一种采用数字岩心模拟评估采油方案的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其包括如下步骤：扫描岩心样品，以获取该岩心样品的横截面的二维图像；三维重构该岩心样品的横截面的二维图像，并读取表征岩心多孔介质的参数；依据该表征岩心多孔介质的参数设置初始条件，并采用波尔兹曼网格法，依据该初始条件进行采油岩心驱替实验的数值模拟，该驱替实验采用驱替液注入该岩心多孔介质中；以及根据该数值模拟计算获得产油量、产水量，并模拟残余油饱和度随驱替液注入体积变化的曲线，以及依据该产油量、该产水量及该曲线选择采油方案。本发明专利技术采用数字岩心模拟评估采油方案的方法可准确、快速定量评价产油效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用数字岩心模拟评估采油方案的方法。
技术介绍
在石油和天然气开采过程中，70%的油田处于高含水期开采阶段，综合采收率仅为32％左右，这将意味着仍有六成以上的石油“留守”地下。一次采油是指利用油层能量开采石油；二次采油是指向油层注入水、气，给油层补充能量开采石油；三次采油是指利用物理或化学等手段提高原油采收率。采油技术主要包括化学驱、气驱和热力驱等，通过降低油/水界面张力、改变岩石润湿性、改变油/水粘度比以及混相等高于原油增产的效果。不同油田因其岩石流体物性差异，所适用的三采技术不尽相同。因此，根据油藏地质特征优选采油方案，以提高原油采收率是石油行业作为研究工作的重点目标。传统的采油方案是在实验室通过岩心驱替实验进行。然这种方法存在测试费用高和耗时长等问题，从而制约采油技术的推广应用，进一步制约油田采收率的提升。数字岩心模拟是当前石油天然气勘探开发领域的最新前沿技术之一。采用岩石图像扫描和分辨技术，结合高性能岩石流体并行计算，可提供更加方便、快捷、准确和廉价的岩心驱替实验平台。目前，数字岩心模拟计算方法大多使用孔隙网格法（Pore Network Model）。这种方法可对岩石多孔介质中油/水两相渗流进行模拟（Blunt Martin J, etc. Pore-scale imaging and modelling[J]. ADVANCES IN WATER RESOURCES(51): 197-216,2013.），虽然计算速度较快，但是将真实三维孔隙结构简化成管道和球相连的模型，无法对油/水/岩石交互作用进行准确模拟，例如无法直接模拟油/水界面张力和岩石润湿性变化，因此，无法对采油驱替实验进行有效的数值模拟评价。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种准确、快速的采用数字岩心模拟评估采油方案的方法。一种采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其包括如下步骤：扫描岩心样品，以获取该岩心样品的横截面的二维图像；三维重构该岩心样品的横截面的二维图像，并读取表征岩心多孔介质的参数；依据该表征岩心多孔介质的参数设置初始条件，并采用波尔兹曼网格法，依据该初始条件进行采油岩心驱替实验的数值模拟，该驱替实验采用驱替液注入该岩心多孔介质中；以及根据该数值模拟计算获得产油量、产水量，并模拟残余油饱和度随驱替液注入体积变化的曲线，以及依据该产油量、该产水量及该曲线选择采油方案。将该岩心多孔介质的横截面的二维图像转换为波尔兹曼网格参数，以得到该表征岩心多孔介质的参数。还包括模拟驱替效率随驱替液注入体积变化的曲线，以进一步对该采油方案进行评估。该驱替液注入体积具有一阈值，当高于该阈值时，该驱替效率和残余油饱和度的变化幅度趋于平稳。该数值模拟包括油水界面张力变化模拟、油水接触角变化模拟及驱替相与被驱替相之间的粘度变化模拟。该油水界面张力变化的范围是0-10 dyn/cm。该油水界面张力变化模拟为可视化模拟，随着该油水界面张力下降，该岩心多孔介质内发生乳化，乳状液滴的尺寸为0.5um至1um。该油水接触变化模拟的范围是30°至150°。该驱替相与该被驱替相的粘度比范围是0.05至20。该驱替相为水，该被驱替相为油。相较现有技术，上述采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，通过采油岩心驱替实验的数值模拟，并根据该数值模拟计算获得产油、产水量，并模拟残余油饱和度随驱替液注入体积变化的曲线，从而对采油方案进行参数选择及预测效果进行评估。因此，本专利技术的采油方案评估能够准确、快速定量评价产油效果。附图说明图1是本专利技术的一较佳实施例的采用数字岩心模拟评估采油方案的方法的流程图。图2是本专利技术实施例1的驱替液注入体积为0.02 PV的油水分布示意图。图3是本专利技术实施例1的驱替液注入体积为0.1 PV的油水分布示意图。图4是本专利技术实施例1的驱替效率和残余油饱和度随驱替液注入体积数变化的曲线图。图5是本专利技术实施例2的驱替液注入体积为0.02 PV的油水分布示意图。图6是本专利技术实施例2的驱替液注入体积为0.1 PV的油水分布示意图。图7是本专利技术实施例1和实施例2的驱替效率和残余油饱和度随驱替液注入体积数变化的曲线图。图8是本专利技术实施例3的驱替液注入体积为0.02 PV的油水分布示意图。图9是本专利技术实施例3的驱替液注入体积为0.1 PV的油水分布示意图。图10是本专利技术实施例1和实施例3的驱替效率和残余油饱和度随驱替液注入体积数变化的曲线图。图11是本专利技术实施例4的驱替液注入体积为0.02 PV的油水分布示意图。图12是本专利技术实施例4的驱替液注入体积为0.1 PV的油水分布示意图。图13是本专利技术实施例1和实施例4的驱替效率和残余油饱和度随驱替液注入体积数变化的曲线图。主要元件符号说明步骤S10，S20，S30，S40，S50如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式请参阅图1，本专利技术的一较佳实施例的采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其包括以下步骤：S10、选取并扫描岩心样品，并获得该岩心样品的横截面的二维图像。在本实施例中，该扫描采用微计算机断层扫描技术（micro computed tomography，Micro-CT）进行扫描。可以理解的，该Micro-CT扫描的分辨率的范围为0.5微米至3微米，该扫描后的岩心样品选取有效物理体积的范围为1毫米x 1毫米x 1毫米至1毫米x 1毫米x 3毫米。在本实施例中，该Micro-CT扫描的分辨率为3微米，该扫描后的岩心样品选取有效物理体积为1毫米x 1毫米x 3毫米。本领域技术人员能够理解的，该岩心样品的Micro-CT扫描图像是由该岩心样品图像和黑色背景组成的灰度图像，由于该岩心样品图像的灰度值与背景灰度值有明显差异。因此，对Micro-CT扫描图像进行二值化处理，可以得到相应的二值图像，并且可以进一步读取该岩心样品的横截面的二维图像。S20、三维重构该岩心样品的横截面的二维图像，以获得该岩心样品的三维结构的数字文件。进一步的，将该岩心多孔介质的横截面的二维图像转换为波尔兹曼网格参数，以得到该表征岩心多孔介质的参数。S30、图像识别，分辨该岩心样品的三维结构的数字文件，并读取表征岩心多孔介质中的参数。该表征岩心多孔介质的参数包括基质、孔隙度和流体空间分布。可以理解的，该流体包括油、水或气。S40、依据该表征岩心多孔介质的参数设置初始条件，并采用波尔兹曼网格法，依据该初始条件进行采油岩心驱替实验的数值模拟，该驱替实验采用驱替液注入该岩心多孔介质中。在本实施例中，该驱替液为水。可以理解的，该初始条件表示该读取的表征岩心多孔介质中的基质、孔隙度、渗透率和流体空间分布。本领域技术人员能够理解的，该基质例如是，但不局限于中孔中渗岩心。该基质还可选用低孔低渗岩心、中孔低渗岩心、高孔高渗岩心等。在本实施例中，该基质为中孔中渗砂岩，该孔隙度为28%，该渗透率为454毫达西（mD），该流体空间分布为油/水分布。该中孔中渗砂岩的孔隙度范围为15%-30%，渗透率为100-500毫达西（mD）。可以理解的，在该表征岩心多孔介质内，该油/水分布会随位置变化而变化。该数值模拟包括油水界面张力变化模拟、岩石润湿性变化模拟、及驱替相与被驱替相之间的粘度变化模拟。可以理解的该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其包括如下步骤：扫描岩心样品，以获取该岩心样品的横截面的二维图像；三维重构该岩心样品的横截面的二维图像，并读取表征岩心多孔介质的参数；依据该表征岩心多孔介质的参数设置初始条件，并采用波尔兹曼网格法，依据该初始条件进行采油岩心驱替实验的数值模拟，该驱替实验采用驱替液注入该岩心多孔介质中；以及根据该数值模拟计算获得产油量、产水量，并模拟残余油饱和度随驱替液注入体积变化的曲线，以及依据该产油量、该产水量及该曲线选择采油方案。

【技术特征摘要】
1.一种采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其包括如下步骤：扫描岩心样品，以获取该岩心样品的横截面的二维图像；三维重构该岩心样品的横截面的二维图像，并读取表征岩心多孔介质的参数；依据该表征岩心多孔介质的参数设置初始条件，并采用波尔兹曼网格法，依据该初始条件进行采油岩心驱替实验的数值模拟，该驱替实验采用驱替液注入该岩心多孔介质中；以及根据该数值模拟计算获得产油量、产水量，并模拟残余油饱和度随驱替液注入体积变化的曲线，以及依据该产油量、该产水量及该曲线选择采油方案。2.如权利要求1所述的采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其特征在于：将该岩心多孔介质的横截面的二维图像转换为波尔兹曼网格参数，以得到该表征岩心多孔介质的参数。3.如权利要求1所述的采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其特征在于：还包括模拟驱替效率随驱替液注入体积变化的曲线，以进一步对该采油方案进行评估。4.如权利要求3所述的采用数字岩心模拟评估采油方案的方法，其特征在于：该驱替液注入体积具有一阈值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙威，昝成，
申请(专利权)人：龙威，昝成，
类型：发明
国别省市：广东;44