一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法技术

本发明专利技术提供了一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法。方法包括：获取目标油藏各个层位的地层水驱和离子匹配水驱相渗曲线，进而确定目标油藏各个层位离子匹配水驱有效盐度范围内标准化相渗曲线；基于目标油藏各个层位的地层水驱相渗曲线和离子匹配水驱有效盐度范围内标准化相渗曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱和离子匹配水驱分流量曲线，进而确定目标油藏各个层位的地层水驱前缘和离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量；基于目标油藏各个层位的地层水驱前缘的含水饱和度以及地层水驱相渗曲线，确定目标油藏中渗透率最高层位地层水驱见水突破时刻其余层位的地层水驱前缘位置，进而确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱前缘位置。的离子匹配水驱前缘位置。的离子匹配水驱前缘位置。

【技术实现步骤摘要】
一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，特别涉及一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法。

技术介绍

[0002]海相孔隙型碳酸盐岩油藏是重要的油藏类型之一，目前海相孔隙型碳酸盐岩油藏提高采收率潜力巨大。当前，海相碳酸盐岩主力油田逐步转入规模注水阶段，但高效开发面临诸多难题，主要表现为以下四个方面：(1)储层平面及纵向非均质性严重，发育大量隐蔽的隔夹层及高渗透“贼层”，油层纵向动用差异大；(2)压降大、递减快，导致生产井见水早、水窜现象突出；(3)孔隙结构复杂，微观水驱油效率偏低，仅为40％
‑
60％；(4)地层水矿化度高通常处于13
×
104‑
29
×
104mg/L，水质偏酸性，管柱腐蚀严重。
[0003]传统的水驱油田提高采收率技术(如聚合物驱、三元复合驱等)在中东地区工业化应用中面临油藏适应性及配伍性差等巨大难题，矿场应用效果差异较大。室内实验及数值模拟研究表明，对碳酸盐岩油藏进行浸润调控，使岩石表面由油湿或混合润湿向水湿转变，能大幅降低残余油饱和度，提高水驱油效率，对于碳酸盐岩油藏，目前能够实现浸润调控的化学剂主要有纳米流体、碱、表面活性剂和盐。目前，针对纳米流体的研究仍局限于室内实验，高温高盐油藏纳米流体的稳定性是现场应用的主要难题。受沉淀、结垢等因素的影响，碱对高温高矿化度油藏适应性差。表面活性剂已广泛应用于水驱砂岩油藏化学驱提高采收率实践过程，它能够有效降低油水界面张力，使岩石表面润湿性从油湿或混合润湿向水湿转变，达到降低残余油饱和度、提高驱油效率的目的。然而，由于碳酸盐岩地层水中包含高浓度的二价离子如Ca
2+
、Mg
2+
等，与表面活性剂分子基团发生化学反应引起沉淀造成了储层伤害，此外表面活性剂分子在岩石表面的强吸附也会导致单一段塞无法运移到油藏深部，矿场应用与室内评价结果差异较大。盐中包含的电解质，尤其是SO
42
‑
、Mg
2+
、Ca
2+
等Zeta电位主控离子，具有极好的润湿调控能力。通过调整注入水的矿化度和离子组成，能够提高海相碳酸盐岩油藏采收率，室内实验与现场试验均取得了显著效果，该新型驱油技术被称为离子匹配水驱。与常规水驱相比，离子匹配水驱的室内驱油效率可提高30％，现场试验中残余油饱和度可降低2％
‑
50％。考虑到中东地区海水及地层水矿化度高，利用海水淡化技术调整其离子组成，大幅降低注入水的矿化度，经济可行，离子匹配水驱的技术应用前景十分广阔。
[0004]离子匹配水驱提高采收率机理复杂，除润湿调控之外，还存在多离子交换、双电子层膨胀、类碱驱、岩石溶解、微粒运移等，如何进行包含多种复杂物理化学现象的离子匹配水驱的油气田开发方案优化设计及效果评价，是国内外学者亟待解决的工程难题。部分学者提出了离子匹配水驱油藏数值模拟方法，但数学模型及模拟结果可靠性仍有待于验证。在离子匹配水驱数值模拟过程中，涉及的物理化学过程越复杂，数值模拟耗时越久，实际海相碳酸盐岩油藏模型的网格数往往高达数百万甚至上千万，精细化的油藏数值模拟无法满足油气田开发方案优化设计及离子匹配水驱效果评价的迫切需求。
[0005]室内监测实验表明，当离子匹配水被注入高矿化度地层以后，由于活性离子(Ca
2+
、Mg
2+
)的吸附，地层中存在化学滞后效应，即地层中往往存在两个激波前缘，一个是地层水驱前缘，一个是离子匹配水驱前缘，这两个激波前缘的过渡区域，则主要取决于储层物性和有效矿化度范围大小。目前关于多层非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的计算，极大地依赖于油藏数值模拟，计算结果误差大，给矿场效果评价及优化调控带来了很大的不确定性。基于油藏工程理论的多层非均质油藏离子匹配水驱前缘位置确定方法尚未见诸报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种能够确定多层非均质油藏中离子匹配水驱前缘位置的方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法，其中，该方法包括：
[0008]获取目标油藏各个层位的地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线；其中，地层水的矿化度高于离子匹配水的矿化度；
[0009]基于目标油藏各个层位的地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线，确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
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水两相相对渗透率曲线；
[0010]基于目标油藏各个层位的地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
‑
水两相相对渗透率曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱分流量曲线和离子匹配水驱分流量曲线；
[0011]基于目标油藏各个层位的地层水驱分流量曲线和离子匹配水驱分流量曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱前缘(即地层水驱激波前缘)和离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量；
[0012]基于目标油藏各个层位的地层水驱前缘的含水饱和度以及地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线，确定目标油藏中渗透率最高层位地层水驱见水突破时刻其余层位的地层水驱前缘位置；
[0013]基于目标油藏中渗透率最高层位地层水驱见水突破时刻其余层位的地层水驱前缘位置、离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量，确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱前缘位置。
[0014]根据第一方面提供的方法，优选地，获取目标油藏各个层位的地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线包括：
[0015]获取目标储层油藏各个层位的典型岩样；
[0016]针对目标储层油藏各个层位的典型岩样，分别进行地层水非稳态单向流岩心驱替实验和离子匹配水非稳态单向流岩心驱替实验，获取单向流岩心驱替实验过程中的压力、流量、含水率动态数据；
[0017]基于获取得到的单向流岩心驱替实验过程中的压力、流量、含水率动态数据，确定目标油藏各个层位的地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
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水两相相对渗透率曲线。
[0018]根据第一方面提供的方法，优选地，所述确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱
有效盐度范围内标准化油
‑
水两相相对渗透率曲线通过引入线性权重函数的方式实现；
[0019]更优选地，所述确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
‑
水两相相对渗透率曲线包括：
[0020]分别针对目标油藏各个层位，利用下述公式确定该层位离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定非均质油藏离子匹配水驱前缘位置的方法，其中，该方法包括：获取目标油藏各个层位的地层水驱油
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水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
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水两相相对渗透率曲线；其中，地层水的矿化度高于离子匹配水的矿化度；基于目标油藏各个层位的地层水驱油
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水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
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水两相相对渗透率曲线，确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
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水两相相对渗透率曲线；基于目标油藏各个层位的地层水驱油
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水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
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水两相相对渗透率曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱分流量曲线和离子匹配水驱分流量曲线；基于目标油藏各个层位的地层水驱分流量曲线和离子匹配水驱分流量曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱前缘和离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量；基于目标油藏各个层位的地层水驱前缘的含水饱和度以及地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线，确定目标油藏中渗透率最高层位地层水驱见水突破时刻其余层位的地层水驱前缘位置；基于目标油藏中渗透率最高层位地层水驱见水突破时刻其余层位的地层水驱前缘位置、离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量，确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱前缘位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，获取目标油藏各个层位的地层水驱油
‑
水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
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水两相相对渗透率曲线包括：获取目标储层油藏各个层位的典型岩样；针对目标储层油藏各个层位的典型岩样，分别进行地层水非稳态单向流岩心驱替实验和离子匹配水非稳态单向流岩心驱替实验，获取单向流岩心驱替实验过程中的压力、流量、含水率动态数据；基于获取得到的单向流岩心驱替实验过程中的压力、流量、含水率动态数据，确定目标油藏各个层位的地层水驱油
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水两相相对渗透率曲线和离子匹配水驱油
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水两相相对渗透率曲线。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定目标油藏各个层位的离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
‑
水两相相对渗透率曲线包括：分别针对目标油藏各个层位，利用下述公式确定该层位离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油
‑
水两相相对渗透率：水两相相对渗透率：水两相相对渗透率：水两相相对渗透率：当时θ＝1当时
θ＝0当时式中，为有效盐度范围的下限值；为有效盐度范围的上限值；k
ro
(S
w
)为待分析层位含水饱和度S
w
对应的离子匹配水驱有效盐度范围内标准化油相相对渗透率；k
rw
(S
w
)为待分析层位含水饱和度S
w
对应的离子匹配水驱有效盐度范围内标准化水相相对渗透率；为待分析层位含水饱和度S
*
对应的地层水驱水相相对渗透率；为待分析层位含水饱和度S
*
对应的地层水驱油相相对渗透率；为待分析层位含水饱和度S
*
对应的离子匹配水驱水相相对渗透率；为待分析层位含水饱和度S
*
对应的离子匹配水驱油相相对渗透率；θ为权重系数；S
*
为归一化的含水饱和度；S
w
为含水饱和度；S
wc
为待分析层位束缚水饱和度；S
or
为待分析层位残余油饱和度。4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，有效盐度范围的上限值不超过10000mg/L、下限值不小于1000mg/L；优选地，所述有效盐度范围的上限值为10000mg/L、下限值为1000mg/L。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于目标油藏各个层位的地层水驱分流量曲线和离子匹配水驱分流量曲线，确定目标油藏各个层位的地层水驱前缘和离子匹配水驱前缘的含水饱和度及分流量包括：分别针对目标油藏各个层位，在包含该层位的地层水驱分流量曲线和离子匹配水驱分流量曲线的分流量关系图版上，过原点对离子匹配水驱分流量曲线做切线，切点对应的含水饱和度和分流量即为该层位离子匹配水驱前缘的含水饱和度和分流量，该切线与地层水驱分流量曲线的交点对应的含水饱和度和分流量即为该层位的地层水驱前缘的含水饱和度和分流量。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于目标油藏各个层位的地层水驱前缘的含水饱和度以及地层水驱油
‑
水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王代刚，陈晋，宋考平，刘晓彤，汤明光，孙晨皓，宋扬，刘芳洲，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：