一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法技术

本发明专利技术涉及一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法，具有以下步骤：S1、气顶气驱驱替压差、采收率动态曲线和气顶前缘可视化图像的获取，具体包括高倾角油藏可视化物理模型的制作、气顶气驱可视化物理模拟实验；S2、气顶前缘运移及扩大规律的阶段划分：根据步骤S1获得的驱替压差、采收率生产动态曲线，结合气顶前缘可视化变化图像，将注入的人工气顶划分为气顶形成和气顶扩大两大阶段。本发明专利技术在模拟倾斜油藏储层流体及物性条件的基础上，借助顶部注气可视化砂管驱替实验，获取顶部注气过程中驱替压差和采收率随气体注入量的变化关系曲线，结合高清摄像头实时拍摄的气顶前缘变化特征图像，从而确定气顶的形成及扩大规律。扩大规律。扩大规律。

【技术实现步骤摘要】
一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法


[0001]本专利技术涉及倾斜油藏注气开发
，尤其是一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法。

技术介绍

[0002]从我国油藏构造特征来看，有相当大一部分属于背斜构造和潜山构造的倾斜油藏，此类油藏大多数具有埋藏较深、闭合度高、油藏倾角大、油层厚等特点，有的还具有原生气顶和边底水等特征。在开发此类油藏时，衰竭开采通常由于溶解气的析出和重力分异作用而形成次生气顶，而在经历水驱过后，往往又会在油藏顶部形成“阁楼油”，影响注水开发效果。
[0003]如何避开衰竭式开采和水驱开采带来的不足，合理利用油气资源，对于提高油田采收率具有重要的实际意义。顶部注气被认为是有效提高此类油藏采收率的潜力方法之一。该方法通过油藏顶部注气、底部采油，利用注入气与原油之间存在的密度差，能够有效驱替水驱无法动用的“阁楼油”。该方法具有控制气油水界面、保持油藏压力等特点，是一种合理开发、利用和储存油气资源的有效手段。
[0004]目前，人们针对顶部注气提高采收率的研究主要以实际应用为主，大多是基于实际油藏的开发需求和目标，从宏观层面开展此类油藏影响因素分析、油井产能评价、开发方式优选、开发策略调整等方面的研究，所采用的研究方法主要是理论推导和数值模拟。针对顶部注气的相关机理研究也大多数集中于局部受力分析、油气界面运移等方面，所使用的研究方法依然局限于理论推导和数值模拟，采用物理模拟手段开展相关工作的研究鲜有报道。近年来，随着研究手段的不断提高、研究程度的不断深入，研究方面开始逐步涉及内部机理解释，物理研究手段也越来越多地得到应用。但总的来说，现有的研究工作还远远不够，尤其是在顶部注气全过程中，气顶如何形成并进一步扩大，其对开采效果有何影响，目前仍缺少此方面的系统认识，更缺少相关规律的判定方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本专利技术提供一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法，通过模拟倾斜油藏储层流体及物性条件的基础上，借助顶部注气可视化长砂管驱替实验，获取顶部注气过程中驱替压差和采收率随气体注入量的变化关系曲线，结合高清摄像头实时拍摄的气顶前缘变化特征图像，确定气顶的形成及扩大规律。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法，具有以下步骤：
[0007]S1、气顶气驱驱替压差、采收率动态曲线和气顶前缘可视化图像的获取：
[0008]S1
‑
1、高倾角油藏可视化物理模型的制作：根据目标区块油藏的孔隙度、渗透率和地层倾角储层条件，采用石英砂填充制作可视化填砂管模型，设置填砂管模型与水平方向
的夹角为地层倾角，用以模拟倾斜油藏；在饱和地层水的基础上向模型中饱和地层油，制造束缚水饱和度和初始含油饱和度；
[0009]S2
‑
2、气顶气驱可视化物理模拟实验：以一定流速向模型中连续注入气体开展顶部注气可视化长砂管驱替实验；实验过程中每隔一段时间记录驱替压差和采油量的实验数据，采用高清摄像头实时拍摄可视化模型中气顶前缘的变化特征；实验结束后计算气顶气驱采收率，绘制驱替压差和采收率随注气量的变化关系曲线；根据获取的驱替压差、采收率生产动态曲线，结合气顶前缘可视化变化特征，综合确定气顶的形成及扩大规律；
[0010]S2、气顶前缘运移及扩大规律的阶段划分：
[0011]根据步骤S1获得的驱替压差、采收率生产动态曲线，结合气顶前缘可视化变化图像，将注入的人工气顶划分为气顶形成和气顶扩大两大阶段；
[0012]气顶形成阶段：在此阶段内人工气顶逐渐形成，出口端未见气体，即注入气体尚未突破，驱替压差快速升高，采收率逐渐增加，但整体对最终采收率的贡献较小；
[0013]气顶扩大阶段：在此阶段内形成的人工气顶逐渐扩大，注入气体已突破，驱替压差逐渐降低并趋于平稳，采收率逐渐增加并趋于平稳，且最终采收率大部分由此阶段贡献。
[0014]优选地，所述的步骤S1中，可视化填砂管模型所用的填砂管的渗透率为100～10000
×
10
‑3μm2、长度为30～100cm、直径为2～5cm，所述的地层倾角为0～90
°
。
[0015]进一步地，所述的步骤S2中，气顶形成阶段可细分为气顶形成早期阶段A和气顶形成晚期阶段B；
[0016]阶段A—气顶形成早期：驱替压差迅速升高，采收率逐渐增加；气顶前缘以段塞形式整体向前平推，呈现活塞式驱替特征；
[0017]阶段B—气顶形成晚期：驱替压差继续增加至最高点，采收率迅速增加；气顶前缘外围暂无变化，但受模型非均质性影响，气顶前缘内部在模型中发生指进，并逐步形成优势通道，注入气体呈现非活塞式驱替特征。
[0018]所述的步骤S2中，气顶扩大阶段可分为气顶扩大早期阶段C和气顶扩大晚期阶段D；
[0019]阶段C—气顶扩大早期：注入气体突破后，驱替压差逐渐下降，采收率迅速增加；重力分异作用逐渐显现，气顶开始上浮，前缘外围上部逐渐扩大；同时，模型内部的优势通道迅速扩大，注入气的波及体积逐渐增加；
[0020]阶段D—气顶扩大晚期：气体沿优势通道突进，波及体积不再增加，注采压差趋于平稳，采收率增幅放缓并趋于平稳；此阶段内，重力分异占据主导作用，气顶整体向前平推，气顶范围进一步扩大。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在模拟倾斜油藏储层流体及物性条件的基础上，借助顶部注气可视化长砂管驱替实验，获取顶部注气过程中驱替压差和采收率随气体注入量的变化关系曲线，结合高清摄像头实时拍摄的气顶前缘变化特征图像，确定气顶的形成及扩大规律。
附图说明
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0023]图1是本专利技术中气顶形成及扩大阶段划分示意图。
[0024]图2是本专利技术实施例1中气顶的形成与扩大规律示意图。
[0025]图3是本专利技术实施例2中气顶的形成与扩大规律示意图。
[0026]图4是本专利技术实施例3中气顶的形成与扩大规律示意图。
具体实施方式
[0027]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0028]如图1所示的一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法，包括以下步骤：
[0029]S1、气顶气驱驱替压差、采收率动态曲线和气顶前缘可视化图像的获取：
[0030]S1
‑
1、高倾角油藏可视化物理模型的制作：根据目标区块油藏的孔隙度、渗透率和地层倾角等储层条件，采用石英砂填充制作可视化填砂管模型(填砂管渗透率100～10000
×
10
‑3μm2、长度30～100cm、直径2～5cm)，设置填砂管模型与水平方向的夹角为地层倾角(0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶部注气过程中气顶形成及扩大规律的室内判定方法，其特征是：具有以下步骤：S1、气顶气驱驱替压差、采收率动态曲线和气顶前缘可视化图像的获取：S1
‑
1、高倾角油藏可视化物理模型的制作：根据目标区块油藏的孔隙度、渗透率和地层倾角储层条件，采用石英砂填充制作可视化填砂管模型，设置填砂管模型与水平方向的夹角为地层倾角，用以模拟倾斜油藏；在饱和地层水的基础上向模型中饱和地层油，制造束缚水饱和度和初始含油饱和度；S2
‑
2、气顶气驱可视化物理模拟实验：以一定流速向模型中连续注入气体开展顶部注气可视化长砂管驱替实验；实验过程中每隔一段时间记录驱替压差和采油量的实验数据，采用高清摄像头实时拍摄可视化模型中气顶前缘的变化特征；实验结束后计算气顶气驱采收率，绘制驱替压差和采收率随注气量的变化关系曲线；根据获取的驱替压差、采收率生产动态曲线，结合气顶前缘可视化变化特征，综合确定气顶的形成及扩大规律；S2、气顶前缘运移及扩大规律的阶段划分：根据步骤S1获得的驱替压差、采收率生产动态曲线，结合气顶前缘可视化变化图像，将注入的人工气顶划分为气顶形成和气顶扩大两大阶段；气顶形成阶段：在此阶段内人工气顶逐渐形成，出口端未见气体，即注入气体尚未突破，驱替压差快速升高，采收率逐渐增加，但整体对最终采收率的贡献较小；气顶扩大阶段：在此阶段内形成的人工气顶逐渐扩大，注入气体已突破，驱替压差逐渐降低并趋于平稳，采收率逐渐增加并趋于平稳，且最终采收率大部分由此阶段贡...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝宏达，郭文敏，邢国强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：