相渗曲线在精细油藏描述中的应用.pdf

《相渗曲线在精细油藏描述中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

万方数据第32卷第7期2013年7月石油化工应用PETROCHEMICALINDUsTRYAPPLICATIONV01．32No．7July．2013相渗曲线在精细油藏描述中的应用康丽侠，，李玉强z(1．中国石油长庆油田分公司第四采油厂，宁夏银川750006；2．第四安全环保监督站，陕西靖边718500)摘要：油水两相渗透率曲线是研究油水两项渗流的基础，是油水两相渗流特征的综合反映，是油田开发计算、动态分析，以及数值模拟等方面不可缺少的资料之一。在数值模拟中是影响产油量和含水的重要因素，油水相对渗透率曲线决定产油量与含水的分布状况，影响区块及单井的历史拟合效果。准确的认识油水两相相对渗透率曲线，分析影响曲线形态的因素，在数值模拟中合理的调整举足轻重。关键词：相渗曲线；调整；应用doi：10．3969，j．issn．1673—5285．2013．07．008中图分类号：TE331文献标识码：A文章编号：1673—5285(2013)07—0034—05近年来随着油藏开发的进一步深入，精细油藏描述工作提升到了一定的高度，而数值模拟则是油藏数字化的工具，油水相对渗透率曲线是油水两相渗流特征的综合反映，是油藏数值模拟工作最基础的资料之一，如何准确的认识、合理的选取并处理油水相对渗透率曲线越来越得到油藏工程师的重视。1相对渗透率曲线的概念及意义1．1油水相对渗透率曲线的概念油相和水相相对渗透率和含水饱和度的关系曲线称为油水相对渗透率曲线，随着含水饱和度的增加油相渗透率减小，水相渗透率增加。1．0o．90．8E0．720．6譬斟0．5蝴赡0．4霞娶0．3O．2O．1O．O—◆_Krw—}Kro—j＼B．c／厂．．{。s。r1一／＼．一J●●一Swi—JL1．2油水相对渗透率的三个区域A区(单相油流动区)：表明含水饱和度很小时，水对油的流动影响很小，油相渗透率降低很少；B区(两相流动区)：油水在孔隙中分别呈迂回状分布，各取其道流动，由于相互影响作用较大，油相渗透率迅速下降，水相渗透率则快速上升；C区(纯水流动区)：当含水饱和度继续增大，油以孤滴状存在时，失去了流动性，油相渗透率为零，水相渗透率急剧变化(见图1)。1．3油水相对渗透率的关键点相渗曲线的端点值决定可流动油的饱和度。初始含水饱和度Swi决定水驱开始时原油的地质储量，残余油饱和度Sor表示水驱过后残余油所占孔隙空间的百分数，Swe为共渗点饱和度，在共渗点时对应的相对渗透率值越大，表明两相渗流能力越强，毛管压力越弱。1．4油水相对渗透率曲线的应用应用相渗曲线可以做以下计算：确定束缚水饱和度、残余油饱和度；计算原始含油饱和度；确定油水在储层中得垂相分布；确定自由水面；计算驱油效率和油藏水驱采收率；判断油藏润湿性等。因此，获得有代表性的相对渗透率资料对油田开发十分重要。2数值模拟前对油水相对渗透率的处理O．O0．1O．20．30．4O．50．6o．7o．80．91．o图1典型亲篙曩舅：‰一般对于实验室测定的油水相对渗曲线在数值模图典型相渗曲线示意图一舣朋丁头短至侧疋刖7出水和羽疹fHl致仕鳅但俣}收稿日期：2013—06—21 万方数据第7期康丽侠等相渗曲线在精细油藏描述中的应用35拟应用前做如下的处理。2．1归一化相对渗透率曲线选择岩心测定的有代表性的相渗曲线进行归一化处理，将单个样品的特征值进行算术平均，求取一条平均相对渗透率曲线。归一化公式如下：Sw木=(Sw—Swi)，(1-Swi—Sor)Kro*=Kro／KromaxKrw*=Krw／Krwmax这种方法在数值模拟中普遍应用，但对于非均质严重的油藏，由于毛管压力的作用，在物性差异的区域实际相对渗透率两相共渗区范围不同，若整个油藏采用一条平均相渗曲线，虽然整个油藏产量参数与实际吻合，但物性较好的区块产量低于实际，物性差得区域产量高于实际，对于开发时间较长的油田，采用平均相渗曲线导致其含水拟合也较差。2．2分区归一化相渗曲线对于非均质性较为严重的油藏，为减少拟合误差，可采用分区归一化处理相渗曲线，根据油藏的地质特点，将物性相近、渗透能力相近的储层化为一个区。通常可以根据油藏的沉积微相或流动单元将油藏分为若干的区域，然后对各区相渗曲线进行归一化处理。这种方法突破了将油藏处理为一条平均相渗的平均效应，模拟精度有所提高，但在区域边界处的饱和度发生突变，单个分区内仍然存在平均效应导致的模拟误差。2．3端点标定相对渗透率曲线利用网格离散值对非均质油藏的相对渗透率曲线端点进行标定，可有效消除平均效应。假设一个网格单元的含水饱和度为Sw7，束缚水饱和度为Swi。，残余油饱和度为Sor',则该网格相对渗透率曲线标定公式为：＼园-'O--Krw＼一{l夕攀×一．0．2O．4Sw’=Swi'+(Sw—Swi)(1-Sor7一Swi7)／(1-Sor-Swi)相渗端点标定考虑了非均质性油藏不同网格饱和度分布特征，端点标定后随着Swi，Soi的增大，Kiwmax减小，相渗曲线交点向右移动，标定结果符合不同空气渗透率下油水相对渗透率变化规律。3油水相对渗透率在数值模拟中的应用3．1相渗曲线的演变由于油藏存在着非均质性的差异，一条相渗曲线无法表达全油田的油水分布规律，及产量变化规律，在做历史拟合时，对相渗曲线根据生产状况、沉积相、以及流动单元进行演变。3．2相渗曲线的调整在做历史拟合时，一般方法是定液量拟合油量和含水、在保证液量完全拟合的情况下，用相渗曲线的形态去分配油井的产油量与含水。在历史拟合时会出现以下几种情况(见图2)。(1)油井在初期含水拟合不好，见水过早，或见水滞后，可通过左右移动水相渗透率曲线达到拟合的效果(见图3)。应用实例：某El井应用原始相渗，油井在前期产油少，产水多，属前期见水过早类型，将该相渗曲线的水相渗透率曲线向右平移，束缚水饱和度由0．42调整为0．52，减少前期产水，拟合效果较好(见图3)。(2)油藏在后期拟合不好可以做以下两种处理，油井后期含水太低，上移水相渗透率曲线，或右移水相渗透率曲线，增大水相渗透率。油井后期含水太高，下移水相渗透率曲线，或左移油相渗透率曲线，使水相渗透率在后期减lb(见图4，图5，图6)。厂圄i—Kro＼JjI／以．O．6O．81．0O．20．4图2油井在前期含水拟合不好相渗调整示意图8642O8642OlO0O 万方数据36石油化工应用2013牟第32卷1．00．9O．8O．70．6O．50．40．3O．20．10．O1．O0．8O．60．4O．20．O1．O0．8O．60．40．2O．O十Krw—I水”1，O0．90．8O．70．60．50．40．30．20．1O．O+‰—bKro0．420．520．620．720．780．800．820．840．880．910．520．620．720．78O．800．820．840．880．91图3相渗曲线调整前后示意图∑目I+Kro∑JiI秀．·^．．O．2O．40．61．OO．80．6O．4O．2O．0、F习＼一iI／一··／、一．0．81．00．20．40．60，81．0图4油井在后期含水偏高相渗调整示意图3匿＼c竺Xil／义．1．O0．8O．60．4O．2O．O厂／i-习-．m---Kro＼J＼l夕．一囊0．0．20．40．60．81．00．20．40．60．81．0图5油井在前期含水偏低相渗调整示意图应用实例：某井应用原始相渗曲线，前期拟合较好，后期产油较多，属后期含水偏低的类型。右移原始相渗曲线油相渗透率，残余油饱和度由0。91移至0．84，降低后期油的渗透率，增加水相流通能力，拟合效果较好。4影响相对渗透率的因素大量研究表明，对一块给定的岩心相对渗透率不是饱和度的唯一函数，它受岩石的非均质性、孔隙结构及分布、岩石的润湿性、流体类型、流体饱和度与分布、 万方数据第7期康丽侠等相渗曲线在精细油藏描述中的应用37---#--Krw曲线调整前后示意图—◆一Krw—●一Kro0．520．620．720．780．800．820．840．880．910．520．620．720．780．800．820．840．880．91图7参数调整前后相渗曲线示意图饱和历程，上覆地层压力、温度、粘度及初始润湿饱和度等因素的影响。4．1岩石孔隙结构的影响由于流体饱和度的分布及流动渠道直接与岩石孔隙大小，几何形态及其组合特征有关，因而孔隙结构会直接影响相渗曲线。4．2岩石润湿性的变化影响油藏开发初期，地层中只有单相的油流动，以束缚水存在的水相不流动，亲水微粒在束缚水的保护下不参与流动，油藏注水后，油水同时流动，亲水微粒与亲油微粒同时运动，岩心表面逐渐由亲水向亲油转变，油相渗透率趋于降低。4．3驱替压力、压力梯度。和流动速率的影响由于驱替压力和压力梯度产生变化，使毛管力发生了变化，产生了相对渗透率的变化。4．4界面张力的影响液一液、液一固界面上的界面张力是造成孑L隙介质中残余油饱和度保持的主要原因，当界面张力发生变化时，对相渗曲线有明显的影响作用。流体的界面张力是影响相对渗透率和残余油饱和度值的重要因素。界面张力值降低。水湿岩心的残余油饱和度降低。4．5生产措施的影响油井的压裂：孔隙结构发生变化。压裂后有裂缝，渗透率会发生很大变化。油井酸化：界面性质发生变化，若腐蚀性很强，近井地带的孑L隙结构会发生变化。酸化、压裂措施改变了岩石的导流能力，进而使油井的孔隙度、渗透率发生了变化，引起初始的相渗不能满足拟合的需要，随着开发时间的延长已有的相渗也不能满足拟合需求，所以在油井发生异常变化时，可适当的改变相渗曲线。5分段应用相对渗透率曲线生产参数频繁变化的油井，历史拟合难度较大，往往会出现前期拟合较好，参数调整后拟合较差，或者后期拟合较好，前期拟合较差的情况(见图7)。某井前期拟合较好，补孔压裂措施后，产油量升(下转第48页)O98765432l0l0O0O0O98765432lO，O0O0O0O0O98765432lOlO0O0O98765432lO●O0O0O0 万方数据石油化工应用2013年第32卷势流场存在，优势流场较弱的区域也是剩余油富集区域。造成优势流场形成的主要原因是因油藏的非均质性强，在注水开发中形成局部高渗带，水淹严重，并形成窜流通道，通过聚合物驱能一定程度上改善这一问题，但问题并不能得到很好地解决。下一步改善优势流场、挖潜剩余油的方法主要为。(1)调剖堵水，对窜流严重的井组进行有针对性的调剖堵水。(2)差异化注入，采取不同井组不同浓度注入方法扩大波及体积，提高驱替效率。(3)分层系开发，缓解合层开发造成的纵向非均质强的矛盾。(4)加密井网，动用由于井网不完善而形成的剩余油。参考文献：[I]何应付，尹洪军，刘莉，等．复杂边界非均质渗流场流线分布研究[J]．计算力学学报，2007，24(5)：708—712．[2]别旭伟，廖新武，赵春明，等．秦皇岛32—6油田优势渗流通道与开发策略研究[J]．石油天然气学报，2010，32(3)：181—184．[3]曾流芳，刘炳官，刘玉章．水驱优势通道对水驱开发效果的影响研究[J]．江汉石油学院学报，2004，26(2)：126—128．[4]姚军，吴明录．部分射开井流线数值试井解释模型及压力响应[J]．石油勘探与开发，2009，36(4)：513—518．[5]吴明录，姚军．多层油藏流线数值试井解释模型[J]．石油勘探与开发，2007，34(5)：609—615．[6]侯建锋，姜瑞忠，王海江，等．定量表征单砂体注采关系的流线方法[J]．油气地质与采收率，2007，14(3)：97—100．(上接第37页)高，应用原始相渗在补孔后产油量高于历史油量。将原始相渗后期油相渗透率降低，水相渗透率升高，应用调[2]整后相渗曲线，使后期产油量减少，拟合较好。[3]6结论[4]相渗曲线在数值模拟中是影响产油量和含水的重要因素，在数值模拟中一般可分为演化、调整等应用，[5]在油井参数发生频繁变化时，已有相渗曲线不能满足历史拟合需求，可根据需求进行分段应用相渗曲线。[6]参考文献：[1]王国先，谢建勇．储集层相对渗透率曲线形态及开采特征[J]．新疆石油地质，2005，11(3)：301—304．潘举玲．数值模拟中油水相对渗透率曲线的处理方法[J]．油气地球物理，2007，5(4)：17—19．马志远。高雅文．油藏相对渗透率[M]．北京：石油工业出版社．1989：19—120．A1-Otaibi，SS；A1-Majed，AA，Factorsaffectingpseudorela-tivepermeabilityeurves[JJ．ELSEVIERSCIENCEBV，1998．徐文熙，李秀生，田冷，袁春华．油水相对渗透率曲线在特高含水油藏中的应用[J]．内蒙古石油化工，2006，32(11)：114—115．张学文，尹家宏．低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征[J]．特种油气藏，1999，6(2)：27—31．(上接第43页)[4]朱彦群，李冬梅，崔显涛，等．胡七南断块注采技术界限研究[J]．石油天然气学报，2006，28(2)：123—124．[5]朱小影，周红，余训兵．麻黄山西区块宁东油田3，5井区合理注水强度的计算[J]．石油天然气学报，2009，31(3)：262-264．[6]唐海，杨晓蓓，马小明，李军，等．用毛管压力曲线确定合理注水强度[J]．西南石油学院学报，2002，24(5)：5l一53．[7]马景民．用压力因数法确定萨一组合理注水强度界限[J]．大庆石油学院学报，2007，31(3)：38—40． 相渗曲线在精细油藏描述中的应用作者：康丽侠，李玉强作者单位：康丽侠(中国石油长庆油田分公司第四采油厂,宁夏银川,750006)，李玉强(第四安全环保监督站,陕西靖边,718500)刊名：石油化工应用英文刊名：PetrochemicalIndustryApplication年，卷(期)：2013,32(7)参考文献(6条)1.王国先;谢建勇储集层相对渗透率曲线形态及开采特征2005(03)2.潘举玲数值模拟中油水相对渗透率曲线的处理方法2007(04)3.马志远;高雅文油藏相对渗透率19894.Al-Otaibi,SS;A1-Majed,AAFactorsaffectingpseudorelativepermeabilitycurves19985.徐文熙;李秀生;田冷;袁春华油水相对渗透率曲线在特高含水油藏中的应用[期刊论文]-内蒙古石油化工2006(11)6.张学文;尹家宏低渗透砂岩油藏油水相对渗透率曲线特征[期刊论文]-特种油气藏1999(02)引用本文格式：康丽侠.李玉强相渗曲线在精细油藏描述中的应用[期刊论文]-石油化工应用2013(7)