CN113818872B - 一种油藏油水过渡带高度/宽度的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油藏油水过渡带高度/宽度的确定方法，属于石油勘探开发技术领域。油水过渡带高度的确定方法包括以下步骤：获取当前储层的孔隙度和渗透率；确定突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；根据当前储层的孔隙度和渗透率，以及第一对应关系得到当前储层的突变压力；根据当前储层的孔隙度和渗透率，以及第二对应关系得到当前储层的排驱压力；进而得到当前储层的油水过渡带高度。本发明基于不同储层的历史数据，综合不同储层的物性参数，建立出适用性强、可推广的关系式，结合当前储层的物性准确地计算出当前储层的油水过渡带高度。
Description
技术领域
本发明涉及一种油藏油水过渡带高度/宽度的确定方法，属于石油勘探开发技术领域。
背景技术
根据油气运聚规律，原油在运移过程中，由于油、水重力分异作用，油沿地层上倾方向移动，聚集在构造高部位，而构造低部位则由于受到构造及油、水重力分异作用影响，形成了一个明显的油水过渡带。
过渡带高度/宽度的计算是否准确具有以下影响：1.影响地质储量及油藏采出程度计算的准确性；2.在注水开发过程中，如果过渡带计算失误导致水井位于低部位的水层或油水过渡带内，那么受泄压半径和油水过渡带含油饱和度影响，注水则易向低部位和侧翼扩散，影响高部位油井的开发效果。因此为了提高注入水的有效波及范围和驱替效果，准确求取目标区地质储量及油藏采出程度，需要精确地刻画油水过渡带的高度/宽度。
现有技术中对油水过渡带宽度的计算方法是通过压汞曲线和相渗曲线相结合的方法，例如，期刊为《江汉石油职工大学学报》、期刊号为第19卷第2期2006年03月、名称为“油水过渡带储量计算方法”的期刊文章中公开了一种油水过渡带高度的计算方法，文章中的油水过渡带高度为含水饱和度为30％所对应的油柱高度减去含水饱和度为70％所对应的油柱高度，具体的，油水过渡带高度ΔH*H0＝100(PC)R/(ρw-ρo)，其中，ΔH为油水过渡带高度，单位m；H0为油柱高度，单位m；(PC)R为地层条件下的毛管压力，单位MPa；ρw为地层水密度，单位g/cm3；ρo为地层原油密度，单位g/cm3；亲水油藏中(PC)R＝1/15(PC)L，(PC)L为压汞条件下的毛管压力，单位MPa。并且通过分析得出，油水过渡带的高度与渗透率有关，得到ΔH＝C*K-0.552，其中，C＝23.817(ρw-ρo)-1；K为空气渗透率，单位为10-3μm2，在得到空气渗透率K的情况下，很容易得出油水过渡段的高度，进而根据油水过渡带的高度以及地层倾角得到油水过渡带的宽度，最终得到油水过渡带的储量，具有广泛的实用性。
然而上述油水过渡带的计算方法在建立了渗透率和油水过渡带高度的关系时，只是统计了王场油田的相渗资料，采用含水饱和度为30％和70％(水饱和度值或为各岩心的算术平均，或为岩心的归一化处理的一条相渗曲线)两个端点的压力值确定油水过渡带高度，忽视了岩心物性的影响，宏观上讲，不同物性的岩心，两相渗流时的水饱和度区间不同，驱油效率不同；微观上讲，岩心的非均质性决定了压汞曲线中间段汞饱和度的范围区间，也就是决定了油水两相渗流区间的两个水饱和度端点值。因此上述方法仅适用于王场油田，对于不同的油藏，推广意义不大。
发明内容
本申请的目的在于提供一种油藏油水过渡带高度的确定方法，用以解决现有技术适用范围小的问题；同时还提出一种油藏油水过渡带宽度的确定方法，用以解决现有技术适用范围小的问题。
为实现上述目的，本申请提出了一种油藏油水过渡带高度的确定方法的技术方案，包括以下步骤：
1)获取当前储层的孔隙度和渗透率；并确定突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；所述第一对应关系和第二对应关系根据若干组不同储层的历史数据得到；每组历史数据包括历史孔隙度、历史渗透率、历史孔隙度和历史渗透率下对应的历史排驱压力、历史突变压力；所述排驱压力为纯水与油水过渡带之间的压力；所述突变压力为纯油与油水过渡带之间的压力；
2)根据当前储层的孔隙度和渗透率，以及第一对应关系得到当前储层的突变压力；根据当前储层的孔隙度和渗透率，以及第二对应关系得到当前储层的排驱压力；
3)根据当前储层的突变压力和排驱压力得到当前储层的油水过渡带高度。
本发明的油藏油水过渡带高度的确定方法的技术方案的有益效果是：本发明基于的原理为油水过渡带高度为突变压力对应的油柱高度与排驱压力对应的油柱高度的高度差，为此本发明基于不同储层历史数据得到不同储层的突变压力和排驱压力，结合不同储层的渗透率和孔隙度，建立了突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；在第一对应关系和第二对应关系已经确定的情况下，基于当前储层容易得到的孔隙度和渗透率，即可计算出当前储层的突变压力和排驱压力，进而得到油水过渡带高度。本发明基于不同储层历史数据综合不同储层的岩心物性，建立出适用性强、可推广的关系式，结合当前储层的物性准确地计算出当前储层的油水过渡带高度，该方法在油水过渡带比例大的低幅度油藏开发研究中具有更加明显的指导意义，为准确计算低幅油藏地质储量、采出程度、注采井位精细部署提供了依据，达到提高低幅油藏开发效果的目的。
进一步的，历史排驱压力和历史突变压力的获取方式很简便，所述历史排驱压力和历史突变压力在压汞法毛管压力曲线上读取得到。
进一步的，所述突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系为：
其中，PcHg为突变压力；K为渗透率；为孔隙度。
进一步的，所述排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系为：
其中，PdHg为排驱压力；K为渗透率；为孔隙度。
进一步的，油水过渡带高度的计算方法为：
ΔH＝7.0307×(PcHg-PdHg)/(ρW-ρO)；
其中，ΔH为油水过渡带高度；PcHg为突变压力；PdHg为排驱压力；ρW为水密度；ρO为油密度。
另外，本申请还提出了一种油藏油水过渡带宽度的确定方法的技术方案，包括以下步骤：
1)获取当前储层的地层倾角、孔隙度和渗透率；并确定突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；所述第一对应关系和第二对应关系根据若干组不同储层的历史数据得到；每组历史数据包括历史孔隙度、历史渗透率、历史孔隙度和历史渗透率下对应的历史排驱压力、历史突变压力；所述排驱压力为纯水与油水过渡带之间的压力；所述突变压力为纯油和油水过渡带之间的压力；
2)根据当前储层的孔隙度和渗透率、以及第一对应关系得到当前储层的突变压力；根据当前储层的孔隙度和渗透率、以及第二对应关系得到当前储层的排驱压力；
3)根据当前储层的突变压力和排驱压力得到当前储层的油水过渡带高度；
4)根据当前储层的油水过渡带高度以及地层倾角得到当前储层的油水过渡带宽度。
本发明的油藏油水过渡带宽度的确定方法的技术方案的有益效果是：本发明基于的原理为油水过渡带高度为突变压力对应的油柱高度与排驱压力对应的油柱高度的高度差，为此本发明基于不同储层的历史数据得到不同储层的突变压力和排驱压力，结合不同储层的渗透率和孔隙度，建立了突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；在第一对应关系和第二对应关系已经确定的情况下，基于当前储层容易得到的孔隙度和渗透率，即可计算出当前储层的突变压力和排驱压力，进而得到油水过渡带高度。本发明基于不同储层的历史数据综合不同储层的岩心物性，建立出适用性强、可推广的关系式，结合当前储层的物性准确地计算出当前储层的油水过渡带高度，进而结合地层倾角即可得到油水过渡带宽度。该方法在油水过渡带比例大的低幅油藏开发研究中具有更加明显的指导意义，为准确计算低幅油藏地质储量、采出程度、注采井位精细部署提供了依据，达到提高低幅油藏开发效果的目的。
进一步的，所述突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系为：
其中，PcHg为突变压力；K为渗透率；为孔隙度。
进一步的，所述排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系为：
其中，PdHg为排驱压力；K为渗透率；为孔隙度。
进一步的，油水过渡带高度的计算方法为：
ΔH＝7.0307×(PcHg-PdHg)/(ρW-ρO)；
其中，ΔH为油水过渡带高度；PcHg为突变压力；PdHg为排驱压力；ρW为水密度；ρO为油密度。
进一步的，油水过渡带宽度的计算方法为：
L＝ΔH/tgα；
其中，L为油水过渡带宽度；ΔH为油水过渡带高度；α为地层倾角。
附图说明
图1是本发明油藏油水过渡带高度的确定方法的流程图；
图2是本发明通过压汞法毛管压力曲线和相渗曲线读取突变压力和排驱压力的示意图；
图3是本发明突变压力与渗透率、孔隙度的对应关系的拟合示意图；
图4是本发明排驱压力与渗透率、孔隙度的对应关系的拟合示意图；
图5是本发明油藏油水过渡带宽度的确定方法的流程图；
图6是本发明油水过渡带宽度和油水过渡带高度的关系示意图。
具体实施方式
油藏油水过渡带高度的确定方法实施例：
油藏油水过渡带高度的确定方法的主要构思在于，通过不同储层的历史数据，找出不同储层的历史突变压力、历史排驱压力、历史孔隙度、历史渗透率，其中突变压力和排驱压力均是平均水力半径(其中，K为渗透率；/>为孔隙度)的函数，因此建立了突变压力与孔隙度、渗透率的对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的对应关系；根据当前储层的孔隙度和渗透率，利用突变压力与孔隙度、渗透率的对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的对应关系得到当前储层的突变压力和排驱压力，进而得到当前储层的油水过渡带高度。
其基于的原理为：突变压力对应的油柱高度与排驱压力对应的油柱高度的高度差即为油藏的油水过渡带高度。其中，对压汞法毛管压力曲线的研究表明，中汞饱和度段，毛管压力与汞饱和度间呈指数关系，高汞饱和度段毛管压力与饱和度之间呈冪律关系，或指数斜率急剧变大的突变，二者交叉点就是压汞曲线的突变压力，其对应的润湿相饱和度就是相渗曲线中水相渗透率的起点；排驱压力为100％饱和水与油水过渡带之间的压力值，是指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力，实质上是反映岩石最大喉道半径的参数。
关于排驱压力，为纯水与油水过渡带之间的压力，该参数是评价储层好坏的重要参数，属于现有技术资料中常用的参数。关于突变压力，为纯油与油水过渡带之间的压力，本发明可以采用直接在压汞法毛管压力曲线上直接读取突变压力的方式来获得，获取难度并不高，而且经过研究发现，将压汞法毛管压力曲线的横纵坐标分别取对数后，突变压力体现的更加明显，更加容易读取。
具体的，油藏油水过渡带高度的确定方法如图1所示，包括以下步骤：
1)根据若干组不同储层的历史统计数据，建立突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系；以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系。
若干组不同储层的历史数据中，每组历史数据均包括历史孔隙度、历史渗透率、历史孔隙度和历史渗透率下对应的历史排驱压力、历史突变压力，这些数据均可在压汞法毛管压力曲线和油水相对渗透率曲线中体现。压汞法毛管压力曲线和油水相对渗透率曲线都是油藏储层的基本属性，二者都是湿相或非湿相饱和度的函数，二者之间存在必然的内在联系。
油水相对渗透率曲线包括纯油区、油水过渡带和纯水区三个区带的油水相对渗透率曲线，以确定油水两相区范围，要把无水采收率体现在油水相渗曲线上，并且增加含水98％以上的点，即认为是纯水区。压汞法毛管压力曲线为归一化后的压汞法毛管压力曲线。
关于突变压力PcHg和排驱压力PdHg，其中突变压力PcHg为压汞法毛管压力曲线中纯油与油水过渡带之间的压力值，在压汞法毛管压力曲线中体现为毛管压力从平缓到急剧上升的拐点；排驱压力PdHg是100％饱和水与油水过渡带之间的压力值，是指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力。因此，对照油水相对渗透率曲线，在压汞法毛管压力曲线中读出突变压力PcHg和排驱压力PdHg，如图2所示，图2中排驱压力PdHg为0.07MPa；突变压力PcHg为0.3MPa。当然有的储层历史统计数据中并没有相渗曲线，因此可以结合突变压力在压汞法毛管压力曲线的特点，无需借助相渗曲线，直接读取出。
基于若干组的压汞法毛管压力曲线和油水相对渗透率曲线得到若干组的历史数据，基于突变压力和排驱压力均是平均水力半径(其中，K为渗透率；/>为孔隙度)的函数的原理，对历史数据进行线性回归处理得到：
如图3所示的突变压力PcHg与渗透率、孔隙度的第一对应关系(得到的第一经验公式)，r＝0.9025，R2＝0.8145；
其中，PcHg为突变压力，单位为MPa；K为渗透率(即岩石空气渗透率)，单位为10-3μm2；为孔隙度(即岩石孔隙度)，小数。
以及如图4所示的排驱压力PdHg与渗透率、孔隙度的第二对应关系(得到的第二经验公式)，r＝0.9114，R2＝0.8307；
其中，PdHg为排驱压力，单位为MPa；K为渗透率(即岩石空气渗透率)，单位为10-3μm2；为孔隙度(即岩石孔隙度)，小数。
图3和图4中，横坐标x均为图3的纵坐标y为突变压力PcHg，图4的纵坐标y为排驱压力PdHg。
2)获取当前储层的渗透率和孔隙度，利用步骤1)中的两个经验公式，得到当前储层的突变压力和排驱压力。
3)根据步骤2)中得到的当前储层的突变压力和排驱压力得到当前储层的油水过渡带高度。
油水过渡带高度的计算方法为：
ΔH＝7.0307×(PcHg-PdHg)/(ρW-ρO)；
其中，ΔH为油水过渡带高度，单位为m；PcHg为突变压力，单位为MPa；PdHg为排驱压力，单位为MPa；ρW为水密度，单位为g/cm3；ρO为油密度，单位为g/cm3。
油藏油水过渡带宽度的确定方法实施例：
本实施例油藏油水过渡带宽度是基于油水过渡带高度、当前储层的地层倾角，结合三角函数公式得到的，具体的，油藏油水过渡带宽度的确定方法如图5所示，包括以下步骤：
1)根据若干组不同储层的历史统计数据，建立突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系；以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系。
2)获取当前储层的地层倾角、渗透率和孔隙度，利用步骤1)中的两个对应关系，得到当前储层的突变压力和排驱压力。
3)根据步骤2)中得到的当前储层的突变压力和排驱压力得到当前储层的油水过渡带高度。
4)根据步骤3)得到的油水过渡带高度、步骤2)中获取的当前储层的地层倾角，结合三角函数公式得到当前储层的油水过渡带宽度。
上述步骤1)～步骤3)的具体实施过程在上述油藏油水过渡带高度的确定方法实施例中已经介绍，这里不做赘述。
步骤4)具体为，如图6所示，油水过渡带宽度L的计算方法为：
L＝ΔH/tgα；
其中，L为油水过渡带宽度；ΔH为油水过渡带高度；α为地层倾角。
以某油田为例验证本发明方法的可靠性：
某油田利用两个经验公式得到油水过渡带高度7.1m，油水过渡带宽度为54.1m；直接读取某油田的如图2所示的压汞法毛管压力曲线上的排驱压力(0.07MPa)和突变压力(0.3MPa)，进而计算出某油田的油水过渡带高度为6.7m，油水过渡带宽度为51.0m。
经过对比发现，利用经验公式与直接读取排驱压力和突变压力的计算结果相比，误差为5.91％，精度能够满足设计的需要。
本发明结合大量不同储层的历史数据建立了适用范围广的突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系，充分考虑了不同储层的物性及非均质性对确定油水过渡带的影响作用，结合当前储层的物性准确地确定了油水过渡带的高度/宽度。
该方法在油水过渡带比例大的低幅度油藏开发研究中具有更加明显的指导意义，为准确计算低幅油藏地质储量、采出程度、注采井位精细部署提供了依据，达到提高低幅油藏开发效果的目的。
Claims (6)
1.一种油藏油水过渡带高度的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取当前储层的孔隙度和渗透率；并确定突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；所述第一对应关系和第二对应关系根据若干组不同储层的历史数据得到；每组历史数据包括历史孔隙度、历史渗透率、历史孔隙度和历史渗透率下对应的历史排驱压力、历史突变压力；所述排驱压力为纯水与油水过渡带之间的压力；所述突变压力为纯油和油水过渡带之间的压力，在压汞法毛管压力曲线中体现为毛管压力从平缓到急剧上升的拐点；所述突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系为：
其中，PcHg为突变压力；K为渗透率；为孔隙度；所述排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系为：
其中，PdHg为排驱压力；K为渗透率；为孔隙度；
2)根据当前储层的孔隙度和渗透率、以及第一对应关系得到当前储层的突变压力；根据当前储层的孔隙度和渗透率、以及第二对应关系得到当前储层的排驱压力；
3)根据当前储层的突变压力和排驱压力得到当前储层的油水过渡带高度。
2.根据权利要求1所述的油藏油水过渡带高度的确定方法，其特征在于，所述历史排驱压力和历史突变压力在压汞法毛管压力曲线上读取得到。
3.根据权利要求1所述的油藏油水过渡带高度的确定方法，其特征在于，油水过渡带高度的计算方法为：
△H＝7.0307×(PcHg-PdHg)/(ρW-ρO)；
其中，△H为油水过渡带高度；PcHg为突变压力；PdHg为排驱压力；ρW为水密度；ρO为油密度。
4.一种油藏油水过渡带宽度的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取当前储层的地层倾角、孔隙度和渗透率；并确定突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系，以及排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系；所述第一对应关系和第二对应关系根据若干组不同储层的历史数据得到；每组历史数据包括历史孔隙度、历史渗透率、历史孔隙度和历史渗透率下对应的历史排驱压力、历史突变压力；所述排驱压力为纯水与油水过渡带之间的压力；所述突变压力为纯油和油水过渡带之间的压力，在压汞法毛管压力曲线中体现为毛管压力从平缓到急剧上升的拐点；所述突变压力与孔隙度、渗透率的第一对应关系为：
其中，PcHg为突变压力；K为渗透率；为孔隙度；所述排驱压力与孔隙度、渗透率的第二对应关系为：
其中，PdHg为排驱压力；K为渗透率；为孔隙度；
2)根据当前储层的孔隙度和渗透率、以及第一对应关系得到当前储层的突变压力；根据当前储层的孔隙度和渗透率、以及第二对应关系得到当前储层的排驱压力；
3)根据当前储层的突变压力和排驱压力得到当前储层的油水过渡带高度；
4)根据当前储层的油水过渡带高度以及地层倾角得到当前储层的油水过渡带宽度。
5.根据权利要求4所述的油藏油水过渡带宽度的确定方法，其特征在于，油水过渡带高度的计算方法为：
△H＝7.0307×(PcHg-PdHg)/(ρW-ρO)；
其中，△H为油水过渡带高度；PcHg为突变压力；PdHg为排驱压力；ρW为水密度；ρO为油密度。
6.根据权利要求4所述的油藏油水过渡带宽度的确定方法，其特征在于，油水过渡带宽度的计算方法为：
L＝△H/tgα；
其中，L为油水过渡带宽度；△H为油水过渡带高度；α为地层倾角。
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2020
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