CN113756770A - 刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法 - Google Patents
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Abstract
一种刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,包括:定时收集注入井注入量、产出井产水、产液量;计算非均相调驱井组含水率及非均相调驱体系累积注入量;定时计算产出井含水率变化幅度;绘制含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量散点图;确定产出井含水率达到最低值时间,划分调驱见效阶段;对含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量线性回归;确定非均相调驱绝对受效时间和含水率最大变化幅度;绘制水驱含水率理论值与非均相调驱体系累积注入量关系曲线;延长非均相调驱井组含水率变化幅度直线,与水驱理论含水率直线相交;求取非均相调驱含水率直线与水驱理论含水率直线围成面积,确定调驱累计降水效果;数据获取简单科学,操作方便。
Description
技术领域
本发明属于改善水驱提高采收率技术领域,尤其涉及一种刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法。
背景技术
非均相调驱是高含水油田开发中后期改善水驱效果,提高原油采收率的重要措施之一。随着我国越来越多的在生产油田逐步进入或已进入中高含水期,该项技术的应用需要越来越大。非均相调驱技术通过注入的非均相体系在地下膨胀,堵塞优势渗流通道,达到降低油井含水率,增大产油量的目的。油井含水率降低的幅度越大,调驱的效果越好。因此,对非均相调驱降低油井含水率的效果,进行科学地评估,是判定该技术应用效果的关键,对该技术的推广应用具有重要意义。
目前,对非均相调驱降低含水率的刻画,大多限于定性、半定量的方法,且现有的方法主要针对调驱某个时间点的效果进行表征,如调驱见效后含水率降低多少,这样的表征过于片面,不能对整个受效时间内的系统性特征进行刻画,比如实施一次非均相调驱措施,井组或者油藏累计降低含水率的效果是多少。
目前存在一些对非均相调驱含水率进行预测的方法,如数值模拟方法,但是该方法仅仅描述了含水率的大小,未对其累计降低含水率的效果进行刻画和评价。同时,数值模拟方法对各类数据要求多(室内实验数据、矿场动态数据等等),且该方法需要地质、测井、油藏多专业协作才能完成,耗时较长、成本较高,因此,矿场工程师不易利用该方法对调驱效果进行快速评价。
目前存在一些对聚合物驱、二元复合驱降低含水率效果进行评价的方法。但是非均相调驱相较于聚合物驱、二元复合驱具有较大不同,例如非均相调驱实施时间短,一般3至6个月左右,而聚合物驱、二元复合驱实施时间往往长达几年。因此聚合物驱或二元复合驱的降低含水率效果定量表征方法不适合非均相调驱。
综上所述,在逐步扩大非均相调驱应用规模的过程中,还未建立一个能够对非均相调驱的降低含水率效果进行系统性且定量表征的方法。由于缺少系统性且定量表征方法,油藏工程师在评价调驱效果时,会出现调驱效果认识不全面、不客观。这还会导致非均相调驱的油藏适用性认识不清,从而引起低效、无效的调驱措施发生,造成重大经济效益损失。因此,要科学的推广非均相调驱技术,就必须对其降低含水率的效果进行系统性且定量表征。
发明内容
本发明目的在于提供一种刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,以解决难以对非均相调驱降低含水率效果进行系统性且定量表征的技术问题。
为实现上述目的,本发明的刻画非均相调驱累计降低含水率效果方法的具体技术方案如下:
一种刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其包括以下步骤:
第一步,非均相调驱实施后,每隔固定时间收集注入井的注入量、产出井的产水、产液量;
第二步,计算非均相调驱井组的含水率及非均相调驱体系累积注入量;
第三步,非均相调驱见效后,每隔固定时间计算产出井含水率变化幅度;
第四步,绘制含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的散点图;
第五步,基于散点图,确定产出井含水率达到最低值的时间,划分调驱见效阶段;
第六步,对含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量进行线性回归;
第七步,确定非均相调驱绝对受效时间和含水率最大变化幅度;
第八步,非均相调驱见效后,计算水驱含水率理论值,绘制其与非均相调驱体系累积注入量的关系曲线;
第九步,延长非均相调驱井组含水率变化幅度直线,与水驱理论含水率直线相交;
第十步,求取非均相调驱含水率直线与水驱理论含水率直线围成的面积,确定调驱累计降水效果。
前述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其中,所述的第二步中非均相调驱累积注入量的大小用孔隙体积倍数表征,表征公式(Ⅰ)为:
式中,t(i)—非均相调驱累积注入量的孔隙体积倍数,PV;VIN(i)—非均相调驱体系的累积注入量,104m3;Vc—调驱井组的孔隙体积,104m3。
前述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其中,所述的第三步中含水率变化幅度按公式(Ⅱ)计算:
Δfw(i)=fw(i)-fw0 (Ⅱ)
式中,Δfw(i)—第i时间段的含水率变化幅度,%;fw(i)—第i时间段非均相调驱井组的含水率,%;fw0—非均相调驱前3个月井组含水率的平均值,%。
前述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其中,所述的第六步中非均相调驱井组含水率与非均相调驱体系累积注入量之间的关系用线性关系表征,还包括采用最小二乘法确定线性关系式;在非均相调驱井组含水率下降阶段,非均相调驱井组含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数之间的关系式(Ⅲ)为:
Δfw(i)=k1t(i)+b1 (Ⅲ)
式中,Δfw(i)—第i时间段非均相调驱井组的含水率变化幅度,%;k1—含水率下降阶段非均相调驱井组含水率变化幅度曲线的斜率;b1—含水率下降阶段非均相调驱井组含水率曲线的截距;
在非均相调驱井组含水率回升阶段,非均相调驱井组含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数之间的关系式(Ⅳ)为:
Δfw(i)=k2t(i)+b2 (Ⅳ)
式中,k2—含水率回升阶段调驱井组含水率变化幅度曲线的斜率;b2—含水率回升阶段非均相调驱井组含水率曲线的截距。
前述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其中,所述的第七步中非均相调驱绝对受效时间定义为从含水率开始下降至含水率回升至非均相调驱前水平所用的时间,用下式(V)求取:
式中,Δt为非均相调驱绝对受效时间即从非均相调驱井组的含水率开始下降至含水率回升至非均相调驱前水平所用的时间,PV;
所述的第七步中非均相调驱含水率最大变化幅度fwmax1按下式(Ⅵ)求取:
式中,fwmax1为非均相调驱含水率最大变化幅度,%。
前述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其中,所述的第八步中水驱含水率理论值用水驱理论含水上升率、累积注入流体的孔隙体积倍数来表征,其表征公式(Ⅶ)为:
式中,fw'—水驱理论含水上升率;t(i)—第i时间段内累积注入流体的孔隙体积倍数,PV;R(i)—第i时间段内调驱井组的注采比。
前述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其中,所述的第十步中非均相调驱受效阶段内累计降低含水率效果即水驱理论含水率曲线与非均相调驱含水率曲线围成的图形面积,可以简化表征为两个三角形的面积之和,求取公式(Ⅷ)为:
式中,Sfw—非均相调驱受效阶段内的累计降低含水率效果,PV·%。
本发明的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法具有以下优点:本发明涉及非均相调驱措施中对整个受效阶段内累计降低含水率效果进行定量刻画的一种方法,特别是提供了以非均相调驱注入资料和采出资料为基础的非均相调驱降低油藏含水率的评价方法。该方法实现了对非均相调驱累计降低含水率效果的系统性、定量化表征,与传统定性、半定量方法相比,评价结果更全面、更客观、更准确,为油田改善水驱开发效果,进一步提高油田采收率提供技术支持。
本发明针对非均相调驱累计降低含水率效果难以表征的问题,提出了将累计降水效果转化为水驱理论含水率曲线与非均相调驱含水率曲线围成的面积,完成了对累计降低含水率效果的定量表征和计算。其评价机理简单明了,易于评价人员掌握,达到了化繁为简的目的。
针对曲线围成的面积难以求取的问题,本发明将水驱含水率变化幅度和非均相调驱含水率变化幅度与注入量的关系处理成线性关系,进而将曲线围成的面积转化为三角形的面积。完成了将复杂图形面积的求取转化为简易图形面积的求取,使该方法具有可操作性和实施性。
本发明结合三角性面积的计算方法,进一步将围成的三角形分解为两个具有明确物理意义的三角形,并建立了两个三角形面积的定量求取公式,完成了对非均相调驱累积降水效果的定量表征,评价公式形式简单,物理意义明确,计算快捷,便于矿场评价人员快速的完成评价。
该方法解决了整个非均相调驱受效阶段内累计降低含水率效果难以定量表征的问题,为非均相调驱效果评价提供了技术支持。利用本发明不但能认清不同井组或者油藏的非均相调驱效果,还有助于总结非均相调驱技术的油藏适应性,提高非均相调驱措施的成功率。
附图说明
图1为本发明刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法的方块图。
图2为本发明实施例BZ油藏非均相调驱井组含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数关系曲线图。
图3为本发明实施例BZ油藏非均相调驱井组非均相调驱累计降低含水率效果表征图。
图中标记说明:1、含水率下降阶段;2、含水率回升阶段;3、水驱理论含水率变化幅度;4、实施调驱井组含水率变化幅度;5、非均相调驱井组含水率最大变化幅度;6、非均相调驱井组见效结束时含水率变化幅度;7,非均相调驱井组绝对受效时间。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明一种本发明刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法进一步详细描述。
实施例:
BZ油藏非均相调驱实施井组的孔隙度平均为34.4%,渗透率平均为1079.8mD,探明原油地质储量306.16×104m3,采用不规则井网,部署了六口水平开发井,其中两口注水井,四口生产井。砂体生产初期采油速度高达10.9%,见水后含水率上升较快,自然递减率较大。为改善水驱开发效果,开展了非均相调驱。因此,本发明选取了该井组来说明刻画非均相调驱累计降低含水率效果方法的实际应用情况。
表1 BZ油藏非均相调驱井组评价数据
(1)非均相调驱实施后,每隔固定时间收集非均相调驱注入井的注入量、产出井的产水、产液量(表1):井组从2018年6月开始注入非均相调驱体系,每隔3天收集2口注入井的注入量,4口生产井的产水量和产液量。
(2)计算非均相调驱井组的含水率及非均相调驱体系累积注入量:根据四口生产井的产水量和产液量,计算非均相调驱井组的含水率及非均相调驱体系累积注入量,其中非均相调驱体系累积注入量的大小用孔隙体积倍数表征;根据2口注入井的注入量计算井组的注入量,并基于该井组的孔隙体积(孔隙体积为259.16×104m3)计算该井组非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数。以第20个时间段为例,从开始注入到第20个时间段,共注入12.00×104m3,则非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数为:
式中,t(20)—前20个时间段非均相调驱累积注入量的孔隙体积倍数,PV;VIN(20)—前20个时间段非均相调驱体系的累积注入量,104m3;Vc—调驱井组的孔隙体积,104m3。
(3)非均相调驱见效后,每隔固定时间计算产出井含水率变化幅度:本次调驱前井组含水率为90.2%,在第20个时间段,调驱含水率为87.1%,则第20个时间段含水率变化幅度为-3.1%。
Δfw(20)=fw(20)-fw0=87.1%-90.2%=-3.1% (Ⅱ)
式中,Δfw(10)—第20个时间段的含水率变化幅度,%;fw(10)—第20个时间段调驱井组的含水率;fw0—调驱前3个月井组含水率平均值,%。
(4)绘制含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的散点图:即绘制各个时刻的含水率变化幅度与非均相调驱体系累计注入量的孔隙体积倍数散点图,如图2所示,图中1为含水率下降阶段,2为含水率回升阶段;
(5)基于散点图,确定产出井含水率达到最低值的时间,划分调驱见效阶段:
首先判定含水率达到最低值的时间。时间用非均相调驱体系累计注入量的孔隙体积倍数表示,即调驱井组含水率降低到最低值对应的孔隙体积倍数tv1,判定井组含水率达到最低值的标准为连续3个时间段含水率的平均值均低于其他任意连续3个时间段的平均值。本次判定含水率达到最低值的时间为0.368PV。
其次划分调驱见效阶段。从调驱含水率开始下降至含水率下降到最大值阶段为含水率下降阶段、从含水率下降至最低值至含水率开始回升为含水率回升阶段,如图2所示,图中1为含水率下降阶段,2为含水率回升阶段;
(6)对含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量进行线性回归:
首先,对非均相调驱见效至非均调驱井组含水率降低到最低值(tv1)阶段内的数据点采用最小二乘法进行线性回归,确定含水率下降阶段非均相调驱井组的含水率。本井组含水率下降阶段确定的线性关系的斜率(k1)为-180.41,截距(b1)为5.94。
fw(i)=k1t(i)+b1=-180.41t(i)+5.94 (Ⅲ)
式中,k1—含水下降阶段调驱井组含水率曲线的斜率;b1—含水下降阶段调驱井组含水率曲线的截距;
其次,对非均相调驱井组含水率降低到最低值(tv1)至含水率回升阶段内的数据点采用最小二乘法进行线性回归,确定含水率回升阶段非均相调驱井组的含水率。本砂体在含水回升阶段确定的线性关系的斜率(k2)为138.01,截距b2为-31.65。
fw(i)=k2t(i)+b2=138.01t(i)-31.65 (Ⅳ)
式中,k2—含水下降阶段调驱井组含水率曲线的斜率;b2—含水下降阶段调驱井组含水率曲线的截距;
(7)确定非均相调驱绝对受效时间和含水率最大变化幅度:
首先,基于回归的含水率下降线性关系和含水率上升线性关系,确定非均相调驱绝对受效时间。非均相调驱绝对受效时间定义为从含水率开始下降至含水率回升至非均相调驱前水平所用的时间。本次确定的非均相调驱绝对受效时间为0.20PV。
式中,Δt为非均相调驱绝对受效时间,即从含水率开始下降至含水率回升至调驱前水平所用的时间,PV。
其次,确定非均相调驱含水率最大变化幅度。本次确定的含水率最大变化幅度为-15.36%:
式中,fwmax1为非均相调驱最大含水率变化幅度,%。
(8)非均相调驱见效后,计算水驱含水率理论值,绘制其与非均相调驱体系累积注入量的关系曲线:
首先,从调驱见效开始,计算水驱含水率理论值:
式中,fw'—水驱理论含水上升率;t(i)—第i时间段内非均相调驱累积注入量的孔隙体积倍数,PV;R(i)—第i时间段内非均相调驱井组的注采比;
其次,本井组在该含水阶段内的含水上升率平均为3.0,计算的水驱含水率理论曲线如图3所示,图中3为水驱理论含水率变化幅度;4为实施调驱井组含水率变化幅度;5为非均相调驱井组含水率最大变化幅度;6为非均相调驱井组见效结束时含水率变化幅度;7为非均相调驱井组绝对受效时间。
(9)延长非均相调驱井组含水率变化幅度直线,与水驱理论含水率直线相交,求取交点对应的含水率变化幅度fwmax2,求取的含水率变化幅度为3.60%。
(10)求取非均相调驱含水率直线与水驱理论含水率直线围成的面积,确定调驱累计降水效果:非均相调驱含水率与水驱理论含水率围成的曲线面积即为非均相调驱相对于水驱的累计降低含水率效果(图3)。围成的曲线面积可以分解为两个三角形求取,两个三角形的底为非均相调驱绝对受效时间,两个三角形的高分别为非均相调驱含水率最大变化幅度及非均相调驱失效时的对应的含水率变化幅度。非均相调驱受效阶段内累计降低含水率效果的计算公式为式(Ⅷ),基于该公式,计算本井组非均相调驱累计降低含水率的效果为1.90PV·%;
式中,Sfw—非均相调驱受效阶段内的累计降低含水率效果,PV·%
本实施例中未进行说明的内容为现有技术,故,不再进行赘述。
为了实现对整个非均相调驱受效阶段内的累计降低含水率效果进行定量刻画,本发明主要在三个方面进行了理论及方法创新。第一个方面,为了得到每个驱替时刻的降水效果,采用数学关系式,对水驱含水率变化幅度和非均相调驱含水率变化幅度进行定量表征。第二个方面,为了实现对累计降低含水率效果的刻画,将累计降低含水率效果转换为水驱含水率曲线与非均相调驱含水率曲线围成的面积。第三个方面,为了求取曲线围成的面积,将水驱含水率变化幅度和非均相调驱含水率变化幅度与注入量的关系处理成线性关系,并将围成的面积采用图形分解法求取。
本发明的核心发明点在于提出了用非均相调驱的累计降低含水率效果来系统性表征非均相调驱降低含水率效果的新方法,实现了对非均相调驱降低含水率效果的系统性、定量化表征。
将非均相调驱的累计降低含水率效果转化为水驱含水率变化幅度曲线与非均相调驱含水率变化幅度曲线围成的面积,完成了对累计降低含水率效果的计算。在求取曲线围成的面积时,将水驱含水率变化幅度和非均相调驱含水率变化幅度与注入量的关系处理成线性关系,简化了求取过程,提升了该方法的可操作性和应用性。
本发明的总体优点在于:在非均相调驱技术领域,在评价非均相调驱的降低含水率效果时,目前往往只对非均相调驱某个时间点的降低含水率效果进行表征,缺乏对整个非均相调驱受效期间的累计降水含水率效果进行定量表征。本发明建立了一种对整个非均相调驱受效期间累计降低含水率效果进行定量表征的方法,实现了对非均相调驱降低含水率效果的系统性、定量化表征,与传统定性、半定量方法相比,评价结果更全面、更客观、更准确。其次,本发明针对非均相调驱累计降低含水率效果难以表征的问题,提出了将累计降低含水率效果转化为水驱理论含水率变化幅度曲线与非均相调驱含水率变化幅度曲线围成的面积,完成了对累计降低含水率效果的定量表征和计算。其评价机理简单明了,易于评价人员掌握,达到了化繁为简的目的。针对曲线围成的面积难以求取的问题,本发明将水驱含水率变化幅度和非均相调驱含水率变化幅度与注入量的关系处理成线性关系,进而将曲线围成的面积转化为三角形的面积。完成了将复杂图形面积的求取转化为简易图形面积的求取,使其该方法具有可操作性和实施性。最后,本发明结合三角性面积的计算方法,进一步将围成的三角形分解为两个具有明确物理意义的三角形,并建立了两个三角形面积的定量求取公式,完成了对非均相调驱累积降低含水率效果的定量表征,评价公式形式简单,物理意义明确,计算快捷,便于矿场评价人员快速的完成评价。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (8)
1.一种刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,非均相调驱实施后,每隔固定时间收集注入井的注入量、产出井的产水、产液量;
第二步,计算非均相调驱井组的含水率及非均相调驱体系累积注入量;
第三步,非均相调驱见效后,每隔固定时间计算产出井含水率变化幅度;
第四步,绘制含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的散点图;
第五步,基于散点图,确定产出井含水率达到最低值的时间,划分调驱见效阶段;
第六步,对含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量进行线性回归;
第七步,确定非均相调驱绝对受效时间和含水率最大变化幅度;
第八步,非均相调驱见效后,计算水驱含水率理论值,绘制其与非均相调驱体系累积注入量的关系曲线;
第九步,延长非均相调驱井组含水率变化幅度直线,与水驱理论含水率直线相交;
第十步,求取非均相调驱含水率直线与水驱理论含水率直线围成的面积,确定调驱累计降水效果。
3.根据权利要求1所述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其特征在于,所述的第三步中含水率变化幅度按公式(Ⅱ)计算:
Δfw(i)=fw(i)-fw0 (Ⅱ)
式中,Δfw(i)—第i时间段的含水率变化幅度,%;fw(i)—第i时间段非均相调驱井组的含水率,%;fw0—非均相调驱前3个月井组含水率的平均值,%。
4.根据权利要求1所述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其特征在于,所述的第五步中含水率达到最低值时间的判定标准为连续三个时间点含水率的平均值均低于其他任意连续三个时间点含水率的平均值。
5.根据权利要求1所述的刻画非均相调驱累计降低含水率效果的方法,其特征在于,所述的第六步中非均相调驱井组含水率与非均相调驱体系累积注入量之间的关系用线性关系表征,还包括采用最小二乘法确定线性关系式;在非均相调驱井组含水率下降阶段,非均相调驱井组含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数之间的关系式(Ⅲ)为:
Δfw(i)=k1t(i)+b1 (Ⅲ)
式中,Δfw(i)—第i时间段非均相调驱井组的含水率变化幅度,%;k1—含水率下降阶段非均相调驱井组含水率变化幅度曲线的斜率;b1—含水率下降阶段非均相调驱井组含水率曲线的截距;
在非均相调驱井组含水率回升阶段,非均相调驱井组含水率变化幅度与非均相调驱体系累积注入量的孔隙体积倍数之间的关系式(Ⅳ)为:
Δfw(i)=k2t(i)+b2 (Ⅳ)
式中,k2—含水率回升阶段调驱井组含水率变化幅度曲线的斜率;b2—含水率回升阶段非均相调驱井组含水率曲线的截距。
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