一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法与应用，涉及油田开采技术领域，其技术要点为：利用流变仪测试在高温条件下的凝胶流变断裂点；根据凝胶的流变特征建立流变力学模型，并通过数值模拟优化模型参数；利用建立的数学模型和高温下的流变断裂点，基于时温等效原理计算在油藏温度下凝胶的流变断裂时间

【技术实现步骤摘要】
一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法与应用


[0001]本专利技术涉及油田开采
，具体涉及一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法与应用
。

技术介绍

[0002]由于油藏形成的内在因素导致其物性参数往往都是非均质性的，特别是我国油藏又以陆相沉积为主，导致非均质性比较强
。
在注水开发阶段，由于油藏自身的非均质性及油水粘度比的差异，渗透性好的区域或者裂缝发育的部位就会成为水窜的源头
。
此时，虽然油井已经高含水，但是油藏中仍有大量的剩余油
。
要高效开发这类油藏，须封堵此水窜通道扩大注入水的波及体积
。
[0003]聚合物凝胶调剖堵水是当前老油田常用的稳油降水措施，其技术核心是利用聚合物
/
交联剂体系在地下的高温高压条件下经过化学反应形成具有半固体性质的凝胶
。
调剖堵水施工结束后，在后续注水过程中，地层中的凝胶材料在注入水的作用下长期受到压力作用，发生形变，这一特征符合凝胶的长期流变
。
当凝胶失去抵抗形变能力时，注入水穿透凝胶，再次形成水窜通道，油井重新进入高含水阶段
。
因此，所形成的半固体凝胶材料在应力作用下的长期稳定性是评价调剖堵水效果好坏的关键
。
对凝胶在注水作用下的稳定性的评价方法主要是室内动态驱替实验，即注入水突破凝胶的时间
。
目前，在高温条件
(>100℃)
下，凝胶的流变断裂点可以通过流变仪测得r/>。
然而，在中低温度
(<70℃)
环境下，凝胶稳定流变阶段的持续时间太长，难以通过室内实验测得
。
到目前为止，关于调剖堵水用的聚合物凝胶在外加应力作用下的长期流变特征研究鲜有报道
。
本专利技术从高分子材料的流变理论出发，基于凝胶材料的流变性符合时温等效原理的特征，建立符合凝胶在恒定应力作用下发生形变的流变力学模型，用于定量计算凝胶在应力作用下的长久稳定性，从而形成一种基于凝胶流变力学模型的油藏调剖堵水有效期预测方法，为封堵方案的优化和效果预测提供一定的理论指导，为进一步提高调剖堵水技术的应用效果作理论铺垫
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法与应用
。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法，
S1、
利用流变仪测试用于油田调剖堵水领域的聚合物凝胶的流变性，获得凝胶的流变曲线；
[0006]S2、
建立聚合物凝胶的流变模型，包括虎克体
、
粘壶
、
虎克体与粘壶的组合模型，模型参数具有时间依赖性，对应的流变力学模型可以表述为如
(1)
所示：
[0007][0008]式中
σ
为应力，
Pa
；
ε
为应变，无量纲；
E
为弹性模量，
Pa
；
t
为剪切作用时间，
s
；
μ
为聚合物凝胶的粘度，
mPa.s
；
α
、
β
均为应变对时间的依赖性，常数；
[0009]S3、
测试凝胶在高温条件下的流变断裂点，确定断裂应变点
ε
d
；
[0010]S4、
利用时温等效原理，在油藏温度下测量凝胶的应变
‑
时间变化曲线；
[0011]S5、
利用流变模型拟合实测曲线，计算凝胶失稳时间，即凝胶在油藏温度下失去封堵能力的时间；
[0012]S6、
建立实验数据管理系统
。
[0013]本专利技术进一步的，步骤
S1
中，所述凝胶的流变曲线具备以下特征：
[0014]①
凝胶在应力作用的第一时间出现弹性形变；
[0015]②
凝胶在应力作用的初期，呈现出加速流变特征；
[0016]③
凝胶在应力作用一段时间后，形变速率开始减小，呈现缓慢增加的特征，逐渐以一个恒定的微小增幅持续缓慢增加
。
[0017]本专利技术进一步的，步骤
S1
中，所述油田调剖堵水领域的聚合物凝胶包括聚丙烯酰胺类水凝胶
、
丙烯酰胺及其共聚物类的水凝胶和其他水溶性的高分子凝胶
。
[0018]本专利技术进一步的，步骤
S4
中，所述油藏包括多孔介质砂岩油藏和裂缝性油藏
。
[0019]本专利技术进一步的，所述实验数据管理系统包括以下模块：
[0020]数据采集模块：采用传感器实时采集实验数据，并将其存储在数据库中
。
[0021]数据处理模块：对采集到的数据进行处理，包括数据清洗
、
去噪
、
校正
、
归一化等步骤，以确保数据的准确性和可靠性
。
[0022]数据存储模块：将处理后的数据以结构化的方式存储在数据库中，包括实验条件
、
样品信息
、
测试结果等信息
。
[0023]数据分析模块：对存储在数据库中的数据进行分析和挖掘，包括统计分析
、
数据可视化
、
模型拟合等分析方法，以发现数据中的规律和趋势
。
[0024]数据查询模块：提供基于条件查询
、
关键词搜索等方式的数据查询功能，以方便快速获取所需数据
。
[0025]与现有技术相比，本方案的有益效果：
[0026]预测凝胶封堵的有效期：通过建立聚合物凝胶的流变力学模型，结合时温等效原理，能够准确预测凝胶在油藏温度下的流变断裂时间，从而预测凝胶封堵的有效期
。
这有助于合理安排调剖堵水作业的施工计划，避免凝胶失去封堵能力而导致的调剖效果减弱
。
[0027]提高高含水油藏的开发效率：调剖堵水技术是提高高含水油藏采收率的重要手段之一
。
通过准确预测凝胶封堵的有效期，可以优化调剖堵水方案，合理控制注水压力和注水时间，延长凝胶的封堵有效期，从而提高高含水油藏的开发效率
。
[0028]提供理论指导：本专利技术所提供的预测方法基于聚合物凝胶的流变力学模型，为调剖堵水作业提供了理论指导
。
通过对凝胶流变性和封堵有效期的研究，可以更好地理解凝
胶在注水作用下的变形和损伤机制，为调剖堵水工艺的优化提供科学依据
。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例中调剖堵水用凝胶在恒定应力作用下的流变曲线；
[0030]图2是本专利技术实施例中粘弹性流变曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法，其特征是：包括以下步骤：
S1、
利用流变仪测试用于油田调剖堵水领域的聚合物凝胶的流变性，获得凝胶的流变曲线；
S2、
建立聚合物凝胶的流变模型，包括虎克体
、
粘壶
、
以及虎克体与粘壶的组合模型，模型参数具有时间依赖性，对应的流变力学模型可以表述为如
(1)
所示：式中
σ
为应力，
Pa
；
ε
为应变，无量纲；
E
为弹性模量，
Pa
；
t
为剪切作用时间，
s
；
μ
为聚合物凝胶的粘度，
mPa.s
；
α
、
β
均为应变对时间的依赖性，常数；
S3、
测试凝胶在高温条件下的流变断裂点，确定断裂应变点
ε
d
；
S4、
利用时温等效原理，在油藏温度下测量凝胶的应变
‑
时间变化曲线；
S5、
利用流变模型拟合实测曲线，计算凝胶失稳时间，即凝胶在油藏温度下失去封堵能力的时间；
S6、
建立实验数据管理系统，提高实验数据的质量和可靠性
。2.
如权利要求1所述的一种油藏凝胶调剖堵水有效期预测方法，其特征是：步骤
S1
中，所述凝胶的流变曲线具备以下特征：
①
凝胶在应力作用的第一时间出现弹性形变；
②

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，倪军，蒲景阳，王成俊，王维波，蒲春生，许星光，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：