[发明专利]一种水驱气藏衰竭式水侵开发物理模型实验方法

说明书

本发明属于油气田开发技术领域，具体为一种水驱气藏衰竭式水侵开发物理模型实验方法，包括能量供给系统、三维水侵物理模型测量系统、饱和度探针数据采集系统和气水计量系统；所述三维水侵物理模型测量系统由支架，倾角测量尺，注水孔，以及模型填砂腔体组成，所述模型填砂腔体内设置有高、中、低三层饱和度探针，每一层水平方向等间距布六个饱和度探针，垂直方向等间距布六个饱和度探针，所述模型填砂腔体靠近注水孔两侧安装渗透挡板，其结构合理，该水驱物理模型可以模拟一侧水侵对气水两相渗流的影响和两侧都发生水侵对气水两相渗流的影响，可操作性强，可重复性强。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，具体为一种水驱气藏衰竭式水侵开发物理模型实验方法。

背景技术

我国大多数气藏均属不同程度的水驱气藏，其中边底水活跃气藏约占40％～50％。水驱气藏资源量十分巨大，具有较高的开采价值。但水体侵入速度、气水分布差异对气藏开发方式、采收率及剩余气分布均有不同程度的影响，尤其是边底水活跃气藏易造成水体突进过快，驱替前缘指进严重而影响气体采收率。水驱气藏开发过程中，压力降沿着径向向气藏边界传播，到达气藏边界后导致边水侵入气藏形成气水两相流动。在气藏开采初期，气藏内压力较大，边水侵入量较小，侵入速度较慢，侵入水前缘均匀向前推进，形成活塞式驱替模式，但是随着气藏的开采，气藏内压力不断下降，在压差的作用下，边水大量侵入气藏使得尚未来得及驱出的气体被封闭形成剩余气，从而导致气井产量急剧下降，甚至发生水淹，从而对气藏的采收率产生较大影响。据统计，气驱气藏采收率约80％～95％，而水驱气藏采收率仅40％～60％，显然水驱气藏采收率远低于常规气驱气藏，必然影响水驱气藏经济效益。对于水驱气藏而言，侵入水导致气藏中形成气水两相渗流使气体的渗流阻力增大，大量气井水淹容易在气藏中形成封闭气而无法采出，同时，侵入水又作为一种驱替能量，减缓气藏压降速度，有利于气藏的开采。如何合理的利用侵入水这种天然能量对于延长无水采气期和单井见水时间，从而提高水驱气藏采收率至关重要。当然，要想合理利用侵入水资源，就必须首先搞清楚水侵入气藏后，气藏内气水两相渗流规律以及侵入水的波及范围。

国内外研究人员主要通过微观可视化实验、室内岩心实验、数值模拟技术以及三维物理模型实验来分析水驱气藏两相渗流规律和影响因素，以期获得无水采气时间、侵入水波及范围和气藏采收率等参数。微观可视化实验是基于CT扫描图像研究气水两相渗流微观机理，从微观角度上分析气水两相在孔隙和吼道中的流动规律，可一定程度上帮助研究人员了解气水两相微观流动方式，但是由于CT取芯样品尺寸的限制，很难获得宏观水侵规律及波及范围。室内岩心实验也是人们常用的研究气水两相渗流规律的方法之一，室内岩心实验主要研究侵入水沿着岩心横截面的侵入速度及侵入模式，主要从二维岩心尺度出发，往往忽略重力对气水两相渗流规律的影响。数值模拟方法人为影响较大，需要相关实验验证与校准。目前研究气水渗流的三维物理模型实验都是通过填砂模型完成的，常见的一种是圆筒形填砂模型，该类模型适用于封闭弹性气藏或者是高温高压圆形封闭气藏，以平面径向流研究为主。另外一种是长方体三维物理模型，在模型中按照一定规律布饱和度探针来实时检测气水分布规律。这类模型更适用于水驱气藏侵入水渗流规律的研究。