X-CT扫描技术与贝克莱-列维尔特水驱油理论对比研究流体饱和度分布

应用X-CT扫描技术研究岩心中流体饱和度已经较为成熟,但是其与实测水驱油结果对比,目前还少有提到。主要通过自主研发的X射线扫描设备,进行室内水驱油实验,将X-CT扫描法得到水驱油过程岩心中油、水饱和度分布与油水计量法(JBN法)理论计算得到岩心中含水饱和度分布进行对比,了解到两种方法计算的含水饱和度分布基本一致,但是,X-CT扫描法的计算结果更能够准确描述岩心不同断面处含水饱和度分布的情况。基于此,首次提出了可通过对两种方法计算的含水饱和度曲线的对比分析,来检测JBN法得到的相渗曲线的正确性。     

基于CT技术评价水驱岩心储渗特征的方法

研究水驱采油中的流动特征,对跟踪油藏的开发过程,持续提高石油采收率具有显著的指导意义。通过对玉门老君庙油田岩心水驱油过程开展CT扫描,取得了岩心孔隙度分布和水驱油过程中含油饱和度分布的实时监测,并由此创新性地提出了6个统计参数对岩心孔隙度与含油饱和度分布的集中趋势、离散程度和分布形态进行表征。通过常规计量法与CT法对比表明,应用CT法研究岩心孔隙度与含油饱和度具有较高的精度,可以借此更加详细地研究岩心的水驱油流动特征。     

一种计算超低渗储层相对渗透率的新方法

相对渗透率曲线是油藏数值模拟的关键参数。超低渗透储层致密,喉道细小,孔隙结构非常复杂,在水驱油实验过程中,毛管压力作用和末端效应非常显著。在超低渗储层水驱油实验的基础上,首先应用传统的JBN方法(忽略毛管压力的影响)计算相对渗透率,发现其是不适用的。为了克服岩心末端效应的影响,应用X-ray CT扫描技术获得含水饱和度剖面数据;并结合两相饱和度剖面理论,推导了一种计算两相相对渗透率的新方法。结果表明:应用模型计算的相对渗透率曲线能够反映超低渗储层毛管压力大的特征。超低渗透岩心的水相渗透率起初上升很慢,随后快速升高;而油相渗透率下降迅速。研究成果对于超低渗储层两相相对渗透率的计算具有重要意义。     

采用新型X射线装置研究礁灰岩渗流特征

针对礁灰岩油藏复杂的渗流特征,实验采用了一种新型的X射线装置;该装置是美国Coretest公司生产的XRSC—198 X射线线性扫描仪,它不仅可以完成常规的高温高压驱替实验研究,也可以进行岩芯驱替过程中流体饱和度和相渗曲线的测试。研究采用的是LH11-1礁灰岩油田取得的岩心,利用XRSC—198 X射线线性扫描仪开展了组合长岩心初期水驱油驱替实验和50倍水体驱替实验。研究了储层岩心水驱油两相渗流特征、驱替效率以及相渗特征。采用X射线扫描方式得到了驱替各个阶段含水饱和度分布情况。实验结果显示,对于礁灰岩油藏初期水驱阶段采收率较高,后续通过高倍水驱的方式也可以采出较少的剩余油。通过X射线扫描可以发现随着注入端流体的注入,X射线强度不断减弱,可以得到较明显的驱替前缘特征。在高倍水驱阶段,X射线强度变化很小,说明岩心内流体饱和度变化较小,原油采出较少。     

利用CT技术的超低渗岩心油水驱替特征研究

超低渗透油藏CT扫描技术能够观察水驱油过程中不同时刻各流体饱和度在岩心中的分布,以及驱替后残余油分布。通过CT扫描技术在模拟超低渗透储层水驱油过程中,测定不同时刻岩心流体饱和度,观察岩心内部油水两相饱和度变化和分布,分析水驱特征。发现在致密且孔喉分布相对均匀及毛管压力显著的岩心中,水相饱和度前缘剖面变化十分陡峭,岩心内部水相饱和度以类似"活塞"式向前驱替。水相突破后岩心内各断面上饱和度分布不再发生较大变化,岩心出口端面不再产油,驱替相水与被驱替相油之间油水共渗区极其狭窄。对于超低渗透岩心,产生"活塞"式驱替的临界端点流度比为0.029 55~0.211 35。     

一维井地电位模型建立与求解

井地电位法是研究水驱前缘以及剩余油分布较为实用的方法。首先建立一维油水两相渗流方程,基于电位与含水饱和度模型将渗流方程与电位微分方程相耦合,形成一维井地电位模型。对模型采用有限差分法,隐式求压力,显式求饱和度,再利用含水饱和度与电导率的关系,建立形成电位微分方程,隐式求电位;在此基础上建立计算机求解模型。对一维水驱油过程进行模拟计算,通过数值求解,模拟水驱油的完整过程,得到电位分布与含水饱和度变化的相关关系。该方法为井地电位法后期反演油水分布提供理论支持。     

油层平面物理模型水驱过程含水饱和度分布的测定——微波在石油开发中的应用(之一)

本文利用三厘米波段探测油层平面物理模型含水饱和度的分布,获得了清昕的水驱油及相反的油驱水两种过程的前缘曲线族,与巴克利—莱弗里持理论曲线一致;推导并验证了微波信号随模型的含水饱和度S_N、孔隙度φ、厚度H而成指数衰减的规律;并通过实验建立了微波接收信号vg(或1g)与sw、φ、H的关系曲线,据此曲线即可测定厚5cm以下的油层平面物理模型含水饱和度**及孔隙度的分布。其分辨率、测量误差、实用性均优于解剖法、电阻法、电容法、X射线法、同位素示踪法等。为观察油田模型注水前缘变化过程、研究驱油机理、残余油分布规律,寻求最佳注采方案(最合理的布井、最好的驱油工艺),提高油田采收率***提供了一种快速、准确、简便的实验方法。     

基于集合卡尔曼滤波的非稳态油水相对渗透率曲线计算方法

提出一种基于半迭代集合卡尔曼滤波(EnKF)的自动历史拟合方法用于非稳态油水相对渗透率曲线的计算。进行高温、低界面张力体系作用下油水相对渗透率试验,利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法进行数据处理,研究温度、界面张力对油水相对渗透率的影响。结果表明:利用半迭代EnKF历史拟合方法和JBN解析法所得结果区别较大,但从历史拟合的角度来看,半迭代EnKF方法结果更为合理;随着温度的升高,束缚水饱和度增大,残余油饱和度降低,油相相对渗透率升高,水相相对渗透率降低,相对渗透率曲线右移;随着界面张力的降低,束缚水饱和度和残余油饱和度都降低,油水两相共渗的范围变宽;新方法将驱油机制考虑到数学模型中,得到的相对渗透率曲线更适于在油藏数值模拟、生产优化等方面应用。     

应用恒速压汞实验数据计算相对渗透率曲线

截取一段实际储层岩样 ,利用恒速压汞实验技术测定其孔喉频数分布 ,并拟合成连续分布函数 ,该函数符合伽马函数分布。对剩余岩样进行了油、水相对渗透率的测定。以所拟合的孔喉频数分布为主要输入参数 ,利用孔隙网络模型计算了油、水相对渗透率。计算结果与利用JBN法处理的实测结果对比表明 ,恒速压汞实验是确定岩石微观孔喉分布的一种非常有效的实验手段 ,可直接为孔隙网络模型提供主要的输入参数 ,能够得到反映微观孔隙结构特征的较合理的相对渗透率曲线 ,这对于用JBN法不满足或者处理结果不理想的实验具有重要的意义。     

水驱砂岩油藏特高含水期开发动态预测方法

水驱油田进入特高含水期后含油饱和度进一步降低,引起油水渗流特性发生突变,使得在大多数水驱油田广泛使用的开发指标预测方法误差增大。本文在前人研究的基础上利用贝克莱水驱油理论和韦尔奇含水饱和度公式将渗流特征关系、产量递减规律与典型水驱特征曲线进行联合求解,推导出多种包含时间参数的特高含水期开发指标预测新方法,此方法包含了水驱特征曲线法和递减规律的优点。通过油藏数值模拟结果对比验证得出二次型模型准确度最高,预测误差在允许范围内并且简便易实现,对实际油田开发具有一定的实际指导意义。     

黏弹性聚合物驱剩余油饱和度预测的φ函数法

石炭系断裂十分发育,断裂样式有逆冲、背冲、对冲断裂类型,断裂平面分布具有明显的分区定向性,断裂主要沿NE—SW向、NWW—NEE向、NEE—SWW向、NW—SE向、近EW向5个方向展布。断裂发育时期特征明显, 各期构造运动对石炭系断裂发育及分布的影响程度有较大差别。现今石炭系断裂应是多期构造运动叠加的产物,在地震剖面上通过分析断裂及其相邻地层所具有的反射特征的差别,根据断裂上下地层的变形特征、厚度变化和断裂切割地层年代的差异来判别断裂发育的时期和持续的时段,将石炭系断裂按发育时期进行分离,再现各个主要构造运动期石炭系断裂的平面分布特征。盆地石炭系断裂按主要发育时期可分为海西期断裂、印支期断裂和燕山期—喜马拉雅期断裂。海西期断裂是石炭系发育的主要断裂,海西期发育的断裂多数在后期又继续活动,仅在海西期发育而后期不再活动的石炭系断裂主要分布在盆地腹部地区;印支期发育而后期不再活动的石炭系断裂主要分布在盆地东北缘地区;仅在燕山期—喜马拉雅期发育的石炭系断裂主要分布在盆地东部地区。     

非均质油藏水驱后剩余油分布实验研究及潜力评价

为更好揭示非均质油藏水驱后剩余油分布规律和动用条件,在冀东油田非均质性强的不同区块中,通过改进电阻率测试含油饱和度的方法,研究了影响电阻率与含油饱和度对应关系的主要因素,开展了在不同非均质性岩心中水驱后聚合物驱的不同位置含油饱和度对比实验。结果表明:渗流速度对饱和水的岩心电阻率曲线影响不大;地层水矿化度对水驱中岩心电阻率影响较大,矿化度从1 629 mg/L增加到3 847 mg/L时,岩心电阻率下降了10~10~2数量级;在矿化度一定条件下,渗透率越低,喉道间彼此连通的概率越小,宏观上的岩心电阻率越高;对于纵向非均质油藏,水驱后开采潜力区域为正韵律分布下中渗层的远井地带和低渗层;且随非均质程度的增强,水驱后该区域开采潜力越大;对于纵向非均质油藏水驱后聚合物驱,使高渗层的含油饱和度从0.55~0.58降低到0.28~0.38,使中渗层含油饱和度从0.87降低到0.58~0.63,降低幅度为33.33%~49.09%;使低渗层的含油饱和度从0.92~0.95降低到0.66~0.83,聚合物驱能很好的携带中高渗层的残余油滴,对低渗层远井地带动用效果较差。     

多层非均质油藏聚水同驱物理模拟实验研究

针对多层非均质油藏同步进行聚合物驱和水驱的开发方式,通过物理模拟实验的手段研究不同注入压力比例条件下的水聚接触带的分布、平面及纵向含油饱和度分布、聚水同驱的阶段采出程度及不同位置生产井的含水率变化特征。实验结果表明,多层非均质油藏水聚同驱时,维持注水区域压力与注聚区域压力相等可以获得较好的开发效果,对于指导相似油田聚水同驱的现场应用具有一定的指导意义。     

低渗油藏的两相相对渗透率计算方法

在考虑启动压力梯度的影响,以质量守恒方程为基础,得到了低渗油藏中计算水、油两相相对渗透率的方法,编制了相应的应用软件,并给出了两个实例进行应用说明．新方法与原有的ＪＢＮ 方法类似,主要区别是：在注入能力公式中加入启动压力梯度的影响,可以看作为ＪＢＮ 方法的推广．分析表明：①以束缚水饱和度下的油相渗透率为基准渗透率时,启动压力梯度不影响油相的相对渗透率,只影响水相的相对渗透率;②油相启动压力梯度增大时,油相相渗曲线不变,水相相对渗透率减小;③由于水相的启动压力梯度远小于油相,因此水相启动压力梯度的影响可以忽略不计．     

非稳态相渗实验数据的处理方法

通过公式推导与转换对比了JBN 方法和Jones 的图解法,得出二者本质的区别是选取的岩芯基准渗透率不
同。同时认为,在相对渗透率曲线的计算中,束缚水下的油相渗透率对于两相的渗流能力更具有参照性,更适合作为
岩芯的基准渗透率。在对平均含水饱和度和注入倍数的拟合中,对比了多项式、对数和指数函数。结果表明：对数函
数和指数函数通过分段拟合后可以达到高拟合精度,并且计算出的含油率更为合理。同时提出了针对驱替数据特点
的两段式分段拟合法。对于1=Qi ∼ 1=（IQi）拟合,不同的拟合函数计算出的油相相对渗透率较为接近,但水相相对渗
透率差别很大。对比线性、多项式和乘幂函数拟合,乘幂函数拟合的计算结果最为合理。     

低分功能型聚合物相渗曲线特征研究及现场应用

采用低分功能型、增黏性能更好地低分功能型聚合物是聚合物驱提高原油采收率的重要攻关方向之一。通过大量的岩心实验,测定了低分功能型聚合物驱在各种不同条件下的相渗曲线,并与普通聚合物驱进行了对比。结果表明,低分功能型聚合物驱与普通聚合物驱的相渗曲线具有相似的变化规律,随聚合物溶液浓度、岩心渗透率的增加,残余油饱和度明显减少;但等渗点下含水饱和度有所增大(向右移动),油水两相跨度增大。由于低分功能型聚合物在分子链上引入了功能性单体,在低渗透岩心上的驱油效果要好于普通聚合物,并不是聚合物的分子量越大驱油效果越好,还与聚合物的分子构型相关。