一种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵水试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵水试验方法，属于油田开发技 术领域。
【背景技术】
[0002] 华北油田砂岩油藏的主力油层多为河流相及辫状河河道沉积的薄油层，沉积特点 主要呈现缘于水流逐渐减小、向上粒度变细和层理规模逐渐变小等，特别是正韵律油层的 注水驱开发过程中，边水或注入水沿正韵律沉积主河道底部突进为主要水淹方式，开发过 程易造成注入水沿高渗透通道无效循环，表现为含水急剧上升、产油量下降，中、低渗透储 层动用程度差等问题，而堵水/调剖技术是保证水平井控水稳产的主要措施之一。
[0003] 水平井堵水/调剖技术经过近十年的研究发展，虽在部分油藏试验取得初步效 果，但多参照直井的做法，普遍采用笼统堵调工艺。目前底水脊进或裂缝突进的机理和堵水 /调剖剂作用机理多通过物理模拟实验，但目前的模型设计简单，仅能观察到现象，不能准 确推演本质，用量、压力、段塞的设计只能凭从直井得到的经验，特别对于高渗透条带状分 布砂岩油藏储层适应性亟待深入探讨和研究。
[0004] 现有的电模拟实验中油藏模型为盛有CuSO4溶液的电解槽，低压系统采用220V交 流电，铜带和铜丝模拟供给边界和水平井，方法适用于复杂水平井开采井网、水平井一直井 联合开采井网、裂缝油藏水平井井网的渗流机理研究，可直接测量压力、产能参数以及等势 线的分布。文献检索电模拟技术对于堵水/调剖提高采收率的研究较少，且水平井堵水理 论、手段和方法尚不明确，特别堵剂定位放置技术研究还不成熟，缺少科学的研究方法和量 化手段，没有形成统一的认识，尤其在堵调剂的定位放置、封堵强度和储层适应性研究上仍 存瓶颈。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵 水试验方法，针对河流相沉积的砂岩油藏进行堵水实施效果预测并提高水驱采收率。能够 定量预测堵水措施后水平井渗流和压力分布变化，而且提出了基于电桥模拟试验的堵水剂 定位放置技术和封堵强度设计依据，为水平井开发提高采收率提供决策性依据。
[0006] -种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵水试验方法，采集考虑储层、油水关系、 生产情况和水平井测试资料，依据电桥模拟实验的结果，制定合理的堵水/调剖技术对策： 对于开发时间短、产液量和含水都较低的水平井宜采用近井带弱堵措施，控水稳油；对于开 发时间长、产液量和含水都较高的水平井宜采用深部强堵，降低产液量同时迫使主水流转 向。
[0007] 含有以下步骤；
[0008] 建立油藏模型：根据砂岩油藏高渗条带与水平井井眼轨迹的分布状况模拟砂岩油 藏储层，层间并列分布着2~4条高、低渗透层带（以2条为例)，以定压供给边界正对水平井 的开采模式。因此定压边界布置在模型上部第二层，水平井在下部第6层。油藏低渗透层带 和高渗透层带的渗透率分别为100XKT3Um2和200~1000XKT3Um2(以500XKT3Um2 为例)，渗透率极差为2~10 (以5为例),地下原油粘度为2mPa*s,定压压差为20MPa。油 藏模型X方向网格数为30,网格步长为4m;y方向网格长为2m;z方向划分为6个模拟小层， 每层厚度为20m。
[0009] 理论依据：水电相似性已成功用于研究水平井渗流机理和开发理论，其原理为水
【主权项】
1. 一种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵水试验方法，其特征在于采集考虑储层、油 水关系、生产情况和水平井测试资料，依据电桥模拟实验的结果，制定合理的堵水/调剖技 术对策：对于开发时间短、产液量和含水都较低的水平井宜采用近井带弱堵措施，控水稳 油；对于开发时间长、产液量和含水都较高的水平井宜采用深部强堵，降低产液量同时迫使 主水流转向。
2. 根据权利要求1所述的一种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵水试验方法，其特征 在于含有以下步骤； 建立油藏模型：根据砂岩油藏高渗条带与水平井井眼轨迹的分布状况模拟砂岩油藏储 层，层间并列分布着2~4条高、低渗透层带（以2条为例)，以定压供给边界正对水平井的开 采模式；因此定压边界布置在模型上部第二层，水平井在下部第6层；油藏低渗透层带和高 渗透层带的渗透率分别为100 X KT3Um2和200~1000 X 10_3ym2 (以500 X 10_3ym2为 例)，渗透率极差为2~10 (以5为例)，地下原油粘度为2mPa · s，定压压差为20MPa ;油藏 模型X方向网格数为30,网格步长为4m ;y方向网格长为2m ;z方向划分为6个模拟小层， 每层厚度为20m ; 理论依据：水电相似性已成功用于研究水平井渗流机理和开发理论，其原理为水压力 场和稳恒电流场的物理量相似系数比为1 ;由油气稳态渗流的达西定律（v = )和欧
μ cl Ck=2 X IO3MPags/ Ω gm3,1/CQ=172. 8m3/d ; 建立电路模型：由低压电路系统和信号检测系统构成，低压电路系统包括220V稳压直 流电源、拨动开关、面包板、高渗电阻、低渗电阻、桥路电阻和铜棒，其中稳压直流电源型号 为PS-305DM，额定电压30V，面包板型号为SYB-120,低渗电阻和桥路电阻为碳膜电阻，高渗 电阻为碳膜电阻或电位器(量程〇~5ΚΩ );信号检测系统包括晶体二极管、数字电流表和 数字电压表，其中二极管型号为7805A，电压表型号为XL5135V-3,精度为10mV，电流表型号 为XL5135A-4,精度为0.1 mA;辅助工具为电烙铁（220V，20W); 联接电路时首先连接面包板上的双臂电桥，将3个值100 Ω和50~10 Ω碳膜电阻分 别串联，并通过2个桥路电位器和铜棒并联；将220V稳压直流电源正极连接在面包板上铜 棒一端，负极与拨动开关相连后接在面包板另一端；信号检测系统联接首先将稳压直流电 源正极连接在晶体二极管输入端，晶体二极管接地和输出端分别接电压表和电流表，最后 将稳压直流电源负极与晶体二极管接地相连； 电路模型为基于惠斯登电桥的双臂非平衡电桥，高、低渗透条带以并联形式分别由可 变电阻串联组成，层间窜层以高渗透层的电阻率表示，水平井采用铜棒；模型中定压边界为 高电势，油井为低电势；模型网格中每一格的封堵面积相当于厚度封堵半径为5m的地层； 试验器材：220V稳压直流电源、晶体二极管、1/4W碳膜电阻、电位器、数字电流表(精度 10mA)、数字电压表(精度10mV)、面包板、拨动开关和导线； 试验方法：输入电流后，由接触式调压器调节加在模拟油藏储层和水平井（金属铜管） 之间的最大压差，可通过数字电压表测试储层的不同部位得到对应的驱动压差； 实验时，保持总电动势不变，依次改变距铜棒不同位置的可变电阻阻值，读取桥路电流 和模拟电阻的开路电压，计算得到储层的驱动压力场和流量场分布。
【专利摘要】一种非平衡电桥模拟砂岩油藏水平井堵水试验方法，属于油田开发技术领域。采集考虑储层、油水关系、生产情况和水平井测试资料，依据电桥模拟实验的结果，制定合理的堵水/调剖技术对策：对于开发时间短、产液量和含水都较低的水平井宜采用近井带弱堵措施，控水稳油；对于开发时间长、产液量和含水都较高的水平井宜采用深部强堵，降低产液量同时迫使主水流转向。本发明为研究水平井堵水提供了一种新方法，对于油层较多，储层物性复杂的砂岩油藏水平井堵水/调剖具有重要指导意义。
【IPC分类】E21B37-06, E21B49-00, E21B33-13
【公开号】CN104653174
【申请号】CN201310597088
【发明人】闫海俊, 巨登峰, 谢刚, 张双艳, 马志, 苏娜, 姜伟祺, 商芳, 郭素贞, 刘莎莎
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日