一种油水相渗曲线和驱油效率的标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多孔介质渗流研宄参数的标定方法，尤其涉及一种油水相渗曲线 和驱油效率的标定方法。
【背景技术】
[0002] 相对渗透率曲线（以下简称相渗曲线或相渗）是岩石、流体相互作用的动态特征 参数，是油藏开发中最为重要的基础资料之一。油水相渗曲线端点值决定了油田水驱开发 的驱油效率，而根据油藏工程理论，油田水驱开发的最终采收率等于驱油效率与波及系数 的乘积，也就是说，油水相渗曲线形态决定了油田水驱开发的动态特征。因此，在油田开发 指标预测中，油水相渗曲线的测定必不可少，相渗曲线准确与否，直接决定油藏开发效果预 测的精度。
[0003] 近年来，国内外许多水驱油田开发后期出现了标定采收率大于驱油效率的"反常" 现象：如大庆油田主力层位采收率预测为60%，其相渗预测驱油效率仅58% (据《大庆油 田油水相对渗透率统计规律及其应用》-王曙光等-石油学报）；渤海和南海一些生产历史 较长的油田也出现了类似的情况。
[0004] 油水相渗曲线端点值包括束缚水饱和度和残余油饱和度，其中，束缚水饱和度相 对确定，因此，驱油效率的"反常"就代表着实验测定残余油饱和度的"反常"。残余油饱和度 的物理意义为含水率100 %时的岩心含油饱和度。相渗实验过程中，含水率在达到95 %~ 98%之后增长开始缓慢，要达到含水100%会经历一个很长的过程，而这个过程中累计产油 量还会逐渐增加。模拟数据显示，实验33小时后含水率为99. 98%，此时仅采出模型中可动 油量的83%。理论上，含水达到100%需要时间趋于无穷大，因此室内水驱油实验无法直接 测得真正的残余油饱和度。
[0005] 为了确定残余油饱和度，目前有三种方法：
[0006]1、国内石油行业标准中推荐采用截断法计算残余油饱和度。现行相渗实验行业标 准规定，水驱油相渗实验截止条件为"含水率达到99. 95%或注水30倍孔隙体积（简称驱 替30PV)"，将此时岩心内的含油饱和度视同为残余油饱和度。这种方法条件简单，实验室易 于掌握，但实验截止时岩心中仍剩余一部分可动油未被采出而被视为"残余油"，造成残余 油饱和度偏大。数值模拟结果表明，实验原油粘度在10mPa?s左右时，残余油饱和度截断 误差在2. 74%(按照含水率99. 95%计算）~4. 51% (按照驱替30PV计算）；原油粘度在 50mPa*s左右时残余油饱和度的截断误差在7. 26%(按照含水率99. 95%计算）~9. 15% (按照驱替30PV计算）。可见，由于原油粘度越高在特高含水阶段采出程度越高，原油粘度 大于50mPa?s时使用截断法计算残余油饱和度误差较大。
[0007] 2、外推求解法。为了减小截断法产生的误差，国内外很多学者探索了在水驱油相 渗实验的基础上外推求解残余油饱和度的方法。1978年，Jones等人提出了图解法计算相 对渗透率的方法。该方法原理清晰，可以获得较为可靠的外推残余油饱和度，但由于方法复 杂，实验人员难以掌握，目前一般仅作为验证其它方法是否合理的标准。另外一些学者对 Jones的方法进行了简化，一般采用简单方程拟合曲线的方法，如恒冠仁提出了采用3次多 项式拟合曲线；李克文采用指数函数拟合曲线；Tao、侯晓春采用3次多项式与指数式相结 合的方法拟合曲线。但以上拟合方法，仅是采用近似的数学公式逼近求解，其物理意义不明 确，外推结果可靠程度较低，因此推广程度较差。
[0008] 3、新增实验法。由于以上两种方法的种种问题，一些国外石油公司选择增加其它 实验以确定残余油饱和度。壳牌公司ShehadehK.Masalmeh采用离心实验法求解残余油饱 和度，并且将该值与非稳态相渗实验相结合确定"完整的"相渗曲线。他的研宄表明，离心 实验法所获得的残余油饱和度较传统的非稳态法低15%左右，与北海油田长期水驱后的现 场认识一致。该方法原理明确，但需要在相渗实验后进行离心实验，需要对同一块岩心重新 洗油、饱和，容易造成非胶结岩心的孔渗参数发生变化，同时增加了实验成本，延长了实验 时间，要求高，费用大，时间长。
【发明内容】
[0009] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种简单易行的油水相渗曲线和驱油效率的 标定方法，可以在不改变现有油水相渗实验过程的基础上，快速获得更加精确的水驱稠油 实验油水相渗曲线和驱油效率结果，成本低，效率高。
[0010] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种油水相渗曲线和驱油效率的标 定方法，包括以下步骤：
[0011] 1)按照非稳态法进行室内油水相渗物理模拟实验，结合油水相渗实验基础参数， 获得不同采样时刻t下阶段产油量Q。、阶段产水量Qw、含水率fw、累计产油量Np、累计产水量 Wp和累计产液量Lp的实验数据，并绘制标定前的油水相渗曲线；
[0012] 2)采用张型广适水驱曲线对累计产油量％和累计产水量11)进行拟合，求解岩心 中的可采储量Nk;
[0013] 3)将步骤2)得到的可采储量乂和油水相渗实验基础参数代入水驱油相渗实验残 余油饱和度表达式中，求解水驱油相渗实验的残余油饱和度SOT;
[0014] 4)根据步骤3)得到的残余油饱和度SOT，以及直线形式的水相相渗曲线的指数式 表达式，求解残余油饱和度SOT对应的水相相对渗透率K" (SOT);
[0015] 5)将步骤3)得到的残余油饱和度SOT和步骤4)得到的残余油饱和度S对应的 水相相对渗透率K"(SOT)，替换步骤1)得到的标定前的油水相渗曲线中的残余油饱和度SOT 及其对应的水相相对渗透率K" (SOT)，获得标定后的油水相渗曲线；
[0016] 6)根据步骤3)得到的残余油饱和度SOT标定驱油效率Ed。
[0017]所述步骤1)中的油水相渗实验基础参数包括：原油粘度y。、实验用水粘度yw、岩 心孔隙体积vp、束缚水饱和度Sw。和岩心中的饱和油量N。
[0018]所述步骤2)中采用的张型广适水驱曲线的表达式为：
[0022] 式中，a、q均为待定系数；ANp为阶段累计产油量，等于两相邻采样时刻t下累计 产油量Np之间的差值；AWp为阶段累计产水量，等于两相邻采样时刻t下累计产水量 间的差值。
[0023] 所述步骤3)中采用的水驱油相渗实验残余油饱和度的表达式为：
[0025] 所述步骤4)中采用的直线形式的水相相渗曲线的指数式表达式为：
[0026] In Krw= In Krw(Sor)+nw In Swd
[0027]其中，
[0029] 式中，K"为水相相对渗透率；nw为水相指数；Swd为归一化含水饱和度；SW为任意的 含水饱和度。
[0030] 所述步骤6)中计算驱油效率Ed的公式为：
[0032] 所述步骤2)采用张型广适水驱曲线求解岩心中可采储量NK的方法如下：
[0033] ①将各采样时刻t下的含水率fw、累计产油量Np和累计产水量^实验数据分别绘 制成Wp~Np关系图和fw~Np关系图，并分别标示为"Wp-实际"和"fw-实际"；
[0034] ②赋予待定系数q-个初始值；
[0035] ③将各采样时刻t下的累计产油量Np和累计产水量^实验数据绘制成Np~Np2/ Wpq关系图；
[0036] ④采用张型广适水驱曲线表达式的第一表达式对Np-NpVW；1关系图进行拟合，求 解待定系数a和可采储量Nk;
[0037] ⑤将步骤④得到的待定系数a和可采储量NK，以及各采样时刻t下的累计产油 量Np实验数据代入张型广适水驱曲线表达式的第二表达式，计算各采样时刻t下的累计产 水量Wp，以计算的各采样时刻t下累计产水量Wp为依据绘制Wp~\关系曲线，并标示为 "Wp-计算";将各采样时刻t下的累计产水量\计算数据和各采样时刻t下的累计产油量 Np实验数据代入张型广适水驱曲线表达式的第三表达式中，计算各采样时刻t下的含水率 fw，以计算的各采样时刻t下含水率fw为依据绘制fw~Np关系曲线并标示为"fw-计算"；
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