标定极限驱替残余油饱和度的方法技术

本发明专利技术提供一种标定极限驱替残余油饱和度的方法，该标定极限驱替残余油饱和度的方法包括：步骤1.利用油藏工程和渗流理论，建立过水倍数与含水饱和度的数学关系模型；步骤2.建立满足驱替过程的逻辑关系、数值范围和极限条件的A与含水饱和度S

A method to demarcate the residual oil saturation of ultimate displacement

【技术实现步骤摘要】
标定极限驱替残余油饱和度的方法
本专利技术涉及油藏工程水驱油理论领域，特别是涉及到一种标定极限驱替残余油饱和度的方法。
技术介绍
注水开发是目前国内外油藏的主要开发方式，而油水相渗曲线是注水开发油藏不可缺少的资料。应用相渗曲线可以开展油藏工程参数计算、动态分析、数值模拟等方面的研究工作，对于指导油田开发具有重要的意义。目前，常规相渗曲线的获取方法主要是室内实验测试，实验的终止条件通常是驱替倍数30PV-50PV时终止。随着油田开发逐渐进入高含水阶段，常规相渗曲线已不能满足高含水甚至特高含水期油田开发的需要，高倍相渗曲线应运而生，实验驱替倍数提高至1000PV。然而，即便是高倍相渗，在1000PV的驱替倍数下的含油饱和度仍有20％-30％，在实际矿场开发中，注水井周围的地层经过几十年的冲刷，驱替倍数达到上万倍，含油饱和度可以低至10％以下，表明实验室驱替至1000PV仍不是驱替极限，相渗曲线的残余油饱和度无法确定。对于水驱油极限残余油饱和度如何确定的问题，本质上是水驱油过程中，含水饱和度与过水倍数的理论关系的问题。但这一问题目前尚无理论推导，仅靠经验拟合，缺乏理论依据，拟合公式的物理意义不明确，难以用于表征驱替倍数与含水饱和度的关系。传统相渗关系如附图1所示，主要是通过指数式拟合关系建立相渗比值与含水饱和度函数关系。指数式中的a和b是拟合系数，是利用实验数据拟合确定的常数。该拟合公式在直线段具有较好的拟合效果，但无法表征相渗比值曲线的上翘和下弯阶段，且拟合系数a和b的物理意义不明确。在申请号201310571567.X：的中国专利申请中，涉及到一种特高含水期油水相渗比值曲线非线性关系表征方法，该方法包括:选取能反映区块或油藏储层物性的典型油水相对渗透率数据；判断特高含水期油水相对渗透率比值与含水饱和度关系曲线的形态；构建适合特高含水期油水相对渗透率比值与含水饱和度关系曲线的函数关系表达式；应用最小二乘法求解特高含水期油水相对渗透率比值与含水饱和度关系曲线的函数关系表达式中的系数。该方法针对相渗比值曲线的下弯段开展研究，所建立的非线性方程仅为表征曲线下弯段的数学手段，物理意义不强，极限条件不明确。同时，该专利并未给出表征相渗比值曲线全过程的数学模型，无法描述相渗比值曲线随含水饱和度变化的完整过程，也未见到具体的残余油饱和度标定方法。在申请号201610546913.2：的中国专利申请中，涉及到一种砾岩油藏聚驱相对渗透率曲线的确定方法，包括以下步骤：(1)计算聚驱油井综合含水率fw；(2)建立一级线性拟合关系式y1＝ax+b，获得拟合参数a、b；(3)利用相对渗透率与聚驱含水饱和度关系式计算不同聚驱含水饱和度Sw下的聚驱油水相对渗透率比值(4)建立二级线性拟合关系式y2＝k1x1+k2x2+k3，获得拟合参数k1、k2和k3；(5)计算聚驱不同含水饱和度Sw下的油水两相相对渗透率Kro、Krw；(6)绘制聚驱油水两相相对渗透率曲线。该专利是针对聚合物驱油的相渗曲线，与相渗比值曲线并不相同。作为聚合物驱油，与常规水驱的物质基础不同，无法应用于常规水驱油藏。同时该方法必须基于残余油饱和度已知的前提下才能实施，但该专利并未给出残余油饱和度的确定方法。为此我们专利技术了一种新的标定极限驱替残余油饱和度的方法，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种明确水驱油过程中油水相对渗透率变化的全过程，为特高含水期油田的实际开发提供依据的标定极限驱替残余油饱和度的方法。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：标定极限驱替残余油饱和度的方法，该标定极限驱替残余油饱和度的方法包括：步骤1.利用油藏工程和渗流理论，建立过水倍数与含水饱和度的数学关系模型；步骤2.建立满足驱替过程的逻辑关系、数值范围和极限条件的A与含水饱和度Sw的数学模型，确定系数b和n；其中Vw为累计注入水体积，m3，Vo为累产油体积，m3；n为模型拟合系数，Sorw，残余油饱和度下对应的含水饱和度，无量纲，Swi，束缚水饱和度，无量纲；步骤3.标定极限驱替条件下的残余油饱和度；步骤4.基于上述步骤建立的模型，标定目前条件下的完整相渗比值曲线。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：在步骤1中，根据过水倍数的定义，过水倍数是累计注入水体积与孔隙体积的比值，表达式为：式中，PV，过水倍数，无量纲，Vw为累计注入水体积，cm3；Vt，岩石总体积，cm3；孔隙度；通过数学变换，将式1改写成如下形式：式中，Sw，含水饱和度，无量纲；Swi，束缚水饱和度，无量纲；Vo，累计产出油体积，cm3；令则过水倍数与含水饱和度的关系写成如下形式：由于A和B都是含水饱和度的函数，对式3求过水倍数关于含水饱和度的导数写成如下形式：在步骤2中，根据油水流量的定义，油水流量为单位时间内流过的水体积，其中流出的油相体积为一定时间内样品内含水饱和度的改变量与孔隙体积的乘积，流出的水相体积则是一定时间内过水倍数的改变量与孔隙体积的乘积，表达式为：式中，qo为油相流量，cm3/s；qw为水相流量，cm3/s；Vo为油相流过的累积体积，cm3；Vw为水相流过的累积体积，cm3；A，样品截面积；cm；孔隙度；L，样品长度，cm；Sw，含水饱和度；t，时间，s；PV1为t1时刻下的注入水体积倍数；PV2，为t2时刻下的注入水体积倍数；Sw1，为t1时刻下的平均含水饱和度；Sw2，为t2时刻下的平均含水饱和度；将达西公式代入上式，得到油水两相渗透率的表达式：式中，Kw，水相渗透率，μm2；Ko，油相渗透率，μm2；grad(p)，压力梯度，MPa·m-1；μo为油相粘度，mPa·s；μw为水相粘度，mPa·s；根据式7和式8，油水相渗比值写成如下形式：对比以往拟合关系，按照系数相等的原则，a和b的表达式分别为：b＝-B(11)式9表明，油水相渗比值的拟合系数a、b并非常数，都是随饱和度变化的变量。在步骤2中，根据水驱油过程中的油水运动规律，结合式1可知，若岩石饱和油，在没有注入水驱替的条件下，岩石孔隙中流体包括饱和油和束缚水两部分，其逻辑关系为：PV＝0，eBSw→+∞，A＝0，Sw＝Swi式中，Swi为束缚水饱和度。在步骤2中，当注入水开始驱替，PV>0，A>0，含水饱和度不断上升；随着驱替倍数的增加，含水饱和度逐渐升高，若驱替倍数趋近于无穷大，即无限冲刷条件下，含水饱和度应趋近于某一定值，该饱和度即为残余油饱和度。在步骤2中，极限驱替的逻辑关系为：式中，Sorw，残余油饱和度下对应的含水饱和度，无量纲；驱替过程中A与Sw的数学关系呈近似指数增长的特征，而eBSw呈单调递减，构建A与Sw的数学模型如下：式中的n为模型拟合系数；式12综合考虑上述逻辑关系，采用正切函数保障A与Sw本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.标定极限驱替残余油饱和度的方法，其特征在于，该标定极限驱替残余油饱和度的方法包括：/n步骤1.利用油藏工程和渗流理论，建立过水倍数与含水饱和度的数学关系模型；/n步骤2.建立满足驱替过程的逻辑关系、数值范围和极限条件的A与含水饱和度S

【技术特征摘要】
1.标定极限驱替残余油饱和度的方法，其特征在于，该标定极限驱替残余油饱和度的方法包括：
步骤1.利用油藏工程和渗流理论，建立过水倍数与含水饱和度的数学关系模型；
步骤2.建立满足驱替过程的逻辑关系、数值范围和极限条件的A与含水饱和度Sw的数学模型，确定系数b和n；
其中Vw为累计注入水体积，m3，Vo为累产油体积，m3；n为模型拟合系数，Sorw，残余油饱和度下对应的含水饱和度，无量纲，Swi，束缚水饱和度，无量纲；
步骤3.标定极限驱替条件下的残余油饱和度；
步骤4.基于上述步骤建立的模型，标定目前条件下的完整相渗比值曲线。


2.根据权利要求1所述的标定极限驱替残余油饱和度的方法，其特征在于，在步骤1中，根据过水倍数的定义，过水倍数是累计注入水体积与孔隙体积的比值，表达式为：



式中，PV，过水倍数，无量纲，Vw为累计注入水体积，cm3；Vt，岩石总体积，cm3；孔隙度；
通过数学变换，将式1改写成如下形式：



式中，Sw，含水饱和度，无量纲；Swi，束缚水饱和度，无量纲；Vo，累计产出油体积，cm3；
令则过水倍数与含水饱和度的关系写成如下形式：



由于A和B都是含水饱和度的函数，对式3求过水倍数关于含水饱和度的导数写成如下形式：





3.根据权利要求2所述的标定极限驱替残余油饱和度的方法，其特征在于，在步骤2中，根据油水流量的定义，油水流量为单位时间内流过的油水体积，其中流出的油相体积为一定时间内样品内含水饱和度的改变量与孔隙体积的乘积，流出的水相体积则是一定时间内过水倍数的改变量与孔隙体积的乘积，表达式为：






式中，qo为油相流量，cm3/s；qw为水相流量，cm3/s；Vo为油相流过的累积体积，cm3；Vw为水相流过的累积体积，cm3；A，样品截面积；cm；孔隙度；L，样品长度，cm；Sw，含水饱和度；t，时间，s；PV1为t1时刻下的注入水体积倍数；PV2，为t2时刻下的注入水体积倍数；Sw1，为t1时刻下的平均含水饱和度；Sw2，为t2时刻下的平均含水饱和度；
将达西公式代入上式，得到油水两相渗透率的表达式：






式中，Kw，水相渗透率，μm2；Ko，油相渗透率，μm2；grad(p)，压力梯度，MPa·m-1；μo为油相...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晶，刘显太，孙业恒，杜玉山，黄迎松，陈德坡，于春磊，刘丽杰，陶德硕，胡慧芳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37