CN116050293B - 一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法，通过本发明提供的指示图版确定最优的泡沫调驱技术参数，可以根据稠油油藏原油粘度和预设计的泡沫注入总量来确定最优的调驱时机，或根据油藏粘度和预调驱的时机来确定最优注入量。本发明的指示图版突破常规"自变量x‑因变量y"二元的曲线结构，采用了"自变量X‑自变量Y‑因变量Z"的三维空间结构来建立油藏属性和技术最优参数之间的对应关系，这种"扩展升维"的思想，可为稠油油藏泡沫调驱以及其他调驱技术优化设计提供新的思路和观念，主要为稠油复杂提高采收率技术的多参数优化提供有益借鉴。
Description
技术领域
本发明属于稠油泡沫驱替技术领域，具体涉及到一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法。
背景技术
泡沫调驱是目前调整稠油水驱矛盾的常用技术，其效果已被开发过程的诸多测试结果所证实。其技术过程主要是：首先优选具有良好性能的泡沫剂，其次通过一定气液配比通过泡沫发生装置形成具有一定稳定性的泡沫体系，最后按照一套技术参数标准将泡沫体系注入储层。泡沫调驱技术的核心分为两部分，第一部分是泡沫剂体系的确定，第二是调驱技术参数的确定。第一核心没有固定和统一的参数标准，多由矿场实际储层物性和自身考虑的泡沫剂种类确定。第二核心多在第一核心基础上，采用缩小尺寸的物理模拟实验结果或者等比例的数值模型模拟结果来确定。
目前第二核心部分存在两处不足。第一，物理模拟实验虽然较直观可视地反应采用技术参数的优劣性，但是难以批量开展数组实验，其成本高且周期长。第二，数值模拟测试可克服物理模拟的成本和周期方面不足，但是其方案多采用单一控制变量设计，一次测试过程难以考虑多参数的同步优化，且结果主要反映为某一个因素对目标的影响规律。
综合来看，数值模拟测试方法的计算执行性很强，但是对测试参数的结果分析以及多参数重组分析仍有待扩展。因此，本发明在利用数值模拟强计算能力，形成了一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值的指示图版，为稠油泡沫调驱技术的参数优化、优选提供指导及支撑作用。。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：包括，
建立目标区块的稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型；
设计稠油油藏泡沫调驱体系基础方案库；
以含水率下降幅度为指标，筛选基础方案库下稠油泡沫调驱体系最优参数；
确定稠油泡沫调驱技术参数的指示图版。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述建立目标区块的稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型包括，以目标区块的储层地质资料以及油层流体物性资料作为输入，利用CMG数值模拟器建立数值模拟模型。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述储层地质资料包括储层埋藏深度、储层厚度、储层温度、压力、渗透率、孔隙度、含油饱和度。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述油层流体物性资料包括原油粘度。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述设计稠油油藏泡沫调驱体系基础方案库包括，以原油粘度为第一变量、注入总量为第二变量设计方案组，每个方案组对应需要测试的调驱时机Ti，通过建立的数值模拟模型运行方案测试得到各方案对应的最优调驱时机Ti*。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述确定稠油泡沫调驱技术参数的指示图版包括，
建立方案库对应的泡沫调驱技术最优参数的三维空间数据集，再将Z轴数据做XY平面等高线投影，即得到稠油泡沫调驱技术参数的指示图版。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述三维空间数据集以第一自变量做X轴，第二自变量做Y轴，因变量做Z轴；
其中，第一自变量为原油粘度，第二自变量为泡沫注入总量，因变量为最优调驱时机。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：根据所述稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版能够确定最优的泡沫调驱技术参数，包括根据稠油油藏原油粘度和预设计的泡沫注入总量来确定最优的调驱时机，还包括根据油藏粘度和预调驱的时机来确定最优注入量。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述方法能够应用于稠油泡沫驱替领域以及具有相似储层特征的油气储层的驱替生产领域，其中，相似储层特征的油气储层的驱替生产包括稠油油藏泡沫吞吐技术、稠油蒸汽热采技术。
作为本发明所述确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法的一种优选方案，其中：所述稠油油藏泡沫吞吐技术包括直井、水平井吞吐技术；所述稠油蒸汽热采技术包括稠油热蒸汽、多元热流体的驱替和吞吐技术。
本发明有益效果：
(1)本发明的指示图版突破常规"自变量x-因变量y"二元的曲线结构，采用了"自变量X-自变量Y-因变量Z"的三维空间结构来建立油藏属性和技术最优参数之间的对应关系，这种"扩展升维"的思想，可为稠油油藏泡沫调驱以及其他调驱技术优化设计提供新的思路和观念，主要为稠油复杂提高采收率技术的多参数优化提供有益借鉴。
(2)本发明采用空间曲面等值线投影法处理，形成了二维指示图版表征三维空间参数集的效果，通过降维度处理确保了使用的方便性，满足矿场相对粗犷的工作、作业环境的要求。
(3)本发明通过参数空间结构的构建，实现多参数的优化问题，满足油藏工程实施要求，可为油藏工程和参数空间集合结构的交叉领域相关的油藏数值模拟研究和算法优化提供一个新的研究方向。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例2中稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型示意图。
图2为本发明实施例2中调驱含水率与水驱含水率曲线特征图。
图3为本发明实施例2中方案组13的含水率曲线图。
图4为本发明实施例2中方案组13的含水率下降幅度指标分析图。
图5为本发明实施例2中泡沫调驱技术最优参数的空间集示意图。
图6为本发明实施例2中泡沫调驱技术参数的指示图版。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本实施例提供了一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法。
S1：建立稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型；
以稠油油藏泡沫调驱目标区块储层地质资料以及油层流体物性资料作为输入，利用CMG数值模拟器建立目标区块的稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型；
进一步的，储层地质资料包括储层埋藏深度、储层厚度、储层温度、压力、渗透率、孔隙度、含油饱和度；
油层流体物性资料包括原油粘度。
S2：设计稠油油藏泡沫调驱体系方案库；
以原油粘度μ为第一变量，注入总量Qi为第二变量设计方案组，每个方案组对应需要测试的调驱时机Ti，通过建立的数值模拟模型运行方案测试结果分析，一个方案得到一个最优调驱时机Ti*。
S3：以含水率下降幅度为指标，筛选基础方案库下稠油泡沫调驱体系最优参数；
数值模拟模型每一次测试结果均能得到对应的含水率数据，根据其曲线特征，将本次调驱含水率与水驱含水率的最大差值作为评价指标；
其中，评价指标数值越大，表示该方案调驱效果越好。
S4：确定稠油泡沫调驱的最优技术参数的指示图版；
通过重复S3获得S2方案库中各方案对应的最优调驱时机Ti*；
进一步的，以第一自变量(原油粘度)为X轴，第二自变量(注入总量)为Y轴，最优调驱时机为因变量Z，得到方案库对应的泡沫调驱技术最优参数的空间集；
更进一步的，将Z轴数据做XY平面等高线投影，即得到泡沫调驱技术参数的指示图版；
其中，等高线数值为最优调驱时机，根据需要实施泡沫调驱矿场的原油粘度和设计的注入总量，可以得到方案实施的最佳调驱时机；根据需要实施泡沫调驱矿场的原油粘度和调驱时机，可以得到方案实施的最佳泡沫注入总量。
实施例2
参照图1～6，为本发明另一个实施例，为验证本方法所具有的有益效果，本实施例通过实际应用进行科学论证。
S1：建立稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型；
参照图1，以稠油油藏泡沫调驱目标区块储层地质资料以及油层流体物性资料作为输入，利用CMG数值模拟器建立目标区块的稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型；
该目标区块的储层地质资料以及油层流体物性资料包括：储层埋藏深度为2800m、储层厚度为20m、储层温度为75℃、压力为25MPa、渗透率为为0.5μm2、孔隙度为25％、含油饱和度为70％，储层温度压力条件下原油粘度为250cp；
设置模型网格数为20×20×4＝1600个，储层顶部深度为2800m、网格尺寸为20m×20m×5m，注入井位于中心位置，四口生产井位与注入井直线距离均为140m，且均以30m3/d的产量生产，建立得到的稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型如图1所示。
S2：设计稠油油藏泡沫调驱体系方案库；
原油粘度μ为第一变量，取值分别为100、200、300、400、500cp；
注入总量Qi为第二变量，取值分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5PV；
参照表1，以第一、第二自变量组合设计25个方案组，每个方案组对应需要测试的调驱时机Ti，调驱时机Ti的取值分别为调驱时含水率在50％、60％、70％、80％、90％的时机，共经过25组*5水平＝125次测试分析，一个方案得到一个最优调驱时机Ti*。
表1泡沫调驱技术方案设计表
S3：以含水率下降幅度为指标，筛选基础方案库下稠油泡沫调驱体系最优参数；
参照图2，数值模型每一次测试结果均能得到对应的含水率数据，根据其曲线特征，将本次调驱含水率与水驱含水率的最大差值作为评价指标；
参照图3、图4，以S2的方案组13为例，图3为S2的方案组13—原油粘度为300cp、注采时总量为0.3PV的5水平测试的含水率曲线图，图4为其含水率下降幅度指标分析图，由图4可知，当其含水率为70％时调驱对应的指标数值最大，说明在方法组13中，其最优调驱时机Ti*＝70％。
S4：确定稠油泡沫调驱的最优技术参数的指示图版；
通过重复S3获得S2方案库中得到方案库25个方案组下的最优调驱时机，共25个数值；
参照图5，以第一自变量(原油粘度)为X轴，第二自变量(注入总量)为Y轴，最优调驱时机为因变量Z，得到方案库对应的泡沫调驱技术最优参数的空间集；
参照图6，将Z轴数据做XY平面等高线投影，即得到泡沫调驱技术参数的指示图版，图中等高线数值为最优调驱时机，根据需要实施泡沫调驱矿场的原油粘度和设计的注入总量，可以得到方案实施的最佳调驱时机，如油藏的原油粘度是250cp，如果要想注入0.3PV的总量，最优的注入时机为含水率80％；根据需要实施泡沫调驱矿场的原油粘度和调驱时机，可以得到方案实施的最佳注入总量，如油藏的原油粘度为250cp，目前含水率为80％需要进行调驱，那么根据图6所示，最优注入总量为0.3PV。
综上，采用本发明方法得到的稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版能够确定最优的泡沫调驱技术参数，可以根据稠油油藏原油粘度和预设计的泡沫注入总量来确定最优的调驱时机，或根据油藏粘度和预调驱的时机来确定最优注入量。
本发明的指示图版突破常规"自变量x-因变量y"二元的曲线结构，采用了"自变量X-自变量Y-因变量Z"的三维空间结构来建立油藏属性和技术最优参数之间的对应关系，这种"扩展升维"的思想，可为稠油油藏泡沫调驱以及其他调驱技术优化设计提供新的思路和观念，主要为稠油复杂提高采收率技术的多参数优化提供有益借鉴。
应说明的是，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精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法，其特征在于：包括，
建立目标区块的稠油油藏泡沫调驱数值模拟模型，以目标区块的储层地质资料以及油层流体物性资料作为输入，利用CMG数值模拟器建立数值模拟模型；
其中，所述储层地质资料包括储层埋藏深度、储层厚度、储层温度、压力、渗透率、孔隙度、含油饱和度，所述油层流体物性资料包括原油粘度；
设计稠油油藏泡沫调驱体系基础方案库，包括，以原油粘度为第一变量、注入总量为第二变量设计方案组，每个方案组对应需要测试的调驱时机Ti，通过建立的数值模拟模型运行方案测试得到各方案对应的最优调驱时机Ti*；
以含水率下降幅度为指标，筛选基础方案库下稠油泡沫调驱体系最优参数；
建立方案库对应的泡沫调驱技术最优参数的三维空间数据集，其中，所述三维空间数据集以第一自变量做X轴，第二自变量做Y轴，因变量做Z轴；
其中，第一自变量为原油粘度，第二自变量为泡沫注入总量，因变量为最优调驱时机再将Z轴数据做XY平面等高线投影，即得到稠油泡沫调驱技术参数的三维指示图版。
2.如权利要求1所述的确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法，其特征在于：根据所述稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版能够确定最优的泡沫调驱技术参数，包括根据稠油油藏原油粘度和预设计的泡沫注入总量来确定最优的调驱时机，还包括根据油藏粘度和预调驱的时机来确定最优注入量。
3.如权利要求2所述的确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法，其特征在于：所述方法能够应用于稠油泡沫驱替领域以及具有相似储层特征的油气储层的驱替生产领域，其中，相似储层特征的油气储层的驱替生产包括稠油油藏泡沫吞吐技术、稠油蒸汽热采技术。
4.如权利要求3所述的确定稠油泡沫调驱技术参数最优数值指示图版的方法，其特征在于：所述稠油油藏泡沫吞吐技术包括直井、水平井吞吐技术；所述稠油蒸汽热采技术包括稠油热蒸汽、多元热流体的驱替和吞吐技术。
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Non-Patent Citations (1)
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| 稠油油藏CO_2吞吐合理吞吐轮次;史英;盖长城;颜菲;周微;曾悠悠;李彩莲;;大庆石油地质与开发(第01期);全文 * |
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