一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法技术

本发明专利技术提供了一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，对于目标区块处，包括：S1收集地质油藏基本参数；S2计算蒸汽微元在油层垂直向的受力值；S3计算蒸汽微元在油层水平向的受力值；S4计算蒸汽微元在油藏垂直方向的合力和瞬时渗流速度；S5计算蒸汽微元在油藏水平向的合力和瞬时渗流速度；S6计算垂向分流系数，绘制垂向分流系数与井间距离的图版；S7计算注入蒸汽的超覆程度，绘制超覆程度与井间距离的图版；S8定量计算倾斜厚层稠油注蒸汽纵向波及系数。本发明专利技术达到的有益效果是：实现了在海上大井距热采且无观察井的条件下，定量预测倾斜厚层稠油注蒸汽吞吐或者蒸汽驱纵向波及系数，从而有助于稠油热采方案设计。从而有助于稠油热采方案设计。从而有助于稠油热采方案设计。

【技术实现步骤摘要】
一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法


[0001]本专利技术涉及油井勘探开采
，特别是一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法。

技术介绍

[0002]室内研究和矿场实践表明，热力采油技术（如蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油等）是一项可以大幅度提高稠油油田采收率的有效技术，是目前陆上稠油开发的有效手段。渤海目前稠油热采处于规模化推广阶段，稠油热采油藏的粘度不断增加，油藏厚度不断扩大（地层条件原油粘度从50mPa
•
s到50000mPa
•
s，油藏单砂体厚度从6m扩展到40m），定量获取厚层稠油油藏注蒸汽吞吐或蒸汽驱纵向波及系数，有助于评价注蒸汽热采（包括蒸汽吞吐、蒸汽驱等）的有效加热范围、热采渗流模式，从而指导热采方案设计和注采参数优化。
[0003]目前关于注蒸汽的纵向波及系数，陆地油田通常在井间设置观察井，通过观察井适时监控地层中的温度，从而通过地层中的温度判断纵向上的动用情况。而海上稠油热采，由于开发成本高，通常采用大井距热采，且井间没有观察井，因此定量获取厚层稠油油藏注入蒸汽纵向波及系数成为难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，解决了定量获取厚层稠油油藏注入蒸汽纵向波及系数的难题。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，包括以下步骤：S1、收集目标区块地质油藏基本参数；S2、计算目标区块蒸汽微元在油层垂直方向上的受力值；S3、计算目标区块蒸汽微元在油层水平方向上的受力值；S4、计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的合力和瞬时渗流速度；S5、计算目标区块蒸汽微元在油藏水平方向的合力和瞬时渗流速度；S6、计算垂向分流系数，并绘制垂向分流系数与井间距离的图版；S7、计算注入蒸汽的超覆程度，并绘制超覆程度与井间距离的图版；蒸汽超覆程度定义为累计运移到垂向上的蒸汽量与累计注入蒸汽量的比值，用D表示；S8、定量计算倾斜厚层稠油注蒸汽纵向波及系数。
[0006]进一步地，所述S1中的基本参数：是指收集目标区块的基础数据，包括油层厚度、地层倾角、注采井间距离、油的密度、水的密度、气体粘度、界面张力、接触角、孔隙半径、垂直方向渗透率、水平方向渗透率。为通过受力分析和渗流规律计算注入地层中蒸汽的分布做好数据准备。
[0007]进一步地，所述S2中计算目标区块蒸汽微元在油层垂直方向上的受力值，包括重力、浮力；
S21、重力的计算根据蒸汽微元的密度为、蒸汽微元的体积，再根据重力加速度g，计算得蒸汽微元的重力F重力；由于地层有倾角，以油层水平方向为X轴、油层垂直方向为Y轴，建立直角坐标系，计算蒸汽微元的重力在X方向的分量F
x重力
、Y方向的分量F
Y重力
；S22、浮力的计算；在注入蒸汽突破之前，蒸汽微元受到的浮力F浮力看作是恒定的，方向为竖直向上；浮力F浮力，根据油相的密度、水相的密度、蒸汽微元的体积，重力加速度g，计算得到；由于地层有倾角，以油层水平方向为X轴、油层垂直方向为Y轴，建立直角坐标系，计算浮力F
浮力
在X方向的分量F
X浮力
、Y方向的分量F
Y浮力
。
[0008]在步骤S2中，通过计算的重力和浮力值是决定注入蒸汽微元在垂向上运动的动力，由于考虑了浮力和地层倾角的影响，可使描述倾斜油藏垂直油层方向的蒸汽运动更加精确。
[0009]进一步地，所述S3中计算目标区块蒸汽微元在油层水平方向上的受力值，包括毛管力和驱替压力：S31、计算驱替压力，即计算注采井间主流线上的注采压力梯度，公式为其中，为生产井产量；为蒸汽注入量；为油层厚度；r为任意点到生产井的距离；p(r)为r处的压力；为r处的压力梯度；L为注采井间距离；为渗透率；为原油粘度；S32、计算毛管力对于蒸汽，受到毛管力为式中，为界面张力；为接触角；为孔隙半径；在水湿情况下，毛细管力是注入水运移的动力，取正值；在油湿情况下，毛管力是注入水运移的阻力，取负值；由于地层有倾角，根据该倾角，计算平行油藏方向的水平毛管力和垂直油藏方向的垂直毛管力。
[0010]在步骤S3中，通过注入蒸汽在水平方向上受力主要包括驱替力和毛管力，是决定蒸汽在水平方向上运动的动力，由于考虑了毛管力和地层倾角的影响，可使描述倾斜油藏油层水平方向的蒸汽运动更加精确。
[0011]进一步地，所述步骤S4计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的合力和瞬时渗流速度；S41、计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的合力
根据蒸汽微元在Y方向的重力分量FY重力，蒸汽微元在Y方向的重力分量FY浮力，垂直油藏方向的垂直毛细管力FY毛管力，计算得到蒸汽微元在油藏垂直方向的合力FY合力；S42、计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的瞬时渗流速度注入蒸汽沿油层斜上方渗流，可将速度分解为沿油层X方向的速度和Y方向的速度；蒸汽在重力、浮力及毛管力的共同作用下，根据达西定律，计算得到Y方向瞬时渗流速度，即在油藏垂直方向的瞬时渗流速度VX。
[0012]在步骤S4中，由于是倾斜油藏，并且S2、S3计算的各种力在油藏垂直方向均有分力，且作用方向不一致，因此需要求取S2和S3在垂直方向的合力，并根据合力和渗流理论，计算得到油藏垂直方向的瞬时渗流速度。由于考虑了多种作用力的合力和地层倾角的影响，让垂直反向的瞬时渗流速度计算更加精确。
[0013]进一步地，所述S5计算目标区块蒸汽微元在油藏水平方向的合力和瞬时渗流速度；S51、计算目标区块蒸汽微元在油藏水平方向的合力根据蒸汽微元在X方向的重力分量FX重力，蒸汽微元在X方向的重力分量FX浮力，驱替压力，垂直油藏方向的垂直毛细管力FX毛管力，计算得到蒸汽微元在油藏垂直方向的合力FX合力；S52、计算目标区块蒸汽微元在油藏水平方向的瞬时渗流速度根据达西定律，油滴在浮力及毛管力的共同作用下，计算得到X方向瞬时渗流速度为VY。
[0014]在步骤S5中，由于是倾斜油藏，第S2和S3计算的各种力在油藏水平方向均有分力，且作用方向不一致，因此需要求取S2和S3在水平方向的合力，并根据合力和渗流理论，计算得到油藏水平方向的瞬时渗流速度。由于考虑了多种作用力的合力和地层倾角的影响，让水平方向瞬时渗流速度计算更加精确。
[0015]进一步地，所述S6计算垂向分流系数，并绘制垂向分流系数与井间距离的图版；S61、计算垂向分流系数垂向分流系数为垂向瞬时渗流速度与总瞬时渗流速度的比值，计算方程为；S62、为纵坐标，井间距离L为横坐标，绘制垂向分流系数与井间距离L的图版。
[0016]在步骤S6中，根据S4、S5计算得到的垂直方向和水平方向瞬时渗流速度的计算结果，可以通过计算垂向分流系数，定量计算出注入蒸汽在垂向上的突进情况，解决了海上油田由于没有观察井，难以掌握注入蒸汽油层内分布情况的难题。
[0017]进一步地，所述S7计算注入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、收集目标区块地质油藏基本参数；S2、计算目标区块蒸汽微元在油层垂直方向上的受力值；S3、计算目标区块蒸汽微元在油层水平方向上的受力值；S4、计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的合力和瞬时渗流速度；S5、计算目标区块蒸汽微元在油藏水平方向的合力和瞬时渗流速度；S6、计算垂向分流系数，并绘制垂向分流系数与井间距离的图版；S7、计算注入蒸汽的超覆程度，并绘制超覆程度与井间距离的图版；蒸汽超覆程度定义为累计运移到垂向上的蒸汽量与累计注入蒸汽量的比值，用D表示；S8、定量计算倾斜厚层稠油注蒸汽纵向波及系数。2.根据权利要求1所述一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，其特征在于：所述S1中的基本参数：是指收集目标区块的基础数据，包括油层厚度、地层倾角、注采井间距离、油的密度、水的密度、气体粘度、界面张力、接触角、孔隙半径、垂直方向渗透率、水平方向渗透率。3.根据权利要求2所述一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，其特征在于：所述S2中计算目标区块蒸汽微元在油层垂直方向上的受力值，包括重力、浮力；S21、重力的计算根据蒸汽微元的密度为、蒸汽微元的体积，再根据重力加速度g，计算得蒸汽微元的重力F重力；由于地层有倾角，以油层水平方向为X轴、油层垂直方向为Y轴，建立直角坐标系，计算蒸汽微元的重力在X方向的分量F
x重力
、Y方向的分量F
Y重力
；S22、浮力的计算在注入蒸汽突破之前，蒸汽微元受到的浮力F浮力看作是恒定的，方向为竖直向上；浮力F浮力，根据油相的密度、水相的密度、蒸汽微元的体积 ，重力加速度g，计算得到；由于地层有倾角，以油层水平方向为X轴、油层垂直方向为Y轴，建立直角坐标系，计算浮力F浮力在X方向的分量F
X浮力
、Y方向的分量F
Y浮力
。4.根据权利要求3所述一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，其特征在于：所述S3中计算目标区块蒸汽微元在油层水平方向上的受力值，包括毛管力和驱替压力：S31、计算驱替压力，即计算注采井间主流线上的注采压力梯度，公式为其中，为生产井产量；为蒸汽注入量；为油层厚度；r为任意点到生产井的距离；为r处的压力梯度；L为注采井间距离；为渗透率；为原油粘度；S32、计算毛管力
对于蒸汽，受到毛管力为式中，为界面张力；为接触角；为孔隙半径；在水湿情况下，毛细管力是注入水运移的动力，取正值；在油湿情况下，毛管力是注入水运移的阻力，取负值；由于地层有倾角，根据该倾角，计算平行油藏方向的水平毛管力和垂直油藏方向的垂直毛管力。5.根据权利要求4所述一种定量评价厚层稠油注蒸汽吞吐纵向波及系数的方法，其特征在于：所述步骤S4计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的合力和瞬时渗流速度；S41、计算目标区块蒸汽微元在油藏垂直方向的合力根据蒸汽微元在Y方向的重力分量F
Y重力
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，刘永辉，赖南君，胡廷惠，唐雷，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：