CN116201538B - 一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法 - Google Patents

一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，包括：（1）对目标区块岩心进行渗透率损伤实验，根据不同注入孔隙体积倍数带来的渗透率变化确定损伤程度，以注入孔隙体积倍数为X轴，以渗透率损伤程度为Y轴，绘制二者的关系曲线，拟合关系式；（2）对目标区块岩心开展水驱油实验，根据不同注入孔隙体积倍数得到岩心的采出程度数据，以注入孔隙体积倍数为X轴，以采出程度为Y轴，绘制二者的关系曲线，拟合关系式；（3）得到岩心水驱油过程中渗透率损伤程度与采出程度的关系式；（4）依据现场资料中不同注入孔隙体积倍数下的采出程度，得出区块的渗透率损伤程度。本发明操作简单，成本低，对储层合理、高效开发具有重要意义。

Description

一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法。
背景技术
储层损害是由储集层内部潜在损害因素及外部条件共同作用的结果。内部潜在损害因素主要指储集层的岩性、物性、孔隙结构、敏感性及流体性质等储集层固有的特性；外部条件主要指的是在施工作业过程中引起储层孔隙结构及物性的变化，使储集层受到损害的各个外界因素。内部潜在因素往往是通过外部条件变化而起作用的，储层伤害发生在钻井、完井、井下作业以及油气田开采全过程，并且每个作业环节对储层的损害大都存在不可逆性，储层损害后难以解除，直接影响了油藏的开发效果，决定了储层的最终采收率。
传统的储层损伤评价方法需要对每一个评价区域开展储层损伤评价实验，包括岩心取心、储层损伤实验和储层损害评价等过程，评价方法经济性差，评价过程耗费时间长，并且储层损伤评价结果难以在相似区域进行推广，严重制约了储层损害评价的时效性和经济性，对储层保护、储集层开发效果以及储层增产增效带来负面影响。
储层损害评价是储层高效合理开发、储层保护以及储层增产增效的基础，也是油气田开发技术这个系统工程中的重要环节。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，该方法原理可靠，操作简单，成本低，对储层合理、高效开发及全生命周期保护具有重要的意义。
一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，依次包括以下步骤：
(1)在目标区块现场取岩心；根据钻井、测井资料，进行模拟实际开发的渗透率损伤实验，根据不同的注入孔隙体积倍数带来的渗透率变化确定储层损伤程度，然后以注入孔隙体积倍数为X轴，以渗透率损伤程度为Y轴，绘制二者的关系曲线，并拟合渗透率损伤程度与注入孔隙体积倍数的关系式；
(2)对目标区块岩心开展水驱油实验，根据不同的注入孔隙体积倍数得到岩心的采出程度数据，以注入孔隙体积倍数为X轴，以采出程度为Y轴，绘制二者的关系曲线，并拟合采出程度与注入孔隙体积倍数的关系式；
(3)结合步骤(1)渗透率损伤程度与注入孔隙体积倍数的关系式、步骤(2)采出程度与注入孔隙体积倍数的关系式，得到目标区块水驱油过程中，在不同的注入孔隙体积倍数下渗透率损伤程度与采出程度的关系式；
(4)根据步骤(3)所得的关系式，依据现场资料中不同的注入孔隙体积倍数下的采出程度，即可得出整个目标区块的渗透率损伤程度，作为储层损害程度的评价指标。
进一步地，所述步骤(1)包括：
①取目标区块的岩心，清洗烘干至恒重，测量岩心的长度L、直径D和孔隙度φ；
②在室温条件下配置模拟地层水，用模拟地层水饱和岩心，然后放入岩心夹持器，缓慢调节围压至2MPa，然后用模拟地层水驱替岩心，计算岩心初始渗透率Ki和孔隙体积Vp：
式中Ki——初始渗透率；
Q——驱替速度；
Pin、Pout——岩心夹持器入口端、出口端压力；
Vp——岩心孔隙体积；
③参照收集的储层地质资料配制实验流体，根据外来流体、地层矿物及地层流体矿化度的具体情况合理选择实验流体矿化度、酸碱度和实验流速，用实验流体驱替0～15倍的岩心孔隙体积(简称PV)后停止；
④待岩心内流动状态趋于稳定后，计算岩心渗透率的损伤程度Dn：
式中Dn——不同注入孔隙体积倍数下所对应的岩心渗透率的损伤程度；
Kn——岩心渗透率(不同注入孔隙体积倍数下所对应的岩心渗透率)；
Ki——初始渗透率(模拟地层水所对应的岩心渗透率)；
以实验流体的累积注入孔隙体积倍数为横坐标，以对应不同注入孔隙体积倍数下的岩心渗透率的损伤程度为纵坐标，绘制二者的关系曲线，拟合出渗透率损伤程度和注入孔隙体积倍数的关系式：
Dn＝f(PV) (4)
也可表示为：
PV＝F(Dn) (5)
式中PV——注入的孔隙体积倍数；
Dn——渗透率损伤程度。
进一步地，所述步骤(2)包括：
①取目标区块的岩心，用真空泵连接，在一定负压下抽空4h左右，用模拟地层水饱和；
②用模拟油饱和岩心，计算得到岩心原始含油饱和度So：
式中So——岩心含油饱和度；
Vo——岩心含油体积；
Vp——岩心孔隙体积；
③对饱和油后的岩心进行水驱油实验，确定驱替泵的排量和排速，在岩心出口收集排出的液体，每次驱替不同的孔隙体积倍数后，记录岩心出口的油量、水量及总液量，驱替至设计的孔隙体积倍数为止，计算岩心水驱油的采出程度η：
式中η——岩心水驱油的采出程度；
Np——累计产油量；
④绘制采出程度与注入孔隙体积倍数的关系曲线，并拟合采出程度与注入孔隙体积倍数的关系式：
η＝g(PV) (8)
也可表示为：
PV＝G(η) (9)
式中η——岩心的采出程度；
PV——注入的孔隙体积倍数。
进一步地，所述步骤(3)包括：
结合公式(5)和公式(9)，可得：
G(η)＝F(Dn) (10)
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过针对不同PV下的测试结果，得到目标区块水驱油过程中，在不同的注入孔隙体积倍数下采出程度与渗透率损伤程度的关系式。根据现场测得的采出程度，可评价目标区块注入相同孔隙体积倍数下的储层渗透率损伤程度，作为该储层的损害评价指标。
附图说明
图1为X油田A区块渗透率损伤程度与注入孔隙体积倍数关系曲线。
图2为X油田A区块岩心采出程度与注入孔隙体积倍数关系曲线。
图3为X油田A区块渗透率损伤程度与采出程度关系曲线。
图4为X油田A区块现场采出程度与注入孔隙体积倍数关系曲线。
图5为X油田A区块验证渗透率损伤程度曲线。
图6为X油田A区块渗透率损伤程度对比曲线。
具体实施方式
下面根据附图和实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
实施例
以X油田A区块为例子，对基于采出程度的储层损害评价方法进行说明。
一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，依次包括以下步骤：
步骤1：取X油田A区块的岩心，按照SYT5358-2010岩心制备方法，切割直径2.5cm左右，长度4-7cm的101井岩心，60℃烘干至恒重，测量岩心的长度、直径和孔隙度(见表1)；检查装置气密性，监测时间不少于48h。
表1 X油田A区块实验数据采集/处理示例表
岩心直径D/cm 岩心长度L/cm 岩心孔隙度φ/％
2.435 4.985 8.53
步骤2：在室温条件下配置模拟地层水，用模拟地层水饱和岩心，然后放入岩心夹持器，缓慢调节围压至2MPa，然后用模拟地层水驱替岩心，按公式(1)计算岩心初始渗透率Ki，按公式(2)计算岩心孔隙体积Vp。
经过计算Vp为1.9802cm3，Ki为10.64×10-3μm2。
步骤3：根据地质资料，配制实验流体，用实验流体驱替岩心，驱替0～15倍岩心孔隙体积(简称PV)后停止，再用实验流体测量此时岩心的渗透率。
步骤4：记录数据见表2，按公式(3)计算渗透率损害率(损伤程度)。
表2 A区块岩心渗透率损伤实验测试数据
岩心渗透率/10-3μm2 注入体积倍数/PV 损害率/％
10.64 0 0.0％
10.00 0.1 6.0％
9.46 0.3 11.1％
8.97 0.5 15.7％
8.35 1 21.5％
7.84 3 26.3％
7.28 5 31.5％
6.94 10 34.7％
6.83 15 35.8％
步骤5：以实验流体的累积注入孔隙体积倍数为横坐标，以对应不同注入孔隙体积倍数下的岩心渗透率的损伤程度为纵坐标，绘制渗透率损伤实验曲线(图1)，拟合出渗透率损伤程度和注入孔隙体积倍数的关系式如式(11)：
Dn＝0.0624In(PV)+0.2008 (11)
式中Dn——渗透率损伤程度。
步骤6：取X油田A区块的岩心，按步骤1制备岩心。用真空泵连接，在一定负压下抽空4h左右，用模拟地层水饱和。
步骤7：将装有模拟油的容器、气瓶和岩心按实验流程连接，对岩心进行饱和油，用量筒收集从岩心中流出的液体，待完全不出水时关气瓶。记录量筒中的水量，按公式(6)计算原始含油饱和度。
步骤8：对饱和油后的A区块岩心进行水驱油实验。根据实验方案的要求，确定泵的排量和排速，在出口处用量筒收集排出的液体，驱替0～15倍岩心孔隙体积，每一次注入均记录出口的油量、水量和总液量，按公式(7)计算水驱采出程度。
步骤9：记录实验数据表3，针对不同PV下的测试结果，绘制图版(图2)，根据实验结果拟合出采出程度与注入孔隙体积倍数之间的关系式如式(12)：
η＝0.0548In(PV)+0.2548 (12)
表3 A区块岩心水驱油实验数据
注入体积倍数/PV 采出程度/％
0 0.00％
0.1 14.29％
0.3 16.67％
0.5 21.88％
1 26.04％
3 30.00％
5 35.71％
10 38.57％
15 40.00％
步骤10：结合公式(11)、(12)，可得目标A区块渗透率损伤实验下，不同注入孔隙体积倍数渗透率损伤程度和采出程度的关系式：
步骤11：根据公式(13)，绘制出采出程度与渗透率损伤程度关系曲线图(图3)。
步骤12：查阅X油田A区块的地质、生产资料，得到A区块的可采地质储量为138万吨，开采时不同注入孔隙体积倍数下区块的采出程度数据(表4)，绘制A区块现场采出程度与注入孔隙体积倍数关系曲线(图4)。
表4 A区块现场生产数据
注入体积倍数/PV 累计产量/t 采出程度/％
0 0 0.00％
0.1 2.01E+05 14.58％
0.3 2.96E+05 21.43％
0.5 3.35E+05 24.29％
1 3.75E+05 27.14％
3 4.14E+05 30.00％
5 4.93E+05 35.75％
10 5.52E+05 40.00％
15 6.11E+05 44.29％
步骤13：再取同目标区块A区块的岩心，按步骤1制备岩心。重复步骤2测量岩心初始渗透率。重复步骤3、4，记录数据表5，绘制渗透率损伤程度曲线(图5)。
表5 A区块实验验证测试数据
步骤14：把步骤12所得现场采出程度数据(表4)依次代入式(13)，得到A区块不同注入孔隙体积倍数下的储层渗透率损伤程度，得到数据表6，绘制曲线(图6)。由图表可知，该方法评价储层渗透率损害程度准确率达到95％以上，能准确确定不同采出程度下储层的损伤程度，对于储层合理、高效开发及全过程保护具有重要的意义。
表6损害程度对照
实际生产过程中，根据生产井的产量确定该地区的采出程度，应用本发明所述方法确定该地区的储层损害程度，并以此为依据明确储层保护措施，制定储层开发方案，实现储层合理高效开发。

Claims (4)

1.一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，依次包括以下步骤：
(1)在目标区块现场取岩心，测量岩心的长度L、直径D和孔隙度；根据钻井、测井资 料，进行模拟实际开发的渗透率损伤实验，根据不同的注入孔隙体积倍数带来的渗透率变 化确定储层损伤程度，然后以注入孔隙体积倍数为X轴，以渗透率损伤程度为Y轴，绘制二者 的关系曲线，并拟合渗透率损伤程度与注入孔隙体积倍数的关系式；
(2)对目标区块岩心开展水驱油实验，根据不同的注入孔隙体积倍数得到岩心的采出程度数据，以注入孔隙体积倍数为X轴，以采出程度为Y轴，绘制二者的关系曲线，并拟合采出程度与注入孔隙体积倍数的关系式，岩心水驱油的采出程度η按照下式计算：
式中Np——累计产油量；
So——岩心原始含油饱和度；
(3)结合步骤(1)渗透率损伤程度与注入孔隙体积倍数的关系式、步骤(2)采出程度与注入孔隙体积倍数的关系式，得到目标区块水驱油过程中，在不同的注入孔隙体积倍数下渗透率损伤程度与采出程度的关系式；
(4)根据步骤(3)所得的关系式，依据现场资料中不同的注入孔隙体积倍数下的采出程度，即可得出整个目标区块的渗透率损伤程度，作为储层损害程度的评价指标。
2.如权利要求1所述的一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
①取目标区块的岩心，清洗烘干至恒重；
②配置模拟地层水，用模拟地层水饱和岩心，然后放入岩心夹持器，缓慢调节围压至2MPa，用模拟地层水驱替岩心，计算岩心初始渗透率Ki和孔隙体积Vp；
③参照收集的储层地质资料配制实验流体，用实验流体驱替0～15倍的岩心孔隙体积后停止；
④待岩心内流动状态趋于稳定后，计算岩心渗透率的损伤程度Dn：
式中Dn——不同注入孔隙体积倍数下所对应的岩心渗透率的损伤程度；
Kn——岩心渗透率，即不同注入孔隙体积倍数下所对应的岩心渗透率；
Ki——初始渗透率，即模拟地层水所对应的岩心渗透率；
以实验流体的注入孔隙体积倍数为横坐标，以岩心渗透率的损伤程度为纵坐标，绘制二者的关系曲线，拟合出渗透率损伤程度和注入孔隙体积倍数的关系式：
Dn＝f(PV)
可表示为：
PV＝F(Dn)
式中PV——注入的孔隙体积倍数。
3.如权利要求2所述的一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：
①取目标区块的岩心，用真空泵连接，在一定负压下抽空4h，用模拟地层水饱和；
②用模拟油饱和岩心，计算得到岩心原始含油饱和度So；
③对饱和油后的岩心进行水驱油实验，每次驱替不同的孔隙体积倍数后，记录岩心出口的油量、水量及总液量，计算岩心水驱油的采出程度η；
④绘制采出程度与注入孔隙体积倍数的关系曲线，并拟合采出程度与注入孔隙体积倍数的关系式：
η＝g(PV)
可表示为：
PV＝G(η)
式中PV——注入的孔隙体积倍数。
4.如权利要求3所述的一种基于采出程度的全生命周期储层损害评价方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：
结合公式PV＝F(Dn)和公式PV＝G(η)，可得：
G(η)＝F(Dn)。
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