收集目标区块生产层段原始含水饱和度、原油粘度、地层水粘度参数;
(2)开展目标区水驱油实验并绘制驱替倍数与驱油效率曲线;驱替倍数与驱油效率曲线以驱替倍数为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;该曲线是通过水驱实验,计量不同时刻的累计注水量与累计产油量;
(3)绘制目标区油水相渗曲线并获取相渗指数值;目标区油水相渗曲线以含水饱和度为X轴并以油,以水相相对渗透率为Y轴建立平面直角坐标系;
(4)求解得到单位体积累计产水量与驱油效率的关系式;
(5)绘制目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线;目标区单位体积累计产水量与驱油效率曲线以单位体积累计产水量为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;
(6)求解得到单位体积累计产油量与驱油效率关系式;
(7)绘制目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线;目标区单位体积累计产油量与驱油效率曲线以单位体积累计产油量为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;
(8)得到驱替倍数与驱油效率关系式;依据物质平衡法,岩心水驱油过程中驱替倍数即单位体积累计注水量等于单位体积累计产油量与单位体积累计产水量之和;
(9)绘制目标区驱替倍数与驱油效率曲线;目标区驱替倍数与驱油效率曲线以驱替倍数即单位体积累计注水量为X轴,以驱油效率为Y轴建立平面直角坐标系;
(10)依据绘制的驱替倍数与驱油效率曲线,查询目标区水驱油不同驱替倍数下的驱油效率。
6.根据权利要求1所述一种补充水驱油实验驱替倍数与驱油效率早期缺失数据的方法,其特征在于,步骤(8)中,驱替倍数与驱油效率关系式为(A-10);
PV=Wp *+Np * (A-10)
Wp *为单位体积累计产水量,mL/cm3;Np *为单位体积累计产油量,mL/cm3;根据公式(A-10)计算水驱油早期段驱替倍数、驱油效率数据点;中后期段数据点通过水驱油实验测试得到。
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CN113312798A (zh) | 2021-08-27 |
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