一种适用于水驱开发全过程的新型水驱曲线推导及应用

常规水驱特征曲线可以较好描述中高含水阶段水驱动态规律,但在特高含水阶段,水驱特征曲线会偏离原来直线关系,进而导致对生产动态的预测分析误差增大。本文对高、特高含水阶段油水相对渗透率比值的对数与含水饱和度相关性进行了重新拟合,得出了一条能够准确描述相渗曲线形态特征的油水相对渗透率比值表达式。在此基础上推导出了一种适用于水驱开发全过程的新型水驱特征曲线,表达式中所涉及的相关参数在高含水和特高含水阶段呈线性相关,通过这种线性相关性的外推,可以方便地实现对生产动态的准确预测。与传统水驱特征曲线相比,传统甲型水驱特征曲线也是本文所提出的新型水驱特征曲线的一个特殊表达形式。最后通过数值模拟对新型注水型曲线的准确性进行了论证,通过胜利油田、大港油田和冀东油田典型区块的生产数据对新型注水型曲线的实用性和先进性进行了验证。研究结果表明,新型注水型曲线与传统曲线相比具有更高的精度和可行性。     

水驱砂岩油藏特高含水期开发动态预测方法

水驱油田进入特高含水期后含油饱和度进一步降低,引起油水渗流特性发生突变,使得在大多数水驱油田广泛使用的开发指标预测方法误差增大。本文在前人研究的基础上利用贝克莱水驱油理论和韦尔奇含水饱和度公式将渗流特征关系、产量递减规律与典型水驱特征曲线进行联合求解,推导出多种包含时间参数的特高含水期开发指标预测新方法,此方法包含了水驱特征曲线法和递减规律的优点。通过油藏数值模拟结果对比验证得出二次型模型准确度最高,预测误差在允许范围内并且简便易实现,对实际油田开发具有一定的实际指导意义。     

特高含水阶段水驱油藏开发指标计算方法研究

水驱油藏的含油饱合度在特高含水期进一步降低,引起油水渗流特性发生突变,使得在大多数水驱油田广泛使用的开发指标预测方法误差增大。在前人研究的基础上利用贝克莱水驱油理论和韦尔奇含水饱和度公式将渗流特征关系、产量递减规律与典型水驱特征曲线进行联合求解,推导出多种包含时间参数的特高含水期开发指标预测新方法;此方法包含了水驱特征曲线法和递减规律的优点。通过油藏数值模拟结果对比验证得出二次型模型准确度最高,预测误差在允许范围内并且简便易实现,对实际油田开发具有一定的实际指导意义。     

特高含水期产量递减分析及递减率表征公式

特高含水期产量递减率与产量递减曲线可用于预测可采储量与剩余油可采储量,对特高含水期的开发调整具有重要意义。采用阿尔普斯(Arps)产量递减曲线拟合特高含水期前的产量数据,并预测特高含水期的产量,发现预测结果与实际产量的误差较大、不能描述特高含水期产量递减规律。基于这一问题,从反应油水两相渗流本质的相渗曲线出发,结合油水流动运动方程及稳定状态逐次替换法,推导了特高含水期产量递减率表征,重新认识了特高含水期产量递减规律。研究表明,特高含水期油井产量递减规律为指数递减;由于进入特高含水期后,油相相对渗透率变化率发生了变化;导致基于特高含水期前的产量递减数据拟合的指数递减不能准确预测特高含水期油井产量。在预测特高含水期产量时,需利用特高含水期的产量递减数据进行指数递减曲线拟合。     

一种新型水驱特征曲线关系式的理论推导

以中含水阶段油水相对渗透率比与含水饱和度成半对数直线关系为基础,结合贝克莱-列维尔特等饱和度面移动方程,利用物质平衡原理,推导出一种含水率与累积产液量关系的水驱特征曲线。剖析了该曲线特征,阐述了新型水驱特征曲线先减后增主要是由含水率对含水饱和度导数的多值性造成的,并且通过理论证明应该在含水率大于50%以后寻找水驱特征曲线的直线段,与传统经验认识相一致,同时提出如何合理选取线性回归起始点以提高预测精度。实例证明,该水驱特征曲线对于油田生产开发指标预测具有一定的实用性。     

考虑储层参数时变的相对渗透率曲线计算方法

针对目前水驱油藏相对渗透率曲线计算方法未能考虑储层参数时变的问题,开展了理论研究。基于新型的近似理论水驱曲线,推导建立了油相指数、水相指数、残余油饱和度下的水相相对渗透率等相对渗透率曲线关键参数的数学表征公式,同时结合残余油饱和度计算方法,构建了一种广泛适用的考虑储层参数时变效应的油水相对渗透率曲线动态计算方法,可直接根据生产数据计算长期水驱后的油藏相对渗透率曲线。应用实例表明,新方法求得油水相对渗透率曲线可有效反映油藏动态规律,为油田可采储量标定、剩余油分布规律研究、特高含水期油藏数值模拟历史拟合等提供了理论支持。     

特高含水期甲型水驱特征曲线的改进

室内试验和矿场实践表明,现有水驱特征曲线在特高含水期适用性差,出现偏离直线段上翘的现象,影响水驱开发动态的准确预测。为此,提出适用于特高含水期的新型水驱特征曲线。首先提出适用性较强的油水相对渗透率比值与含水饱和度关系表征方程,得到可以充分考虑开发后期上翘现象的新型水驱特征曲线,指出原有水驱特征曲线是新型水驱特征曲线在含水率较低时的一个特例,并提出通过公式转化和线性试差的方法求解新型水驱特征曲线方程中的参数。计算结果表明,新型水驱特征曲线在特高含水期预测开发动态比传统的水驱特征曲线更为准确。     

高含水期水驱特征曲线上翘时机的定量表征

目前,中国大庆、胜利等东部油田已整体进入特高含水阶段(含水率90%),室内试验和矿场实践表明,水驱特征曲线在特高含水期适用性差,出现偏离直线段上翘的现象,影响水驱可采储量的准确标定。为此,需要研究水驱特征曲线在油藏高含水阶段的适应条件。首先根据水驱特征曲线的理论推导过程,筛选出影响因素,包括相渗曲线、油水黏度比、地层渗透率等;然后基于正交设计和多元回归分析,讨论了各因素对水驱特征曲线上翘时机的影响程度,并对水驱特征曲线偏离直线段上翘时机进行了定量表征,得到了上翘时油藏平均含水率与相渗曲线、油水黏度比、地层渗透率等参数的关系表达式,据此表达式可确定水驱特征曲线在某一油藏的适用范围。     

高渗储层特高含水期渗流规律实验模拟及流场表征

以孤东油田七区西馆陶组Ng63+4砂层组地质特征为基础,设计二维平面物理模型进行水驱实验,组建压力、饱和度全程同时实时监测系统,并以绘制场图的形式表征模型内部压力及含水饱和度分布,系统地揭示了含水上升规律与压力、饱和度分布之间的关系。基于驱替过程中模型内部压力及含水饱和度分布的变化规律,推导出油水两相的速度分布及流线,通过调整注采关系改变流线,研究特高含水期供给边界及压力梯度的改变对储层油水两相饱和度分布的影响。建立质点迁移模型计算平面模型内部含水饱和度分布,并将预测值与实验测量值对比,认为长期注水冲刷及压力波动会导致储层的孔渗性及润湿性改变,进而导致油水两相相渗曲线改变。通过修正相渗曲线,预测得出与实验测量结论具有高相似度的含水饱和度分布,为高渗油藏特高含水期剩余油分布预测提供了一套新的思路。     

两种新型水驱特征曲线系列

水驱特征曲线法是用来预测水驱油田的产量及可采储量的重要方法,目前国内外学者对水驱特征曲线的研究,已有几十种水驱特征曲线的表达式,由于油田开发的复杂性,各类曲线很难定量描述油田开发的全过程,而只适用于某一特定阶段。基于前人提出的几种水驱特征曲线,提出了第2种水驱曲线结合第10种水驱曲线的新型水驱特征曲线以及丙型与第10种类型结合的新型水驱特征曲线,和经典的水驱特征曲线完全等效的一种水驱特征曲线表达式,并对新型特征曲线的形状和性质做了研究。通过实例分析,所建立的新型水驱特征曲线与实际数据拟合相关性更强,结果更可靠。     

基于Weibull模型的相渗关系表征研究

针对特低含水饱和度和特高含水饱和度时相渗关系表征误差较大的问题,通过对大量岩芯样品的相对渗透率测定实验数据进行详尽分析,发现水、油相对渗透率比值的自然对数ln（K_rw/K_ro）与标准化后的含水饱和度S_wn的双重自然对数ln（ln 1/SS_wn）之间具有良好的线性关系,两者符合Weibull函数关系。在此基础上,基于Weibull模型提出了一种新的相渗关系表征关系式,并以此为基础改进了相渗分流量方程的拟合计算方法。该方法及由其推导的相渗分流量方程较传统油层物理学方法计算的分流量方程在特低中含水期内能大幅度提高产水率的拟合精度。     

采用新型X射线装置研究礁灰岩渗流特征

针对礁灰岩油藏复杂的渗流特征,实验采用了一种新型的X射线装置;该装置是美国Coretest公司生产的XRSC—198 X射线线性扫描仪,它不仅可以完成常规的高温高压驱替实验研究,也可以进行岩芯驱替过程中流体饱和度和相渗曲线的测试。研究采用的是LH11-1礁灰岩油田取得的岩心,利用XRSC—198 X射线线性扫描仪开展了组合长岩心初期水驱油驱替实验和50倍水体驱替实验。研究了储层岩心水驱油两相渗流特征、驱替效率以及相渗特征。采用X射线扫描方式得到了驱替各个阶段含水饱和度分布情况。实验结果显示,对于礁灰岩油藏初期水驱阶段采收率较高,后续通过高倍水驱的方式也可以采出较少的剩余油。通过X射线扫描可以发现随着注入端流体的注入,X射线强度不断减弱,可以得到较明显的驱替前缘特征。在高倍水驱阶段,X射线强度变化很小,说明岩心内流体饱和度变化较小,原油采出较少。     

特低渗透油藏水驱油特征实验研究

针对特低渗—超低渗油层渗流特点,选取西峰油田长8油层21块岩心,通过室内水驱油实验研究,分析了低渗透油层驱油效率与储层渗透率的关系,驱油效率与注水倍数的关系,以及驱油效率与驱替压力梯度的关系.研究结果表明,低渗透油层在渗透率较低的范围内,随渗透率的降低,驱油效率则急剧降低;随注水倍数的增加,各含水阶段驱油效率增加的幅度不同,消耗的注水量也不同;随着驱替压力梯度的提高,驱油效率均呈上升趋势.     

水驱后三元复合驱全过程的相渗曲线变化趋势研究

选用大庆油田有代表性某储层天然岩心的平行样,水测渗透率分别在1 000、600、200×10-3μm2左右。采用恒速非稳态法分别测定了水驱、三元复合驱(注入0.8 PV)及后续水驱全过程的相对渗透率曲线。研究结果表明:注入三元复合体系溶液后相渗曲线形态发生明显变化:驱替相的相对渗透率先降后升,油相的相对渗透率先升后降;且相渗曲线的等渗点增加(本实验增加为3个);岩心渗透率越高,第一等渗点与第三等渗点的跨度越大,残余油饱和度越低。     

油水相对渗透率曲线预测模型建立及应用

油水相对渗透率曲线是油藏数值模拟中提高历史拟合精度和准确预测开发指标的关键参数。数值模拟中不同储层物性采用不同的相对渗透率曲线是十分必要的。以目标油田具有代表性的52条非稳态油水相对渗透率曲线为样本,利用交替条件期望方法,建立了束缚水饱和度、残余油饱和度、束缚水下油相渗透率和残余油下水相渗透率等端点值模型,结合油藏归一化平均相对渗透率曲线,形成了油水相对渗透率曲线预测模型。基于所建立的预测模型,可以得到目标油田不同储层物性对应的相对渗透率曲线,并应用于历史拟合过程中。历史拟合结果表明,历史拟合精度尤其是含水率急剧变化段的拟合精度有明显提高。该预测模型可广泛应用于相渗资料丰富的老油田的历史拟合和指标预测过程中,同时也为相对渗透率曲线网格化奠定了基础。