CN114508331B - 一种基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法，该方法包括下列步骤：1、筛选能够反映研究区块储层物性参数的代表性取芯岩心，开展岩心不同渗透率级别、不同聚合物浓度条件下注入能力室内实验；2、基于步骤1聚合物注入能力实验数据，绘制不同渗透率级别、不同聚合物浓度条件下霍尔曲线和霍尔导数曲线；3、绘制不同聚合物浓度条件下霍尔导数随储层岩心渗透率变化关系曲线，根据聚驱阶段霍尔导数发生突变位置，确定临界点。该方法具有普适性，能够评价给出不同类型油藏、不同类型聚合物的注入能力，解决了传统经验方法的不足，为聚合物注入能力评价提供了新思路，提供了理论依据。
Description
技术领域：
本发明涉及石油工程中化学驱提高采收率领域，具体涉及一种基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法。
背景技术：
化学剂注入能力是保证化学驱提高原油采收率效果的前提，因此对化学剂注入能力的评价工作十分重要。目前通常采用注聚压力、粘度保留率、封堵能力、阻力系数和残余阻力系数等参数来评价化学驱过程中聚合物的注入能力。
目前油田开发现场工程技术人员在进行聚合物驱油作业时，通常利用残余阻力系数经验值(5和10)来评价聚合物注入能力。当残余阻力系数超过10时，认为聚合物注入压力高、注入能力差(专利：一种低渗透油藏聚合物注入能力评价新方法)。根据实际现场聚合物注入难易程度的经验确定残余阻力系数临界点，缺少理论依据，经验方法具有偶然性和误差大的缺点，同时不能保证该经验值适用于所有储层。
发明内容：
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法。该方法具有普适性，能够评价给出不同类型油藏、不同类型聚合物的注入能力，解决了传统经验方法的不足，为聚合物注入能力评价提供了新思路，提供了理论依据。
本发明的技术方案是：一种基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法，该方法包括下列步骤：
1、筛选能够反映研究区块储层物性参数的代表性取芯岩心，开展岩心不同渗透率级别、不同聚合物浓度条件下注入能力室内实验，为了确保实验准确性，取芯岩心数量≥4块，每个渗透率级别下各1块岩心，聚合物浓度≥4种；
具体地，聚合物注入能力评价室内实验流程如下：
(1)利用覆压孔渗仪测定取芯岩心孔隙度和渗透率参数，筛选实验用岩心并对岩心进行编号；
(2)将取芯岩心装入岩心夹持器抽真空后、饱和地层水，并测定其孔隙度与渗透率；
(3)根据聚驱方案要求配制聚合物溶液并测定其粘度，剪切至聚合物溶液粘度降半为止并装入中间容器备用；
(4)以恒定速度水驱至压力平稳、注入步骤(3)配制的聚合物体系至压力平稳、后续水驱至压力平稳，每隔30min记录注入量、累积注入量和注入压力；
(5)整理实验数据并绘制阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系曲线；
2、基于步骤1聚合物注入能力实验数据，绘制不同渗透率级别、不同聚合物浓度条件下霍尔曲线和霍尔导数曲线。
具体地，霍尔曲线和霍尔导数曲线绘制过程如下：
(1)基于聚合物注入能力实验数据，利用公式(1)计算第i个实验数据点对应的霍尔积分：
其中，Ih,i—第i个实验数据点对应的霍尔积分(i≥2)，MPa·min；△ti—第i-1个与第i个数据记录点时间间隔，min；Pi-1—第i-1个数据点对应的注入压力，MPa；Pi—第i个数据点对应的注入压力，MPa；n—实验数据总记录点；
(2)基于步骤(1)计算结果，绘制霍尔积分随累积注入量变化关系曲线，即霍尔曲线；
(3)利用公式(2)，计算霍尔导数：
其中，f(Ih,i)—第i个实验数据点对应的霍尔导数(i≥2)，MPa·min/mL；Ih,i-1—第i-1个实验数据点对应的霍尔积分，MPa·min；Qi-1—第i-1个数据点对应的累积注入量，mL；Qi—第i个数据点对应的累积注入量，mL；
(4)基于步骤(3)计算结果，绘制霍尔导数随累积注入量变化关系曲线，即霍尔导数曲线。
3、绘制不同聚合物浓度条件下霍尔导数随储层岩心渗透率变化关系曲线，根据聚驱阶段霍尔导数发生突变位置，确定拐点，由拐点处低一级别渗透率对应的残余阻力系数值作为该浓度聚合物注入能力突变点，取不同浓度聚合物注入能力突变点对应的残余阻力系数平均值，作为评价聚合物注入能力的临界点。若聚合物残余阻力系数值大于临界点值，则表明该聚合物注入困难；若聚合物残余阻力系数值小于临界点值，则表明该聚合物能够顺利注入。
本发明具有如下有益效果：通过本申请的方法建立如下注入能力评价标准：残余阻力系数＞注入能力临界点，代表注入困难；残余阻力系数＜注入能力临界点，代表顺利注入。该方法具有普适性，能够评价给出不同类型油藏、不同类型聚合物的注入能力，解决了传统经验方法取临界点为10的不足，为聚合物注入能力评价提供了新思路，提供了理论依据。
附图说明：
图1是抗盐聚合物粘度-浓度曲线
图2是阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系(聚合物浓度3000mg/L)；
图3是阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系(聚合物浓度2300mg/L)；
图4是阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系(聚合物浓度1500mg/L)；
图5是阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系(聚合物浓度800mg/L)；
图6是不同渗透率岩心条件下霍尔曲线(聚合物浓度3000mg/L)；
图7是不同渗透率岩心条件下霍尔曲线(聚合物浓度2300mg/L)；
图8是不同渗透率岩心条件下霍尔曲线(聚合物浓度1500mg/L)；
图9是不同渗透率岩心条件下霍尔曲线(聚合物浓度800mg/L)；
图10是霍尔导数随渗透率变化关系(聚合物浓度3000mg/L)；
图11是霍尔导数随渗透率变化关系(聚合物浓度2300mg/L)；
图12是霍尔导数随渗透率变化关系(聚合物浓度1500mg/L)；
图13是霍尔导数随渗透率变化关系(聚合物浓度800mg/L)；
具体实施方式：
下面结合具体实验对本发明作进一步说明：
一、聚合物注入能力评价室内实验
1、筛选与研究区块储层物性参数相匹配的天然露头方岩心(尺寸：4.5×4.5×30cm左右)，确保方岩心气测渗透率在50-100、100-150、150-200、200-250、250-300、300-350mD级别(基于研究区块储层物性渗透率变化范围确定)。实验用材料及相关参数如下：实验用模拟地层水(矿化度19534mg/L，钙镁离子含量840mg/L)；实验用抗盐聚合物浓度分别为800mg/L、1500mg/L、2300mg/L和3000mg/L；驱替速度0.3mL/min；实验温度85℃。
2、实验方案设计：
开展岩心渗透率为50-100、100-150、150-200、200-250、250-300、300-350mD级别条件下4种浓度(800mg/L、1500mg/L、2300mg/L、3000mg/L)聚合物溶液注入能力评价实验，具体实验方案设计参见表1。
表1抗盐聚合物注入能力实验方案设计
3、实验步骤：
(1)测定天然露头方岩心孔渗参数，筛选实验用岩心并对岩心进行编号；
(2)将天然露头方岩心装入岩心夹持器抽真空，饱和水后测定其孔隙度与渗透率，见表2；
(3)配制实验用抗盐聚合物溶液(800mg/L、1500mg/L、2300mg/L、3000mg/L)并测定粘度-浓度曲线，粘度-浓度曲线见图1，剪切至聚合物溶液粘度降半为止并装入中间容器备用；
(4)以0.3mL/min注入速度水驱至压力平稳，之后以0.3mL/min注入聚合物体系(浓度800mg/L)至压力平稳，再之后以0.3mL/min注入速度开展后续水驱至压力平稳，每隔30min记录注入量、累积注入量和注入压力。浓度为1500mg/L、2300mg/L、3000mg/L聚合物注入程序与800mg/L聚合物相同；
(5)整理实验数据并绘制4种聚合物浓度在6个不同渗透率级别条件下阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系曲线，见图2、图3、图4及图5。
表2实验用方岩心基本物性参数
4、实验结果：
基于24组抗盐聚合物注入能力实验记录数据，统计给出了不同聚合物浓度在不同渗透率级别条件下的阻力系数/残余阻力系数，见表3。
表3阻力系数/残余阻力系数统计结果
二、霍尔曲线绘制和聚驱阶段霍尔导数确定
霍尔曲线代表累积注入量与霍尔积分之间的关系。当注入流体不同时，霍尔曲线上会出现不同的直线段，利用不同注入阶段稳定时期曲线斜率即可评价注入流体介质的有效性。
基于聚合物注入能力实验数据和霍尔积分计算结果，绘制了抗盐聚合物不同渗透率、不同浓度条件下的霍尔曲线，见图6-图9。基于霍尔曲线和霍尔导数计算结果，给出了不同浓度聚合物在不同渗透率条件下聚驱阶段的霍尔导数，阻力系数/残余阻力系数/聚驱阶段霍尔导数对比结果见表4。
表4阻力系数/残余阻力系数/聚驱阶段霍尔导数对比结果
三、霍尔导数随储层岩心渗透率变化关系曲线绘制
基于聚驱阶段霍尔导数计算结果，绘制了不同聚合物浓度条件下霍尔导数随储层岩心渗透率变化关系曲线，见图10-图13。根据抗盐聚合物聚驱阶段霍尔导数发生突变位置，确定不同聚合物浓度条件下对应的霍尔导数拐点。根据拐点对应的储层渗透率和聚合物浓度，确定拐点位置对应的残余阻力系数值。基于上述原则，该抗盐聚合物在浓度800mg/L、1500mg/L、2300mg/L和3000mg/L条件下拐点位置处对应的渗透率分别为145mD、203mD、208mD和209mD。由拐点处低一级别渗透率对应的残余阻力系数值作为该浓度聚合物注入能力突变点，取不同浓度聚合物注入能力突变点对应的残余阻力系数平均值，作为评价聚合物注入能力的临界点。该抗盐聚合物在浓度800mg/L、1500mg/L、2300mg/L和3000mg/L条件下突变点对应的残余阻力系数值分别为8.14、6.58、7.52和8.12，则该抗盐聚合物注入能力的临界点为7.59。由此可知：若聚合物残余阻力系数值大于临界点值7.59，则表明该聚合物注入困难；若聚合物残余阻力系数值小于临界点值7.59，则表明该聚合物能够顺利注入。
Claims (2)
1.一种基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法，该方法包括下列步骤：
筛选能够反映研究区块储层物性参数的代表性取芯岩心，开展岩心不同渗透率级别、不同聚合物浓度条件下注入能力室内实验，为了确保实验准确性，取芯岩心数量≥4块，每个渗透率级别下各1块岩心，聚合物浓度≥4种；
具体地，聚合物注入能力评价室内实验流程如下：
(1)利用覆压孔渗仪测定取芯岩心孔隙度和渗透率参数，筛选实验用岩心并对岩心进行编号；
(2)将取芯岩心装入岩心夹持器抽真空后、饱和地层水，并测定其孔隙度与渗透率；
(3)根据聚驱方案要求配制聚合物溶液并测定其粘度，剪切至聚合物溶液粘度降半为止并装入中间容器备用；
(4)以恒定速度水驱至压力平稳、注入步骤(3)配制的聚合物体系至压力平稳、后续水驱至压力平稳，每隔30min记录注入量、累积注入量和注入压力；
(5)整理实验数据并绘制阻力系数/残余阻力系数随注入PV数变化关系曲线；
基于步骤(1)聚合物注入能力实验数据，绘制不同渗透率级别、不同聚合物浓度条件下霍尔曲线和霍尔导数曲线，
具体地，霍尔曲线和霍尔导数曲线绘制过程如下：
(1)基于聚合物注入能力实验数据，利用公式(1)计算第i个实验数据点对应的霍尔积分：
其中，Ih,i—第i个实验数据点对应的霍尔积分i≥2，MPa·min；△ti—第i-1个与第i个数据记录点时间间隔，min；Pi-1—第i-1个数据点对应的注入压力，MPa；Pi—第i个数据点对应的注入压力，MPa；n—实验数据总记录点；
(2)基于步骤(1)计算结果，绘制霍尔积分随累积注入量变化关系曲线，即霍尔曲线；
(3)利用公式(2)，计算霍尔导数：
其中，f(Ih,i)—第i个实验数据点对应的霍尔导数i≥2，MPa·min/mL；Ih,i-1—第i-1个实验数据点对应的霍尔积分，MPa·min；Qi-1—第i-1个数据点对应的累积注入量，mL；Qi—第i个数据点对应的累积注入量，mL；
(4)基于步骤(3)计算结果，绘制霍尔导数随累积注入量变化关系曲线，即霍尔导数曲线。
2.根据权利要求1所述的基于霍尔曲线导数确定聚合物注入能力新方法，其特征在于：绘制不同聚合物浓度条件下霍尔导数随储层岩心渗透率变化关系曲线，根据聚驱阶段霍尔导数发生突变位置，确定拐点，由拐点处低一级别渗透率对应的残余阻力系数值作为该浓度聚合物注入能力突变点，取不同浓度聚合物注入能力突变点对应的残余阻力系数平均值，作为评价聚合物注入能力的临界点，若聚合物残余阻力系数值大于临界点值，则表明该聚合物注入困难；若聚合物残余阻力系数值小于临界点值，则表明该聚合物能够顺利注入。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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