油水相对渗透率比值变化规律及优选

油水相对渗透率比值与出口端含水饱和度关系是研究含水上升规律、确定水驱前缘含水饱和度和预测水驱采收率的基础。以最新油、水相对渗透率模型为基础,利用正交分析法,建立了可以转化为线形方程求解的最优油水相对渗透率比值关系式---Ｇａｏ－Ｊ 式,其拟合精度较高,两相流动区间曲线形态不出现异常,可用来准确描述油水相对渗透率比值与出口端含水饱和度变化规律,也为油田开发规律研究及指标预测提供了新的渗流理论基础。对油水相渗比值变化规律进行了分类与评价,为该领域深入研究指明了方向。     

特低渗透岩心相对渗透率实验研究

室内实验结果表明,西部某油藏的特低渗透岩心油水相对渗透率曲线具有束缚水饱和度较高,残余油饱和度较低,油水两相流动区间范围宽的特点,且水相相对渗透率曲线形态分为直线型和上凹型2种形式,而且油水相对渗透率的比值与含水饱和度具有较好的指数关系模式,水驱曲线的驱替特征满足甲型水驱特征.     

表面活性剂对超低渗透油藏渗流特征的影响

针对超低渗透岩心,通过宏观驱替实验研究不同界面张力的表面活性剂对单相启动压力、油水两相启动压力、相对渗透率曲线、降压效果及提高采收率效果的影响,分析表面活性剂对超低渗透油藏渗流规律的影响。研究结果表明,随驱替液界面张力的降低,单相启动压力明显降低。油水两相启动压力实验中,在油水两相相同流速比下,随界面张力的降低,油水两相启动压力梯度逐渐降低,含水饱和度逐渐增大。从束缚水饱和度到残余油饱和度,随含水饱和度的增加,油水两相启动压力梯度先缓慢下降,后迅速下降。相渗曲线实验中,随表面活性剂质量分数的增加,油水两相渗流区增大,油相相对渗透率增大,残余油下水相相对渗透率增加,残余油饱和度降低,油气采收率升高,水相(端点以内)渗透率基本没有变化。表面活性剂段塞驱替实验中,岩心一次水驱后,注入表面活性剂可明显降低超低渗透岩心的注入压力、提高岩心采收率,且油水界面张力越低,降压效果越好,提高采收率幅度越大。     

特高含水阶段油藏水驱规律研究

传统水驱特征曲线模型建立在油水相对渗透率比值与含水饱和度半对数直线关系的基础上,一方面没有充分考虑高含水-特高含水阶段特殊的油水渗流规律,另一方面缺乏反映岩心驱替过程本质特征的理论根源。针对以上问题,通过微观驱油实验分析水驱特征曲线本质特征,绘制了描述岩心驱替全过程的新型油水相对渗透率比值与含水饱和度关系曲线,提高了拟合精度。应用Buckley-Leverett前沿推进方程和Welge平均含水饱和度方程,推导出新型水驱特征曲线关系式。实例应用表明,该新型水驱特征曲线预测的采收率更加准确,且在水驱特征曲线出现上翘趋势的初期就能有效预测采收率,突破了目前高含水期水驱特征曲线的局限,为高含水期油田开发决策提供依据。     

水驱油藏相对渗透率曲线经验公式研究

油田开发过程中,通常采用曲线拟合和经验公式相结合的方法来确定水驱油藏相对渗透率曲线的变化形态,以便准确模拟油田的产油量和含水率。利用Willhite经验公式对相对渗透率与出口端含水饱和度之间的关系曲线进行拟合时,拟合出的曲线与原始曲线的误差较大;尤其是用Willhite经验公式拟合共渗区间小、形态变化剧烈的相渗曲线时,拟合误差更大。为了准确表征油水相对渗透率的变化规律,在深入分析国内外已有经验公式优缺点的基础上,选用Willhite经验公式作为基础拟合公式,研究油、水相指数与出口端含水饱和度的关系,并逐步修正油、水相指数。结果表明:采用二项式表征油、水相指数与含水饱和度之间关系时,可以明显提高Willhite经验公式的拟合精度,平均拟合误差小于8%。整体而言,改进的Willhite经验公式能够更准确的描述油水变化规律,具有一定的实用性和推广价值。     

计算相对渗透率曲线的新方法

受储层非均质性和实验误差的影响,岩心实验得到的相对渗透率曲线很难代表整个油藏的相渗特征。根据油藏适用范围较广的张金庆水驱特征曲线法,提出了计算相对渗透率的新方法:利用油藏生产数据计算得出油水两相相对渗透率的比值与含水饱和度的关系,修正实验得到的相对渗透率曲线。通过具体的油藏实例,利用修正的相对渗透率曲线计算的含水率,与油田实际生产中的含水率上升规律符合性好,表明该方法能提高岩心实验相对渗透率曲线的可靠性。     

渤海绥中36-1 油田二元复合驱相对渗透率研究

为准确测定渤海绥中36-1 油田进行聚合物/表面活性剂二元复合驱相对渗透率曲线,提出了将某含水饱和度下聚合物/表面活性剂二元复合驱体系在岩心入口端与出口端黏度的平均值作为在岩心中平均黏度的黏度处理新方法;模拟该油田的实际情况采用恒速非稳态法测定了水驱和二元复合驱的相对渗透率曲线,研究了表面 活性剂和聚合物加量对二元复合驱相对渗透率曲线的影响。结果表明：二元复合驱的油相相对渗透率比水驱时的高,水相相对渗透率和残余油饱和度比水驱时的低;随着二元复合体系中表面活性剂加量的增大,油水两相的相对渗透率均增大,残余油饱和度降低;随着聚合物浓度的增大,油相相对渗透率增加,水相相对渗透率和残余油饱和度降低。图4表1 参12     

疏松砂岩油藏冷冻岩心与常规岩心相渗曲线研究

为了更好地评价疏松砂岩油藏的水驱开发特点,针对实际油藏地质和流体性质特征,用室内水驱油非稳态法,研究近似油藏条件下冷冻岩心与常规岩心的油水相渗曲线,并进行对比分析。在数据处理过程中,利用JBN经验公式法进行计算,采用对数函数对其进行拟合与回归,最后绘出油水相渗曲线,并作为判断水驱效果的依据。结果表明,水驱后冷冻岩心的残余油饱和度平均为29%,残余油饱和度对应的水相相对渗透率为0.32,驱油效率平均为52%;常规岩心的残余油饱和度平均为30%,残余油饱和度对应的水相相对渗透率为0.30,驱油效率平均为52%。同一含水饱和度所对应的冷冻岩心,其水相相对渗透率高于常规岩心所对应的水相相对渗透率,但常规岩心见水时间早于冷冻岩心,且含水上升较快。冷冻岩心的最终水驱油效率和无水采收率均高于常规岩心。     

高渗储层非稳态实验中计算含油率的一种方法

由于以往通过拟合平均含水饱和度和无因次注入倍数的关系求取含油率的方法,拟合精度都不高,有必要提出拟合精度更高的方法。在非稳态相渗实验中发现累计注入量与累计产油量的比值和累计注入量存在很好的线性关系,根据这种线性关系把累计产油量表示成累计注入量的函数,再把平均含水饱和度表示成无因次累计注入倍数的函数,然后求导得到含油率,最后通过JBN方法即可得到油水相对渗透率曲线。新方法优于指数拟合法、多项式拟合法和分段对数拟合法,还可以预测岩心出口端的最大产油量。累计注入量与累计产油量的比值和累计注入量的统计规律还可以检验实验数据的准确性,对非稳态油水相渗实验数据的处理有一定的指导意义,因此建议将此新方法应用于非稳态相渗实验数据的处理。     

非稳态法优化校正油水相对渗透率曲线的新方法

油水相对渗透率曲线是油藏工程中一项重要基础资料。在利用非稳态法测量油水相对渗透率时,由于受实验装置中死体积的影响,无法得到真实情况下油藏的油水相对渗透率曲线。通过分析死体积对油水相对渗透率的影响,总结了常规克服死体积的方法,提出了运用电阻率与含水饱和度关系原理校正油水相对渗透率曲线的方法。该方法直接测量岩心两端电阻值,结合稳态法标定实验得到的岩心电阻与含水饱和度关系式,从而计算出实际岩心的累计产油量和平均含水饱和度,进而得到不受死体积影响的油水相对渗透率。对比概率减法和电阻率法预测死体积中原油产出的过程,可知死体积中原油集中在驱替初期产出。采用电阻率法校正的油水相对渗透率曲线,排除了死体积的影响,与矿场开发规律相符,具有一定的理论和应用价值。     

新型油水相渗数学模型的建立及应用

针对Willhite油水相渗数学模型拟合油水两相渗流数据误差较大的问题,提出了一种新型油水相渗数学模型。新模型在进行油相和水相相渗曲线拟合时,均可利用含单变量的多元线性回归求得最优解,尤其在拟合弓背式水相相渗曲线时,待定参数最优估值与常见凹型水相相渗曲线待定参数最优估值差值小,使得算术平均法确定的多个岩样的标准水相相渗曲线基本位于所有岩样水相相渗曲线的中部。在得到标准油水两相相渗曲线后,结合油井见水后的Welge方程,利用水驱油解析法,确定了水驱前缘含水饱和度、水驱前缘后平均含水饱和度、含水率、驱油效率等参数的计算式,为水驱规律研究提供了一种新的方法。     

油-水相对渗透率曲线优化校正新方法

相对渗透率曲线是油藏工程中一项重要基础资料,其中含水饱和度的确定对相对渗透率曲线至关重要。通过改进非稳态法测量相对渗透率曲线的实验装置,在岩心夹持器出口端面的岩心中插入一对连接电阻测量仪的电极,以测量岩心出口端的电阻值;同时,在稳态油-水两相渗流理论的基础上,结合阿尔奇公式对含水饱和度与电阻率关系进行标定;运用标定的阿尔奇公式计算非稳态水驱油岩心末端的含水饱和度。通过对比3种不同方式下(电阻率法、JBN改进法和稳态法)得到的相对渗透率曲线可知:电阻率法校正后的相对渗透率曲线在岩心见水后的水相相对渗透率迅速增大,油相相对渗透率迅速降低,与稳态法测得的相对渗透率曲线基本一致。该方法消除了死体积和计算中迭代误差的影响,使测量的相对渗透率曲线更加客观真实。     

一种确定油水相对渗透率曲线的新方法

提出了一种利用一口井的生产测井时间推移测井资料确定油水相对渗透率曲线的方法，该方法依据达西定律导出油水相对渗透率公式，根据物质平衡原理得出相应的含水饱和度公式，从而获得油水相对渗透率曲线，现场应用结果表明，该方法简便，实用，在非取心井获得的油水相对渗透率曲线能较好地反映油藏动态变化规律。     

利用生产测井资料估算油水相对渗透率曲线

分析大庆油田9口密闭取心井128块岩心的油水相对渗透率曲线特征，得出大庆油田油水相对渗透率经验公式。根据流体渗流力学理论得到油层产水率与含水饱和度之间的关系式，利用生产测井获得的产油率、产水率和含水饱和度资料，可以确定关系式中的参数，得到油水相对渗透率曲线。用此方法得到的油水相对渗透率曲线与通过岩心分析得到的基本一致。图2表1参6     

水驱油理论解析法

在精度较高的新型油水相对渗透率研究的基础上,建立了新的油水相对渗透率比值与含水饱和度关系式,结合Leverett函数式和Welge方程,推导出水驱前缘含水饱和度、前缘后平均含水饱和度、见水后平均含水饱和度、驱油效率等方程的解析式,便于注水开发指标的计算和经典图形的自动绘制。经丘陵油田实例应用,水驱油理论解析法不仅可用于确定水驱前缘含水饱和度等注水开发指标,而且还能绘制出驱油效率与无因次累计注水量、含水率与无因次累计注水量等经典开发规律曲线。     

非均质线性模型水驱油试验研究

为了确定岩心组合方式、渗流方式、渗透率的大小、非均质性等对驱油效率和剩余油分布的影响,首先选取不同的天然岩心,运用岩心组合技术,建立起不同的非均质模型;然后结合物理模拟技术,用恒速法进行水驱油试验。试验发现:平面非均质模型单向渗流时,剩余油饱和度和驱油效率与岩心渗透率无关,而与岩心所处位置密切相关,从模型的入口到出口,剩余油饱和度递增,驱油效率递减;低中高模型剩余油分布较均匀,而高中低模型剩余油集中分布在低渗透岩心;模型的驱油效率与其等效渗透率、非均质性相关;纵向非均质模型驱替后,剩余油主要分布于渗透率最低的岩心。研究认为:在平面非均质性比较严重的油层,可采取高渗区注水,低渗区采油,这样可以获得较高的采收率;在纵向非均质性比较严重的油层,可采用化学调剖堵水封堵高渗透层、改善吸水驱替剖面或者分层注水开采的方式来获得较高的采收率。     

含气活油高凝油相渗曲线测定及特征

目前,油水相渗曲线测量实验中普遍采用脱气原油作为实验用油,无法模拟实际储层中原油含气,设计实验使用含气高凝油,通过在恒温箱中利用高压活油瓶进行转样来保持原油高温高压条件和原始含气量,利用非稳态法测量得到含气活油高凝油相对渗透率曲线,并对曲线的特征规律及其影响因素进行研究。结果表明:含气活油相渗曲线与脱气原油相比,油相相对渗透率较高,水相相对渗透率较低,残余油饱和度降低,水驱油效率增加,含水上升变慢;随着实验温度降低,油相相对渗透率降低,水相相对渗透率提高,残余油饱和度显著升高,含水上升快,驱油效率降低;储层渗透率在高温条件下对相渗曲线特征影响较小,但在析蜡温度以下时,低渗储层的残余油饱和度与束缚水饱和度都要明显高于高渗储层,水驱油效果较差,该研究实现了对高凝油油藏相渗曲线的精准刻画。     

砂岩储层油水相对渗透率曲线表征模型及其在数值模拟中的应用

以胜利油田孤岛油田新近系馆陶组砂岩储层为例,在岩心油水相渗测试实验及地质认识的基础上,建立了油水相对渗透率曲线表征模型,并通过数值模拟建立了砂岩油藏开采动态模型,探讨了不同韵律性、不同开发方式下相渗模型的适用条件及对开发结果的影响。研究结果表明:①分别拟合气测渗透率、平均孔喉半径等7个影响相渗曲线的参数和相渗曲线端点以及曲线形态之间的相关性,通过交替条件期望法进行多元回归,以气测渗透率和平均孔喉半径建立了束缚水饱和度计算模型,以渗透率变异系数和特征结构参数建立了残余油饱和度计算模型,以气测渗透率建立了束缚水下油相相对渗透率计算模型,以渗透率变异系数和特征结构参数建立了残余油下水相相对渗透率计算模型,4个端点表征模型的绝对误差都小于0.1;以霍纳普相渗曲线形态指数经验公式为基础,利用均质系数建立了油相相渗曲线形态表征模型,利用渗透率变异系数和孔喉比建立了水相相渗曲线形态表征模型,2个形态表征模型的绝对误差小于1.7,模型可靠。②在砂岩储层衰竭式开发模拟中,生产动态主要受油相相渗的影响,利用油水相渗曲线模型推导出的相渗曲线再进行归一化处理,在一定程度上能够消除储层非均质性带来的影响;在注水开发模拟中,储层的非均质性会加剧水相相渗对生产动态的影响,模拟时采用对产油量贡献最大的储层的相渗曲线更能接近实际生产动态。