[发明专利]裂缝性油藏逆向渗吸采收率预测方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体地说，涉及一种预测裂缝性油藏逆向渗吸采收率的方法，特别是针对存在孤立裂缝的基质岩块。

背景技术

裂缝性油藏中原油的采收率低、见水早，基质内原油的驱替难度大。对于裂缝性油藏，特别是低渗透油藏，通常是见高含水后，采取闷井停产一段时间后再生产，依靠毛管力作用，即渗吸作用来驱替基质内部的原油。闷井时间的长短、渗吸作用下的采收率变化等方面的研究对裂缝性油藏提高开采率具有重要的意义。

现有的基质内渗吸采收率预测方法主要有三种：室内实验、解析解分析和数值解分析。大多集中在室内小尺度岩样的实验分析和确定采收率与无因次时间t_D之间的变化曲线上(Mattax、Kyte(1962)；Bourbiaux、Kalaydjian(1990)；Zhang(1996))。Zhang等人(1996)的实验表明：不同的边界条件下得到的采收率与t_D之间的变化曲线，均逼近统一表达式。Cilet等人(1998)实验分析了逆向渗吸过程中的影响因素，提出了预测采收率的关系式其中R为采收率，R_∞为最终采收率，常数ω_D和n取0.0033和0.6，t_D为无量纲时间。还有研究者通过数学计算的方法来研究渗吸过程中的采收率，给出了逆向渗吸过程中预测采收率的解析表达式其中为无量纲时间(Zimmerman和Bodvasson(1989)；Zimmerman(1990)；Chen(1995)；Tavassoil(2005)；Li(2011))。Ma等人(1997)通过不同亲水类型的岩石实验结果分析，认为不同亲水类型的岩心，其采收率与无因次时间t_D的变化曲线相似，最后均可通过采收率与无因次时间t_D来表示，并给出关系式其中，R为采收率，R_∞为最终采收率，α为常数，当取α＝0.05时适用于大多数实验结果。Ma等人给出的关系式适用于强亲水介质，且忽略了润湿性的影响。Gupta和Civan(1994)和Cil(1998)引入了油水接触角θ的余弦项，代表介质的润湿性影响。当介质亲水时，则cosθ＝1，当忽略润湿性的影响，则α是接触角分布的函数。Zhou(2002)通过高孔隙度低渗透率的岩心的物理实验，研究了较大流度比范围的渗吸过程，并给出了新的表达式其中t_D为无量纲时间，t为时间，k为渗透率，φ为孔隙度，σ为表面张力，θ为接触角，μ_nw为流体粘度，L_c特征长度。采用数值模拟的方法来研究渗吸过程(Pooladi-Darvish、Firoozabadi(2000)；Behbahani(2006)；Bagherinezhad、Pishvaie(2014))，大多是建立在连续介质模型基础上，Behbahani(2006)应用模拟软件，采用细网格模拟渗吸过程。上述三种方法各有优势和不足：

(1)室内物理实验是地下基质岩心在室内条件下物理过程的真实再现。但室内岩心大多是圆柱形或者长方体等规则形状；鉴于物理过程的缓慢性和实验条件的有限性，大多实验岩样尺寸为小岩心岩样；在室内实验过程中，借助于测量仪器仪表实现实验数据测量，一方面测量数据具有局限性，另一方面测量数据容易受到人为干扰和存在测量误差；物理实验岩心的加工制作时间和物理实验过程耗时比较长，需要实验周期和人力时间较长。

(2)渗吸作用的解析解是对渗吸过程采用数学方程进行描述，求解控制方程的解析解。但要求岩心模型为均匀各向同性，难以适用于非均质和各向异性情况，对于岩样内部发育裂缝的情况更无法获得其解析解；方程是建立在圆柱坐标或者笛卡尔坐标下，解析解可用于分析圆柱或者长方体等规则形状的渗吸规律，难以适用于不规则形状的岩样模型。

(3)数值模拟是采用数值法求解控制方程来预测渗吸过程。数值模拟可以适用于不规则形状的岩样模型；数值模拟可以方便的模拟不同边界条件、不同岩样模型大小、不同时刻的渗吸状况，可以获得模型中任意网格点处的数值，具有省时边界、获得数据量丰富的优点。当前数值模拟主要基于连续介质模型。

目前，在逆向渗吸研究中，研究者认为，无论哪一种方法获得的采收率R和无因次时间t_D之间的变化关系均可表示成：

其中，R为采收率，R_∞为最终采收率，α为常数，当取α＝0.05时适用于大多数实验结果。