CN113863920B - 一种气窜通道体积检测方法 - Google Patents

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    • E21B43/168—Injecting a gaseous medium

Abstract

本发明公开了一种气窜通道体积检测方法，涉及气驱油藏开采技术领域，具体包括以下步骤：将气窜通道简化为圆形毛管束模型；获取气驱开采油藏时的生产动态数据，绘制线性关系曲线，得到裂缝参数；获取气窜通道直线距离、气驱流体粘度，计算得到毛管束模型截面半径；计算迂曲度，并根据迂曲度和气窜通道直线距离得到气窜通道实际长度；根据圆形毛管束模型的截面半径、气窜通道实际长度计算气窜通道的总体积。通过本发明中的气窜通道体积计算方法可以使工程师快速、准确地判断气窜通道的体积，指导封窜化学剂用量，以及封窜化学体系强度或颗粒大小，及时采取针对性措施。

Description

一种气窜通道体积检测方法
技术领域
本发明涉及气驱油藏开采技术领域，具体涉及一种气窜通道体积检测方法。
背景技术
气驱是一种常规及非常规油藏开采过程中改善油藏开发效果、提高采收率常用的方法，但是在气驱时极易发生气窜，气体沿着大裂缝突进形成气窜，从而导致注气驱油失去效果。由于物理性质的差异，气体的密度与粘度小，容易指进从而提前到达采油井，因此需要配套的封堵方案进行及时地封堵调剖。在封堵方案中，气窜通道体积是一项非常重要的参数。
如今已有的气窜通道体积计算方法有经验类比法、生产动态数据法、简化模型法等，但上述方法均与储层的渗流过程结合较少，过于简化，可靠性较低。
生产动态数据法是定量研究窜流通道的方法，首先根据油井生产动态曲线识别气窜井，然后根据不同组合情况下注采井之间的相关系数来判断窜通关系，气窜的发生不仅仅局限于井组内，还可能发生在不同井组的注采井之间。最后利用建立的窜通体积与注采量的关系式计算窜通体积，并进一步分析了整个区块的气窜情况，得到了其窜流通道分布。窜流通道大小的准确确定，可为调堵措施的实施提供依据。但是生产动态数据法仅仅基于注采井两端的生产动态数据估算窜流通道的体积，而不考虑流体在储层中的渗流过程以及窜流通道在储层中的实际形状，不可避免地将出现偏差。
简化模型法对封窜剂进入地层的推进形状进行简化，该简化基于经验而非渗流机理。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种气窜通道体积检测方法，该方法能快速、准确地判断气窜通道体积。
本发明的技术方案为：
一种气窜通道体积检测方法，具体步骤为：
S1：将气驱开采油藏时产生的气窜通道简化为圆形毛管束模型；
S2：获取气驱开采油藏时的生产动态数据，根据生产动态数据绘制线性关系曲线，得到气窜通道的裂缝参数；
S3：获取气窜通道直线距离、气驱流体粘度，结合气窜通道的裂缝参数计算得到圆形毛管束模型的截面半径；
S4：计算气窜通道的迂曲度，并根据气窜通道的迂曲度与气窜通道直线距离计算得到气窜通道实际长度；
S5：根据圆形毛管束模型的截面半径、气窜通道实际长度计算得到气窜通道的总体积。
其中，步骤S1中假设圆形毛管束模型的截面半径恒定且为r；步骤S4中的气窜通道直线距离为不考虑气窜通道迂曲特征的长度。
进一步的，步骤S2中气驱开采油藏时的生产动态数据包括某一时间段内气窜气体产量、注气井与开采井之间的压差，注气井与开采井之间的压差可通过注气井注入压与开采井油压求得。
进一步的，根据某一时间段内气窜气体产量、注气井与开采井的之间的压差绘制线性关系曲线，通过线性拟合得到斜率a。因气驱所用气体在不同压力下的体积参数和监测精度等影响，斜率a有时会呈负值，所以就需取斜率a的绝对值为裂缝参数。
进一步的，步骤S3中，根据Hagen-Poiseuille方程表述气窜通道的体积流量，方程为其中Q为气窜通道的体积流量，r为圆形毛管束的截面半径，△P为注气井与开采井之间的压差，μ为气驱流体粘度，LC为气窜通道直线距离，设/>其中A为所述裂缝参数。
进一步的，根据气驱流体粘度、气窜通道直线距离、裂缝参数可得到圆形毛管束模型的截面半径，公式为
进一步的，步骤S4中，采用A.Ebrahimi Khabbazi基于Sierpinski carpet分形理论得到的解析模型计算致密砂岩迂曲度，迂曲度计算方式为其中τ为气窜通道迂曲度，φ为孔隙率。
进一步的，通过气窜通道迂曲度和气窜通道直线距离获得气窜通道实际长度，其计算方式为LA＝τLC，其中LA为气窜通道实际长度，LC为气窜通道直线
距离。
进一步的，步骤S5中，气窜通道总体积的计算方式为V＝πr2LA，其中V为气窜通道总体积，r为圆形毛管束模型的截面半径，LA为气窜通道实际长度。
进一步的，该检测方法该包括对气窜通道裂缝总宽度的检测，具体步骤为：
(1)根据圆形毛管束模型的截面半径得到气窜通道的横截面积；
(2)将气窜通道等效为长扁平的长方体，根据支撑剂的直径和步骤(1)中所得的横截面积计算得到气窜通道裂缝总宽度。
本发明的有益之处在于：将气窜通道孔隙结构毛管束模型化，以现场气窜动态数据为基础，反演出气窜通道体积、气窜裂缝宽度等气窜通道几何参数。通过本发明中的气窜通道体积计算方法可以使工程师快速、准确地判断气窜通道的体积，指导封窜化学剂用量，以及封窜化学体系强度或颗粒大小，及时采取针对性措施。
附图说明
图1为气驱过程中气窜通道体积计算流程图；
图2为压差与气窜氮气地下产量关系曲线图；
图3为气窜裂缝示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
所举实施例是为了更好地对本发明进行说明，但并不是本发明的内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
图1为气驱过程中气窜通道体积计算流程图，由该图可以看出，气窜通道体积计算步骤为：将气窜通道孔隙结构简化为圆形毛管束模型；获取气驱开采油藏时的生产动态数据，绘制线性关系曲线，得到裂缝参数；获取气窜通道直线距离、气驱流体粘度，计算得到毛管束模型截面半径；计算迂曲度，并根据迂曲度和气窜通道直线距离得到气窜通道实际长度；根据圆形毛管束模型的截面半径、气窜通道实际长度计算气窜通道的总体积。
本实施例选取1312井日注2.5万方稳定注入时间段2019/11/4至2019/11/15、1227井的注采动态数据作为生产动态数据，1227井产出气氮气含量40～47％之间(生产动态数据如表1所示)。
表1
根据表1绘制注采压差与气窜氮气地下产量关系曲线，曲线图如图2所示。通过线性拟合得到斜率(系数)为-1.3522，负值与氮气在不同压力下的体积系数及监测精度等影响有关，取其绝对值计算裂缝参数。这里用氮气产量为气窜通道计算的标准气体，原因有两个方面：(1)氮气是惰性气体，其在原油当中的溶解度很低，压力对地层中氮气体积的影响仅表现为体积系数的变化；(2)高压注气过程中，考虑油藏中未脱气，即气窜通道仅由氮气占据。
油藏温度78.2℃、平均地层压力20.5MPa下氮气粘度为0.0254cp，1312与1227井直线距离取400m，拟合曲线斜率为1.3522，可以求得气窜通道等效半径为0.2324m。
气窜总体积为V＝πr2LA＝97.68m3。
考虑支撑剂粒径为20-40目，其直径为830-380μm。气窜通道实际为裂缝网络，已知气窜通道等效半径，可以计算得到气窜裂缝网络的横截面积。如图3所示，将裂缝网络等效为长扁平的长方体，已知横截面积和支撑剂的直径(缝网高)，就可以求得气窜裂缝宽度。
依据支撑剂粒径分布范围，计算得到气窜裂缝总宽度范围：204-446m。需要说明的是，高压注气过程中，动态缝缝高，有可能大于支撑剂的直径，那么裂缝总宽度将会小于上述计算值。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种气窜通道体积检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
S1：将气驱开采油藏时产生的气窜通道简化为圆形毛管束模型；
S2：获取气驱开采油藏时的生产动态数据，根据所述生产动态数据绘制线性关系曲线，得到所述气窜通道的裂缝参数；
S3：获取气窜通道直线距离、气驱流体粘度，结合所述气窜通道的裂缝参数计算得到所述圆形毛管束模型的截面半径；
S4：计算气窜通道迂曲度，并根据所述气窜通道迂曲度与气窜通道直线距离获得到气窜通道实际长度；
S5：根据所述圆形毛管束模型的截面半径、气窜通道实际长度计算得到所述气窜通道的总体积；
步骤S2中所述气驱开采油藏时的生产动态数据包括某一时间段内气窜气体产量、注气井与开采井之间的压差；
根据所述气窜气体产量、注气井与开采井的之间的压差绘制线性关系曲线，通过线性拟合得到斜率a，取所述斜率a的绝对值为所述气窜通道的裂缝参数A；
步骤S3中，根据Hagen-Poiseuille方程表述气窜通道的体积流量，所述方程为其中Q为所述气窜通道的体积流量，r为所述圆形毛管束模型的截面半径，ΔP为所述注气井与开采井之间的压差，μ为气驱流体粘度，LC为所述气窜通道直线距离，设其中A为所述气窜通道的裂缝参数；
所述圆形毛管束模型的截面半径计算方式为
2.根据权利要求1所述气窜通道体积检测方法，其特征在于：步骤S1中将所述圆形毛管束模型的截面半径恒定设为r。
3.根据权利要求1所述的气窜通道体积检测方法，其特征在于：步骤S4中，所述气窜通道迂曲度计算方式为其中τ为所述气窜通道迂曲度，φ为孔隙率。
4.根据权利要求3所述的气窜通道体积检测方法，其特征在于：所述气窜通道实际长度的计算方式为LA＝τLC，其中LA为气窜通道实际长度，LC为气窜通道直线距离。
5.根据权利要求1所述的气窜通道体积检测方法，其特征在于：步骤S5中，所述气窜通道总体积的计算方式为V＝πr2LA，其中V为所述气窜通道总体积，r为所述圆形毛管束模型的截面半径，LA为所述气窜通道实际长度。
6.根据权利要求1所述的气窜通道体积检测方法，其特征在于该检测方法还包括对气窜通道裂缝总宽度的检测，具体步骤为：
(1)根据所述圆形毛管束模型的截面半径得到所述气窜通道的横截面积；
(2)将所述气窜通道等效为长扁平的长方体，根据支撑剂的直径和步骤(1)中所得的横截面积计算得到所述气窜通道裂缝总宽度。
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