稠油油藏降粘压驱的数模表征方法与流程

1.本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法。


背景技术：

2.胜利油田稠油油藏资源丰富，但稠油开发过程中，“波及范围小，含水上升快，油井液量低”等问题严重制约稠油油藏的开发效果。
3.稠油油藏降粘驱开发过程中，受驱替相与被驱替相粘度比的影响，驱替相在油藏中容易沿高深条带发生窜进，导致驱替相的有效波及范围小，且油井含水上升速度快，驱替效果差。且稠油油藏本身存在较高的启动压力，需要损耗部分注采井间压差以克服稠油油藏的启动压力，从而导致有效驱替压差较小，油井液量低，进而影响油井产能。因此需深入研究，探索大幅提高稠油油藏动用程度的手段，实现稠油油藏的经济高效开发。
4.降粘压驱是以极高的注入速度在短时间内实现稠油油藏的大量水溶性降粘剂溶液的注入，以起到在稠油降粘的同时，迅速提高地层压力系数，在油藏中形成人造高压，克服注采井间启动压力，从而提高油藏的有效驱替压差，起到提高油井液量的作用。由于降粘压驱的注入压力接近地层破裂压力，在降粘压驱注入过程中，注入井附近会形成大量的网状微裂缝并持续均匀向地层扩展，降粘剂溶液会随着微裂缝的扩展进入油藏深部，扩大降粘体系的波及范围。且降粘压驱形成的微裂缝可有效降低油藏非均质性的不利影响，有利于降粘体系的均衡推进。
5.在申请号：cn201710615404.5的中国专利申请中，涉及到稠油油藏化学驱数值模拟方法，包括：收集参数；建立表征稠油化学驱驱油机理的数模模型参数的计算处理方法；定义多组分多相模型；采用室内物理模拟实验中使用岩心或填砂模型的尺寸、物性和流体性质，建立室内实验规模稠油化学复合驱数值模拟模型，修正表征稠油化学驱驱油机理数模模型参数；将矿场三维油藏地质模型与实际矿场生产数据导入已经拟合好的室内实验规模稠油化学复合驱数值模拟模型，建立矿场规模三维稠油化学复合驱数值模拟模型。该发明为开展稠油油藏化学复合驱矿场应用效果预测数值模拟打下基础，在完善稠油化学复合驱驱油机理定量化表征模型的同时，为探究稠油化学复合驱驱油应用提供了理论依据。
6.在申请号：cn201310668360.4的中国专利申请中，涉及到一种非均相复合驱油体系数值模拟方法，该方法包括:求解水相压力方程和油相压力方程；求解相饱和度方程和各个组分的质量守恒方程，计算当前时间步的预交联凝胶颗粒浓度；根据预交联凝胶颗粒残余阻力系数曲线来插值计算当前时间步的预交联凝胶颗粒残余阻力系数；计算预交联凝胶颗粒悬浮液的粘度；以及修正达西定律的流度系数，并根据达西定律计算水相流动速度，转入下一个时间步的相压力方程计算，直至非均相复合驱模拟时间结束。该非均相复合驱油体系数值模拟方法建立了描述非均相复合驱封堵调剖、运移调驱特征的数学模型，提出了有效表征预交联凝胶颗粒驱替机理的数值模拟方法。
7.在申请号：cn202010176052.x的中国专利申请中，涉及到一种多元热流体热采油
藏数值模拟方法，步骤一：进行pvt实验，利用测试得到的数据得到多元热流体pr-eos状态方程；基于该状态方程求出多元热流体-稠油体系的相图；步骤二：进行储层伤害评价实验，建立多元热流体储层伤害数学模型；步骤三：利用步骤一、步骤二得到的新型多元热流体pr-eos状态方程和储层伤害数学模型，建立多元热流体数值模拟方法，并进行编程实现，得到多元热流体数值模拟器；通过数值模拟器得到多个在不同条件下多元热流体热采的施工方案，进行比较，得到最优的方案。使用该方案，能有效解决现有多元热流体热采油藏数值模拟方法无法准确描述多元热流体相态特征和多元热流体对储层伤害的问题。
8.在降粘压驱开发过程中，数值模拟是预测降粘压驱开发动态的最重要手段。但目前对于降粘压驱的数模表征并没有较为成熟的方法，为此我们发明了一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法，解决了上述技术问题。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种确定油水在油藏中的流动及分布状态，对油藏的生产动态进行预测的稠油油藏降粘压驱的数模表征方法。
10.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：油藏压驱开发最优注水量的计算方法，该稠油油藏降粘压驱数模表征方法包括：
11.步骤1：测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系；
12.步骤2，对降粘剂性能进行数模表征；
13.步骤3：对油藏微裂缝特征进行表征；
14.步骤4：对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线；
15.步骤5：计算得到油藏当前压力，然后根据油藏压力值对相渗曲线进行插值，确定油藏当前状态的相渗曲线；
16.步骤6：计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。
17.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
18.在步骤1中，降粘剂的降粘率随浓度的变化关系需要通过实验测定；降粘率于降粘剂浓度之间关系具有如下形式：
19.f＝a
×
ln(c)+b
20.其中，f为降粘剂的降粘率，c为降粘剂的浓度，a、b为系数。
21.在步骤2中，对步骤1中的实验结果进行拟合，并将拟合结果转换为非线性降粘系数表，用以对降粘剂性能进行数模表征。
22.在步骤2中，非线性降粘系数表具有如下形式：
23.降粘剂浓度c1c2……c10c11
降粘率f1f2……f10f11
24.在步骤3中，以矿场小型压裂数据为基础，得到油藏微裂缝产生时的裂缝开启压力以及裂缝闭合压力，以及微裂缝开启、闭合状态下的油藏渗透率。
25.在步骤3中，表征微裂缝状态的开启压力pmax、闭合压力pmin以及油藏渗透率，是通过本区块的小型压裂施工数据得到。
26.在步骤4中，对步骤3中的小型压裂数据进行拟合，得到分别对应于裂缝开启状态
下的相渗曲线、裂缝闭合状态下的相渗曲线。
27.在步骤5中，根据降粘压驱参数，计算得到油藏当前压力，然后根据油藏压力值对相渗曲线进行插值，确定油藏当前状态的相渗曲线。
28.在步骤5中，当前油藏压力pr是根据降粘压驱参数计算所得；根据计算得到的pr与开启压力pmax、闭合压力pmin之间关系，以及裂缝开启状态下的相渗曲线、裂缝闭合状态下的相渗曲线，通过内插值计算当前油藏压力pr所对应的相渗曲线。
29.在步骤5中，当前油藏压力pr与开启压力pmax、闭合压力pmin之间的关系为：
30.α＝(pr-pmin)/(pmax-pmin)
31.其中，α为当前油藏压力对应的无因次系数。
32.在步骤6中，通过耦合步骤2中的降粘剂性能参数、步骤5中的油藏当前状态相渗曲线，计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。
33.本发明的一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法，通过实验确定降粘剂性能参数，通过数模拟合实现降粘剂性能的数模表征；以矿场小型压裂数据为基础，确定油藏的微裂缝开启、闭合压力以及不同状态下的渗透率，对微裂缝特征进行描述，进而通过数模拟合得到不同状态的相渗曲线；在数模软件中输入降粘压驱参数，计算得到油藏压力，根据压力对相渗曲线进行插值，确定渗流参数；在数模中耦合降粘剂性能参数、渗流参数，计算粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征，为稠油油藏降粘压驱开发注入参数的数模优化提供支持。
附图说明
34.图1为本发明的一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法中，具体实例的流程图；
35.图2为本发明的一具体实例中降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系图；
36.图3为本发明的一具体实例中，微裂缝闭合压力、微裂缝开启压力对应的相渗曲线，以及通过油藏压力插值计算后的相渗曲线的示意图；
37.图4为本发明的另一具体实例中降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系图；
38.图5为本发明的另一具体实例中，微裂缝闭合压力、微裂缝开启压力对应的相渗曲线，以及通过油藏压力插值计算后的相渗曲线的示意图。
具体实施方式
39.为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施示例，并配合所附图式，作详细说明如下：
40.本发明提供一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法，包括：
41.步骤1：通过实验测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系；
42.步骤2：通过油藏数值模拟软件对步骤1中的实验结果进行拟合，并将拟合结果转换为非线性降粘系数表，用以对降粘剂性能进行数模表征；
43.步骤3：以矿场小型压裂数据为基础，得到油藏微裂缝产生时的裂缝开启压力以及裂缝闭合压力，以及微裂缝开启、闭合状态下的油藏渗透率；
44.步骤4：通过油藏数值模拟软件对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线；
45.步骤5：在数值模拟软件中输入降粘压驱参数，计算得到油藏当前压力，然后根据油藏压力值对相渗曲线进行插值，确定油藏当前状态的相渗曲线；
46.步骤6：通过数值模拟软件耦合步骤2中的降粘剂性能参数、步骤5中的油藏相渗曲线，计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。
47.该稠油油藏降粘压驱的数模表征方法通过实验确定降粘剂性能参数，通过数模拟合实现降粘剂性能的数模表征；以矿场小型压裂数据为基础，确定油藏的微裂缝开启、闭合压力以及不同状态下的渗透率，对微裂缝特征进行描述，进而通过数模拟合得到不同状态的相渗曲线；在数模软件中输入降粘压驱参数，计算得到油藏压力，根据压力对相渗曲线进行插值，确定渗流参数；在数模中耦合降粘剂性能参数、渗流参数，计算粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征，为稠油油藏降粘压驱开发合理注入参数的数模优化提供支持。
48.以下为应用本发明的几个具体实施例
49.实施例1
50.在应用本发明的一具体实施例1中，该稠油油藏降粘压驱的数模表征方法包括了以下步骤：
51.在步骤1中，通过实验测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系。降粘率于降粘剂浓度之间关系具有如下形式：
52.f＝a
×
ln(c)+b
53.其中，f为降粘剂的降粘率，c为降粘剂的浓度，a、b为系数。
54.在步骤2中，通过油藏数值模拟软件对步骤1中的实验结果进行拟合，并将拟合结果转换为非线性降粘系数表，用以对降粘剂性能进行数模表征。非线性降粘系数表具有如下形式：
55.降粘剂浓度c1c2……c10c11
降粘率f1f2……f10f11
56.在步骤3中，以矿场小型压裂数据为基础，得到油藏微裂缝产生时的裂缝开启压力pmax、裂缝闭合压力pmin，以及微裂缝开启、闭合状态下的油藏渗透率，对油藏微裂缝特征进行表征；
57.在步骤4中，通过油藏数值模拟软件对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线；
58.在步骤5中，在数模软件中输入降粘压驱参数，计算得到油藏当前压力pr，并确定pr与开启压力pmax、闭合压力pmin之间关系：
59.α＝(pr-pmin)/(pmax-pmin)
60.然后插值计算当前油藏压力对应的相渗曲线krow：
61.krow＝kmin+α
×
(kmax-kmin)
62.其中，krow为当前油藏压力下的相渗曲线，kmin为微裂缝闭合压力pmin对应的相渗曲线，kmax为微裂缝启动压力pmax对应的相渗曲线。
63.在步骤6中，通过数值模拟软件耦合步骤2中的降粘剂性能参数、步骤5中的油藏当前状态相渗曲线，计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。
64.实施例2
65.在应用本发明的一具体实施例2中，如图1所示，图1为一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法的流程图。本发明的稠油油藏降粘压驱的数模表征方法包括：
66.在步骤101中，通过实验测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系。降粘率于降粘剂浓度之间关系具有如图2所示，降粘率与降粘剂浓度之间具有关系式：
67.f＝43.56
×
ln(c)+101.51
68.其中，f为降粘剂的降粘率，c为降粘剂的浓度。
69.在步骤102中，通过油藏数值模拟软件对步骤1中的实验结果进行拟合，并将拟合结果转换为非线性降粘系数表，用以对降粘剂性能进行数模表征。非线性降粘系数表如表1所示。
70.表1通过数模拟合实验结果后得到的非线性降粘系数表
71.降粘剂浓度(％)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0降粘率(frac)0.0000.4210.4860.6560.6890.7280.8010.8900.9270.9651.000
72.在步骤103中，以矿场小型压裂数据为基础，得到油藏微裂缝产生时的裂缝开启压力pmax为42mpa、裂缝闭合压力pmin为27mpa，以及微裂缝开启状态下油藏渗透率为3720md，微裂缝闭合状态下的油藏渗透率为670md。
73.在步骤104中，通过油藏数值模拟软件对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线，如图3所示。
74.在步骤105中，在数模软件中输入降粘压驱参数，计算得到油藏当前压力36mpa，并确定当前油藏压力与开启压力42mpa、闭合压力27mpa之间关系：
75.α＝(pr-pmin)/(pmax-pmin)＝(36-27)/(42-27)＝0.6
76.然后插值计算当前油藏压力对应的相渗曲线，计算得到的相渗曲线如图3所示。
77.在步骤106中，通过数值模拟软件耦合步骤102中的降粘剂性能参数、步骤105中的油藏当前状态相渗曲线，计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。
78.实施例3
79.在应用本发明的一具体实施例3中，如图1所示，图1为一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法的流程图。本发明的稠油油藏降粘压驱的数模表征方法包括：
80.在步骤101中，通过实验测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系。降粘率于降粘剂浓度之间关系具有如图4所示，降粘率与降粘剂浓度之间具有关系式：
81.f＝26.45
×
ln(c)+101.64
82.其中，f为降粘剂的降粘率，c为降粘剂的浓度。
83.在步骤102中，通过油藏数值模拟软件对步骤1中的实验结果进行拟合，并将拟合结果转换为非线性降粘系数表，用以对降粘剂性能进行数模表征。非线性降粘系数表如表2所示。
84.表2通过数模拟合实验结果后得到的非线性降粘系数表
85.降粘剂浓度(％)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91降粘率(frac)0.0000.3780.5940.6990.8130.8570.9010.9330.9460.9650.983
86.在步骤103中，以矿场小型压裂数据为基础，得到油藏微裂缝产生时的裂缝开启压
力pmax为48.2mpa、裂缝闭合压力pmin为30.7mpa，以及微裂缝开启状态下油藏渗透率为2880md，微裂缝闭合状态下的油藏渗透率为420md。
87.在步骤104中，通过油藏数值模拟软件对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线，如图5所示。
88.在步骤105中，在数模软件中输入降粘压驱参数，计算得到油藏当前压力42.4mpa，并确定当前油藏压力与开启压力48.2mpa、闭合压力30.7mpa之间关系：
89.α＝(pr-pmin)/(pmax-pmin)＝(42.4-30.7)/(48.2-30.7)＝0.67
90.然后插值计算当前油藏压力对应的相渗曲线，计算得到的相渗曲线如图5所示。
91.在步骤106中，通过数值模拟软件耦合步骤102中的降粘剂性能参数、步骤105中的油藏当前状态相渗曲线，计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。
92.本发明以降粘剂性能评价实验、矿场小型压裂数据为基础，通过计算降粘压驱过程中的油藏压力，结合微裂缝开启、闭合状态下的相渗曲线，以插值计算的方式获取油藏当前状态的相渗曲线，并于表征降粘剂性能的非线性降粘系数耦合，确定油水在油藏中的流动及分布状态，对油藏的生产动态进行预测。
93.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
94.除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

技术特征：
1.稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，该稠油油藏降粘压驱数模表征方法包括：步骤1：测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系；步骤2，对降粘剂性能进行数模表征；步骤3：对油藏微裂缝特征进行表征；步骤4：对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线；步骤5：计算得到油藏当前压力，然后根据油藏压力值对相渗曲线进行插值，确定油藏当前状态的相渗曲线；步骤6：计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。2.根据权利要求1所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤1中，降粘剂的降粘率随浓度的变化关系需要通过实验测定；降粘率于降粘剂浓度之间关系具有如下形式：f＝a
×
ln(c)+b其中，f为降粘剂的降粘率，c为降粘剂的浓度，a、b为系数。3.根据权利要求1所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤2中，对步骤1中的实验结果进行拟合，并将拟合结果转换为非线性降粘系数表，用以对降粘剂性能进行数模表征。4.根据权利要求3所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤2中，非线性降粘系数表具有如下形式：降粘剂浓度c1c2……
c
10
c
11
降粘率f1f2……
f
10
f
11
。5.根据权利要求1所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤3中，以矿场小型压裂数据为基础，得到油藏微裂缝产生时的裂缝开启压力以及裂缝闭合压力，以及微裂缝开启、闭合状态下的油藏渗透率。6.根据权利要求5所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤3中，表征微裂缝状态的开启压力pmax、闭合压力pmin以及油藏渗透率，是通过本区块的小型压裂施工数据得到。7.根据权利要求1所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤4中，对步骤3中的小型压裂数据进行拟合，得到分别对应于裂缝开启状态下的相渗曲线、裂缝闭合状态下的相渗曲线。8.根据权利要求1所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤5中，根据降粘压驱参数，计算得到油藏当前压力，然后根据油藏压力值对相渗曲线进行插值，确定油藏当前状态的相渗曲线。9.根据权利要求8所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤5中，当前油藏压力pr是根据降粘压驱参数计算所得；根据计算得到的pr与开启压力pmax、闭合压力pmin之间关系，以及裂缝开启状态下的相渗曲线、裂缝闭合状态下的相渗曲线，通过内插值计算当前油藏压力pr所对应的相渗曲线。
10.根据权利要求9所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤5中，当前油藏压力pr与开启压力pmax、闭合压力pmin之间的关系为：α＝(pr-pmin)/(pmax-pmin)。其中，α为当前油藏压力对应的无因次系数。11.根据权利要求1所述的稠油油藏降粘压驱数模表征方法，其特征在于，在步骤6中，通过耦合步骤2中的降粘剂性能参数、步骤5中的油藏当前状态相渗曲线，计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。

技术总结
本发明提供一种稠油油藏降粘压驱的数模表征方法，该稠油油藏降粘压驱数模表征方法包括：步骤1：测定降粘剂降粘率随降粘剂浓度变化关系；步骤2，对降粘剂性能进行数模表征；步骤3：对油藏微裂缝特征进行表征；步骤4：对压裂数据进行拟合，得到微裂缝开启压力、闭合压力所对应的相渗曲线；步骤5：计算得到油藏当前压力，然后根据油藏压力值对相渗曲线进行插值，确定油藏当前状态的相渗曲线；步骤6：计算降粘压驱过程中油水在油藏中的流动及分布，实现稠油油藏降粘压驱的数模表征。该稠油油藏降粘压驱的数模表征方法实现了稠油油藏降粘压驱的数模表征，为稠油油藏降粘压驱开发注入参数的数模优化提供支持。数模优化提供支持。数模优化提供支持。


技术研发人员：王一平 李洪毅 曹小朋 刘西雷 杨艳霞 陈明铭 徐海港 唐亮 王传飞 孙钰
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2023/10/8