低渗透碳酸盐岩油藏水驱油相似理论研究

为更好地指导低渗透碳酸盐岩油藏水驱油物理模拟实验方案及模型参数的设计,进一步对油、水两相渗流模拟相似理论进行研究。从变形介质渗流理论出发,考虑渗透率应力敏感变化规律和启动压力梯度特征,建立了双重介质孔隙模型的非线性渗流数学模型;应用方程分析法推导出低渗透碳酸盐岩油藏水驱油物理模拟实验的相似准则;利用IMPES方法对无量纲方程进行求解,通过畸变和敏感性分析,定量确定了各相似准数的主次关系,并通过实际岩样的应力敏感实验和水驱油实验结果进行了验证。研究结果表明,基于相似理论的油、水两相渗流模型能够有效表征低渗透碳酸盐岩油藏水驱油动态变化规律。21个相似准数对目标函数的影响程度各异,可知在物理模拟设计中,当无法满足模型和原型完全相似时,应优先满足多孔介质的渗透率和饱和度、多相流体的粘度和密度以及孔隙结构的相似。     

水驱强度影响下的油井产量变化规律

在油田开发中 ,研究水驱能量大小对油井产量的影响具有重要的意义。定义水驱强度为水侵量与油井产量之比 ,建立了考虑水驱强度影响下 ,油井定井底压力生产时 ,水驱油藏中水驱油瞬时渗流的数学模型 ;在获得数学模型的解后 ,作出了水驱油藏中油井产量变化关系曲线 ;研究了水驱强度及油水流度比对产量变化关系曲线的影响 ,分析了渗流特征。此研究为分析水驱油藏中油井的产量变化规律提供了理论基础。     

宝浪油田低渗透油藏水驱渗流特征实验研究

方法根据宝浪油田地质特征,选取有代表性的样品实验研究了宝浪油田低孔、低渗油藏水驱油渗流特征。目的验证宝浪油田水驱油的渗流特征,据此提出其油田注水开发过程中应注意的问题。结果宝浪油田低孔、低渗油藏渗流特征具有低速非达西渗流的启动压力梯度和临界压力梯度较高、束缚水饱和度较高、残余油饱和度较低、残余油状态的相对渗透率较高、两相流动区间较宽的特点;相渗曲线类型多,其中水相相渗曲线形态以直线为主;水驱压力梯度、注入水水质、孔隙结构对油水渗流及水驱油效率有重要影响。结论宝浪油田无水期驱油效率和最终驱油效率高。为了获得较理想的水驱油效果,必须对油层进行改造;在注水开发时要严把注水水质关,在开发部署上应尽量延长无水采油期     

一种改进的乙型水驱特征曲线研究及应用

针对特高含水开发阶段经典水驱特征曲线无法准确刻画水油比变化特征的问题,在重新改进油水相对渗透率表征形式的基础上,运用渗流力学理论和油藏工程方法推导了改进的乙型水驱特征公式,并给出了采出程度与水油比的变化关系式;采用最小二乘法和穷举法解决了多参数拟合困难的问题,实现了曲线的自动拟合。通过公开文献资料验证表明,新油水相对渗透率曲线表征方法更加准确,改进的乙型水驱曲线拟合精度更高,可较好地反映油田特高含水阶段水驱特征曲线的“上翘”特征,适用于特高含水阶段生产开发动态的预测。     

基于对称变换的水驱特征曲线趋势分析方法

水驱特征曲线趋势分析是预测油田生产动态的重要方法。渗流特征方程作为油水相对渗透率比与含水饱和度关系曲线的表征形式,决定了相应的水驱特征曲线关系式。现有渗流特征方程局限于某一含水阶段的表征,人为割裂了渗流过程的整体性,导致相应的水驱特征曲线趋势分析无法充分利用早期生产资料,限制了预测油田生产动态的能力。为此,基于系统论的整体性思想重新审视了油水两相渗流特征,指出油水两相渗流过程呈近似的对称性,对称中心同时也是从油相渗流优势过渡到水相渗流优势的唯一拐点。根据油水两相渗流特征提出了新的渗流特征方程,完成了相应水驱特征曲线关系式的推导,并建立了新的水驱特征曲线趋势分析方法。新方法重视数据预处理,考虑油田系统结构变化,更具科学性。基于油水两相渗流的对称性特征,采取对称变换的新思路预测油田含水率上升趋势,充分利用了早期生产资料,大大提高了生产动态预测能力,对措施效果评价具有参考意义。     

特高含水阶段新型水驱特征曲线

水驱油藏开发进入特高含水阶段之后,油、水相对渗透率的比值与含水饱和度的关系会偏离直线,常规水驱特征曲线也会偏离直线,此时再应用常规水驱特征曲线预测开发指标会产生较大误差。针对此现象提出了新型渗流表征关系即油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系表达式,该表达式能够对中后期的油、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系进行高精度拟合。在此基础上,运用油藏工程方法推导了一种新型水驱特征曲线。利用油藏数值模拟结果和现场数据对新型水驱特征曲线与常规水驱特征曲线进行对比,结果表明新型水驱特征曲线对高含水期及特高含水期的数据拟合具有更好的适应性,很好地解决了特高含水阶段曲线上弯和预测误差偏大的问题,有较好的现场实用价值。     

低渗透储层水驱油渗流阻力特征

低渗透储层物性差、孔喉细小,水驱油过程中渗流阻力较大,注采井间难以形成有效的驱替压力梯度,建立渗流阻力的描述方法、研究渗流阻力的影响因素和变化特征对低渗透储层注水开发具有重要意义。在油水流动质量守恒定律的基础上,建立了低渗透储层水驱油渗流阻力梯度数学模型,应用水驱油渗流阻力梯度变化率函数分析水驱油渗流阻力梯度的变化特征,为低渗透储层中水驱油渗流阻力梯度的描述提供一种宏观表征方法。理论分析表明:低渗透储层水驱油渗流阻力梯度呈非线性特征,随着含水饱和度的增加水驱油渗流阻力梯度先增加后减小。低渗透储层注水开发存在最大渗流阻力梯度,与油相粘度、储层渗透率和注入速率相关;低渗透储层注水速率越大,需要克服的最大渗流阻力越大;油相粘度越大,最大渗流阻力越大;储层渗透率越低,最大渗流阻力越大。     

老君庙油田L油层水驱特征

本文根据油、水两相渗流理论,参见^[1,2]对驱替曲线的研究方法,对L油层的水驱特征进行研究。从水驱特征的角度进一步论证了后期开发的重要性和提高液量采油、加强注水的必要性。研究表明,不仅W_p、WOR、f_w与N_p、R_o、S_w等动态变量间存在线性关系,△S/△V·100、△η/△V、q_o/△V·100与f_w之间亦存在很好的线性规律。研究中,本文利用矿场资料建立L油层水驱特征关系式,预测油藏动态,并径比较,证实此法作为一种动态指标预测方法是可行的。     

双河油田砂砾岩渗流特征研究

为了搞好油田后期开发,对双河油田储层(砂砾岩)系统进行了五项渗流特征参数(润湿性、毛细管压力曲线、孔隙结构、油水相相对渗透率、水驱油效率)测试分析。根据这些测试结果,总结出不同性质储层的渗流特征和水驱油效果。对影响渗流特征因素进行了讨论,指出砂砾岩层水驱最终采收率不高,提出了双河油田提高采收率方面的建议。     

利用反向推理方法确定水驱特征曲线渗流方程

建立油水两相渗流特征与水驱特征曲线对应关系,揭示水驱特征曲线宏观规律中蕴含的微观渗流特征,一直是油藏工程长期性基础研究课题,目前已初步形成从油水相渗比值到水驱特征曲线的正向推理方法。但受现有油水相渗比值研究成果限制,已有水驱特征曲线的理论推导一直未能获得突破。为此,文中借鉴反向推理实现目标性较强的特点,提出了利用反向推理方法来确定水驱特征曲线渗流理论基础,并对推理过程中的关键数学逻辑式进行函数特征分析。结果表明,反向推理数学逻辑更加可行、严密,完全可实现油水渗流特征微分方程的求解,所得到的油水相渗比值关系式属超越方程,该结果也能完美地应用到正向数学逻辑推理中。将其应用于大庆南二、三开发区葡Ⅰ组油藏,从实际生产数据确定的油层油水渗流特征与实验测试得到的结果一致。这也为研究油藏水驱过程中实际油水渗流特征提供了新的思路与方法。     

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.     

注水开发油藏油水相对渗透率曲线特征评价

油水相对渗透率曲线是评价油水两相渗流的特征曲线,是油藏工程研究的重要内容。通过大量的岩心驱替实验,在建立油水相对渗透率计算模型的基础上,运用函数的凸凹性将相渗曲线划分为水相凹型、水相凸型、水相直线型3类。评价了相渗曲线类型与储层物性、共渗点、共渗范围、驱替效率、含水率及沉积相之间的关系。分析表明注水开发对相渗曲线变化影响较大,注水可改善水相凹型曲线岩心储层物性、有利于原油开采,而注水对水相凸型曲线岩心储层会产生不利影响。     

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。     

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。     

应用生产资料预测可采储量的方法评价

本文分析了中国、苏联、美国12种水驱特征曲线的性质、方法的提出分别与三种类型的相对渗透率曲线表达式有关,这些方法基本概括了各种类型油田的特征.文中还用微分法求出各种方法对应的累积产油里与含水率的关系式,从而可用生产资料直接计算可采储圣.选择了我国七个原油粘度不同等级的油田,对比不同方法的适用性,并初步分析了原因,推荐了适合我国中等粘度油田的预测方法.综合以上分析提出了对水驱特征曲线法的评价.     

水驱油田油水相对渗透率曲线研究

采用水驱油实验计算油水两相相对渗透率的方法比较复杂,得到油水相对渗透率与出口端含水饱和度离散数据点较少,且主要集中在高含水饱和度末端。利用Willhite模型拟合求取油水两相相对渗透率与出口端含水饱和度曲线,偏差较大。对其进行改进后,经实际油田相渗数据应用,模型拟合精度高、偏差小,标准化后的油水相对渗透率曲线基本位于多条岩心实验数据中部,且形态与岩心数据趋势一致,值得参考推广。     

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。     

蒸汽驱对储层润湿性的影响

储层润湿性决定着注入流体在储层中渗流的难易程度,对原油的驱油效率、采出程度起着决定性作用。为了明确蒸汽驱过程中储层润湿性的变化,通过室内实验非稳态法水驱油、蒸汽驱油测定油藏相对渗透率曲线的变化,研究了疏松砂岩油藏蒸汽驱对储层润湿性改变的影响。实验结果表明,由水驱到蒸汽驱,油相相对渗透率增加,残余油饱和度下降,残余油饱和度对应的水相相对渗透率增加,等渗点右移;综合相对渗透率曲线特征表明,蒸汽驱使得储层润湿性向亲水方向发展。通过非稳态法研究相对渗透率曲线,由相对渗透率曲线特征点的变化来判断储层润湿性的改变简单易行,蒸汽驱对储层润湿性的改善非常有利。     

孤东油田七区西相对渗透率曲线研究

油水相对渗透率曲线综合反映了互不相溶的油水两相在不同含水饱和度下渗流规律的变化,是油田开发设计中产能预测的基础资料;而不同开采阶段取心岩样相渗曲线的变化,能够反映储集层结构的变化,研究这一变化可为油田剩余油挖潜提供理论依据。孤东油田七区西馆陶组上段取心井资料表明,随着水驱过程的深入,油水相对渗透率曲线的特征值发生了变化,束缚水饱和度和残余油饱和度减小、等渗点含水饱和度及残余油饱和度下的水相渗透率增大,反映出油层孔隙度增大、黏土矿物减少、孔隙比表面积减少、孔隙表面更亲水以及水驱结束后储集层的综合渗流能力有所增加等特征。不同阶段相渗参数分析表明,油田进入高含水期后,孔隙度对渗透率、渗透率对残余油饱和度、两相共渗区、驱油效率等参数的影响作用相对增大。研究结果认为,该油田三次采油应立足于改善储集层结构和驱油剖面,减少孔间矛盾,提高驱油效率。     

相渗曲线和水驱曲线与水驱储量的关系

根据相渗曲线和油水两相渗透率比值的表达式,导出了相渗曲线、水驱曲线和水驱储量的定量关系。结果表明,水驱地质储量大小与水相指数、油相指数之和呈正比,与甲型水驱曲线的斜率和驱油效率之积呈反比。这也解释了童宪章院士提出的“7.5 法”不适用低渗油田的原因。