一种离子水驱的数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种离子水驱的数值模拟方法

【技术实现步骤摘要】
一种离子水驱的数值模拟方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，特别针对低渗透油藏采用离子水驱提高采出程度的方法
。

技术介绍

[0002]低渗透油藏储层孔喉细微，微裂缝发育，水驱开发易形成优势通道，含水率上升快，波及系数低，亟需探索有效改善水驱的新方法
。
而离子水驱作为一种新型的油藏采收技术，可以通过注入离子水来改善油藏的物理性质，从而提高采出程度
。
然而，离子水驱的驱油机理和波及特征比较复杂，需要进行数值模拟和参数优化才能达到最佳效果
。
离子水驱的实际应用效果受多种因素影响，如注入离子水的矿化度
、
注入时机
。
因此，开发一种基于数值模拟的离子水驱提高采出程度方法，对于优化离子水驱工艺参数
、
提高油田开发效果具有重要价值
。
[0003]本专利技术方法通过数值模拟软件建立离子水驱模型，注入低矿化度水后，粘土矿物表面发生离子交换反应，岩石润湿性由油湿变为水湿，相渗曲线发生变化
。
从而提高采收率
。
还将通过数值模拟进行了离子水驱影响因素研究，对比分析离子矿化度
、
注入时机对驱油效率的影响程度
。
[0004]CN 1088760855 A《
一种特低渗透油藏低矿化度水驱结果预测方法
》
提供了一种低矿化度水驱方法，该方法建立低矿化度水驱机理组分模型，研究润湿性改变
、
多组分离子交换
、
类碱驱等提高采收率复杂机理
。
通过相渗曲线插值实现了不同矿化度下的润湿性变化
。
对比分析了矿化度和相渗透率变化对采收率的影响
。
选取目标区块的实际井组，验证模型含水率的变化
。
注入低矿化度水后，相渗曲线发生变化，含水率降低，提高采收率
。
[0005]CN 104632151 B《
一种离子匹配水驱提高采收率的方法
》
提供了一种离子匹配水驱方法，该方法以低渗透砂岩油藏岩心为研究对象，进行离子匹配水驱岩心驱替实验，旨在深化离子匹配水驱
‑
油
/
水
/
岩石微观作用机理
。
离子水驱采收率较原始地层水驱采收率提高，说明离子水驱有良好的驱油效果
。
该方法攻克离子匹配水驱降压增注技术，建立以离子匹配水驱为载体提高低渗透砂岩油藏驱油效率的技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有方法的不足，提供了一种离子水驱的数值模拟方法
。
[0007]本专利技术的方法原理如下：
[0008]具体步骤如下：
[0009]1.
离子水驱数值模拟模型建立
[0010]以目标试验区
W
区块为例，包含4口注水井和
19
口采油井
。
依据
W
区块的油藏地质资料，选择其作为建立离子水驱模型的参考数据
。
[0011]基于离子交换反应建立岩石润湿性模型，模型主要包括孔隙度
、
渗透率
、
相态
、
组分
、
离子交换反应等参数
。
[0012]离子交换反应为：
[0013][0014][0015]离子交换反应中的
Na
+
、Ca
2+
、Mg2代表注入水中离子
,
代表吸附在粘土矿物表面离子
。
[0016]影响低渗透油藏的离子水驱的数值模拟方法，其主要发生离子交换反应及润湿性改变的机理，其特征在于离子水驱过程中，存在低价阳离子
Na
+
与高价阳离子
Ca
2+
、Mg
2+
发生的离子交换反应，在离子水驱数值模拟方法中涉及到
Na
+
、Ca
2+
、Mg
2+
的反应都是可逆的，它们通过与粘土发生反应来描述离子交换反应，本专利技术指定与粘土进行离子交换的第一组分
、
第二组分，离子交换容量，离子交换常数四个关键字来进行离子交换反应的数值模拟
。
[0017]离子交换反应需要指定与粘土进行离子交换的第一组分的名称和价数和第二组分的名称和价数，其中要求第一组分为价数较低的组分，在钠和钙的情况下为钠
。
[0018]离子交换容量
(qv)
反映了多孔介质中粘土的水平
(
如蒙脱土的容量远远大于高岭石的容量
)
，因此可能与岩石类型有关
。
离子交换容量由吸附离子对应的电荷平衡方程表示
。
本专利技术采用了钠和钙
、
钠和镁的电荷平衡方程，如下所示
。
[0019][0020][0021]Q
v1
‑
钠与钙的离子交换容量，
gmol/m3
；
[0022]Q
v2
‑
钠与镁的离子交换容量，
gmol/m3
；
[0023]—
吸附在粘土表面的
Na
+
浓度；
[0024]—
吸附在粘土表面的
Ca
2+
浓度；
[0025]—
吸附在粘土表面的
Ca
2+
浓度；
[0026]离子交换容量的吸附浓度以每单位孔隙体积的浓度表示
。(
钠是一价阳离子，其当量等于浓度；钙
、
镁是二价阳离子，其需要2倍当量浓度
)。
离子交换可以表示为交换系数方程
。
在钠和钙
、
镁离子交换对应的情况下，反应是
。
[0027][0028][0029]K
exm
—
离子交换平衡系数，
m3/gmol
；
[0030]这里表示的交换系数与离子交换容量和离子交换常数的乘积成反比关系，如下所示
。
[0031][0032][0033]X
kc1
—
钠与钙离子的离子交换常数
[0034]X
kc2
—
钠与镁离子的离子交换常数
[0035]因此离子交换方程也可以表示为：
[0036][0037][0038]本专利技术模拟所采用的数据集，每种岩石类型只能指定一对阳离子
(
钠和钙离子的反应或者钠和镁离子的反应
)。
然而，不同的交换参数
(
离子交换容量和离子交换常数
)
可以在通过岩石吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种离子水驱的数值模拟方法，主要针对低渗透油藏提高采收率的数值模拟研究，建立离子水驱的数值模拟模型，运用注入离子与岩石吸附离子发生交换反应，使岩石润湿性发生改变，由亲油向亲水转变，从而提高驱油效率，具体特性如下，包括以下步骤：步骤1，离子水驱数值模拟模型建立；建立离子水驱数值模拟将以目标试验区
W
区块为例，基于离子交换反应建立岩石润湿性地质模型，模型主要包括孔隙度
、
渗透率
、
相态
、
组分
、
离子交换反应等参数，其中模型相态采用油
、
水
、
固三相，组分包括
H2O、Ca
2+
、Mg
2+
、Na
+
、Cl
‑
、OIL、CLAY
；离子交换反应为...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国庆，周纯杨，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：