层间非均质性大型物理模型水驱开发效果研究天然气与石油.docVIP

利用探针法研究层间非均质模型水驱开发效果 李桂云1，杨胜来1，李武广1，娄毅1，李芳芳1 （1.中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，102249） 摘要：油水运移及波及规律的研究是非均质油藏开发的重点，为了在驱替过程中有效监测层间非均质各模型同一时刻的油水运移规律，清楚的了解油水剖面移动情况，依据油水在电性上的差异，利用饱和度探针法测量非均质模型水驱过程中的油水饱和度变化，方便人们随时掌握驱替动态及波及程度。三块模型同时水驱开采的情况下500mD模型采出程度最高为63.35%，150mD模型采出程度为49.06%，30mD模型采出程度为23.44%，关闭高渗模型，150mD和30mD的采出程度分别提高到56.79%和48.57%。结果表明层间非均质油藏开发时，注入水主要沿高渗层流动，在开发后期通过封堵高渗层使注入流体向中低渗层流动，可以有效提高中低渗层的采出程度。对单块模型来说，将开发井网由五点法调整为九点法，可以有效提高模型波及程度从而提高采收率。使用大型物理模型符合油田实际，使得实验结果的油田实用性较强，所得规律可以应用于油田实际开发。 关键字：层间非均质；饱和度探针法；物理模拟实验；饱和度图；采出程度 中图分类号: TE341 文献标识码: A 0前言 储层非均质性是储层表征的核心内容，其研究水平将直接影响到对储层中油气水的分布规律的认识和开发效果的好坏[1]。层间非均质性的研究重点是同时驱替时不同渗透率的各层间的驱替波及程度，各层之间采出程度，要明确了解这些就得动态监测油水运移规律。饱和度探针法在均质模型中的应用研究很多，但在大型非均质物理模型中的应用很少，本文主要利用探针法来监测层间非均质模型水驱时的油水饱和度分布情况。饱和度探针法[2-4]的原理是原油电阻率很高而地层水电阻率很低，利用电阻率的不同可以来分辨油水，实际实验时有一套电阻采集系统，使得测量准确而且方便。水驱过程中，通过电阻测量仪测量层间模型的电阻值，通过拟合公式得到含水饱和度值，根据数值画出饱和度图，从而可以很直观的看到油水运移情况。 1实验部分 1.1 实验装置与模型 实验装置包括超长岩芯驱替系统，美国ISCO泵，高温高压中间容器，压力表，电阻采集系统：电阻仪，单片机，数据输出软件，计算机。 实验用物理模型为石英砂胶结模型，500mD、150mD、30mD模型尺寸均为 30.3cmx30.3cmx3.8cm。每块模型上布49对探针，总共147对探针，探针对与探针对之间的距离为4cm，一个探针对的两个探针间距离为1cm。模型用环氧树脂进行密封浇筑。 标定实验模型为物性参数与实验模型参数相同的长方体模型，模型尺寸为：31cmx4cmx4cm，标定模型上布7对探针，探针之间距离与实验模型的相同。图1为标定试验流程图。 图1 标定实验流程图 1.2 实验流体与实验条件 注入水为矿化度为104mg/L的KCl溶液，实验用油为濮城油田西区沙二上2+3油藏的原油与煤油配制的模拟油，在实验温度55℃下粘度为1.25mPa.s。 1.3 实验标定 为了准确确定各点的含水饱和度变化情况，在实验前要先通过标定实验得到电阻值与饱和度之间的关系。将油水按设定的比例（19:1，9:1，4:1，1:1，1:4）注入模型，测定在不同含水饱和度下的电阻值，得到探针的电阻值与饱和度之间的关系如图2。 图2 电阻值与饱和度关系标定图 大模型实验最后是通过电阻值求得含水饱和度值，所以通过曲线拟合出了利用电阻值求饱和度的关系式为：SW=525.31*R^(-0.5329)，通过该式就可通过各点的电阻值算出该点的饱和度。 1.4 实验关键点及步骤 实验中有以下4个关键点：（1）测定模型孔渗参数时，先用氮气吹一下模型内可能存在的石英砂碎屑，以防实验过程中阻塞井眼。（2）实验前对模型进行抽真空操作，以减小饱和水时存在的气水两相流阻力，实验模型很大，故抽真空时间要维持在12小时以上。（3）饱和水之前要对管线进行排空，当管线内充满水后再开模型入口阀门，每次切换釜时都要对釜内的流体进行排空，以避免三相流流动。（4）模型浇铸时会使探针表面附有一层胶，连接导线时要先把探针上的胶刮干净，否则电阻值会很大。探针与导线之间一定要焊接牢固，同时要避免导线间的干扰，以保证测量数据的准确性。 实验步骤：（1）模型基本参数测定：模型称干重，测定系统死体积，气测渗透率和孔隙度，模型抽真空。（2）饱和水 以恒速3ml/min饱和水，充分饱和且稳定后测水相渗透率，饱和完后称湿重，称重法算孔隙体积及孔隙度。（3）饱和油 以恒压0.3MPa饱和油，待出口端完全出油后饱和完毕，测定完全饱和油后的电阻值。（4）水驱油 以恒压0.3MPa驱油，开始高渗模型流速快，每隔15min测一次电阻，后期可每隔1h