泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法，属于石油开发的技术领 域。
【背景技术】
[0002] 泡沫驱是一种利用氮气、天然气或其它气体与泡沫剂混合形成泡沫作为驱替介质 的驱油方法。泡沫具有"堵水不堵油"的选择性封堵特性，能够改善流度比，防止窜流、指进， 扩大水驱和气驱波及程度，提高采收率，目前在我国油田得到了广泛的应用。泡沫的气液相 对渗透率曲线是反映泡沫在多孔介质中渗流规律的重要基础数据，对认识其提高采收率机 理具有重要意义。
[0003] 目前，获取泡沫驱气液相对渗透率曲线的方法主要是稳态法和非稳态JBN方法， 但稳态法在应用时要求每次测量处于稳定状态，即岩心两端压差要维持足够长的恒定时 间，这就造成驱替开始至达到驱替稳定前的实验数据无效，测量精度较低；非稳态JBN方法 采用解析法对实验数据进行处理，得到气液相对渗透率曲线，但该方法是针对水驱建立的， 不能准确考虑泡沫驱的特征，影响测量结果。因此，有必要针对泡沫驱实验数据，结合数值 模拟器充分考虑泡沫驱特征，建立一种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法，为泡沫驱 的机理认识和动态预测提供技术支持。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法， 其在泡沫驱替实验的基础上，结合数值模拟器对气液相对渗透率曲线进行测量。
[0005] 发明概述
[0006] 本发明所采取的技术方案是，首先进行岩心泡沫驱替实验，然后以不同时刻的驱 替压差和累积产量数据作为动态拟合数据，建立目标函数，利用三次多项式为气液相对渗 透率曲线的表征模型，通过数值模拟器，采用LBFGS算法不断调整相渗曲线模型的拟合参 数向量，使动态拟合数据观测值与数值模拟器预测值之间的误差平方和达到允许的范围， 得到最终的气液相对渗透率曲线。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法，包括步骤如下：
[0009] (1)通过现有泡沫驱替实验收集不同时刻的驱替压差、累积产气量和累积产水量， 并在实验结束后，将收集到的累积产气量和累积产水量进行体积换算：
[001 0] Vw=Vw0-Bw (I)
[0011] Vg= Vg0 .Bg (II)
[0012] 在式⑴和式（II)中，Bw为岩心驱替条件下的地层水体积系数；Bg为岩心驱替压 力下的气体体积系数；所述体积系数表示单位体积的地层流体体积与其在地面标准条件下 体积之间的比值，可由实验测定；
[0013] Vwtl为常压下的累积产水量；V w为泡沫驱替实验下的累积产水量，cm 3;
[0014] Vgtl为常压下的累积产气量；V g为泡沫驱替实验下的累积产气量，cm3;
[0015] 利用上述公式（I)和公式（II)是将计量得到的常压下的累积产水量和累计产气 量换算为泡沫驱替实验下的累积产水量和累积产气量；
[0016] (2)以泡沫驱替实验下的，不同时刻对应的驱替压差、累积产气量Vg和累积产水量 Vw作为动态拟合数据，建立目标函数，具体为：
【主权项】
1. 一种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法，其特征在于，该测量方法包括步骤如 下： (1) 通过现有泡沫驱替实验收集不同时刻的驱替压差、累积产气量和累积产水量，并在 实验结束后，将收集到的累积产气量和累积产水量进行体积换算： Vw=Vw0-Bw (I) Vg=Vg0-Bg (II) 在式（I)和式（II)中，Bw为岩心驱替条件下的地层水体积系数；Bg为岩心驱替压力下 的气体体积系数； Vw(!为常压下的累积产水量；VW为泡沫驱替实验下的累积产水量，cm 3; Vgtl为常压下的累积产气量；V g为泡沫驱替实验下的累积产气量，cm 3; 利用上述公式（I)和公式（II)是将计量得到的常压下的累积产水量和累计产气量换 算为泡沫驱替实验下的累积产水量和累积产气量； (2) 以泡沫驱替实验下的，不同时刻对应的驱替压差、累积产气量Vg和累积产水量Vjt 为动态拟合数据，建立目标函数，具体为： J ^ {Y - F(0)YW(f - F(0)) (ω) 在式（III)中，J为目标函数；f为nx 1阶动态拟合数据观测值向量；尸(0)为对应的 nX 1阶数值模拟器预测值向量；#为I Xm阶拟合参数向量;W为nXn阶权重矩阵，即协方 差矩阵的逆矩阵； (3) 以三次多项式函数表征相对渗透率曲线，分别建立气相、液相的相对渗透率曲线模 型，具体为： kri= a iS^+biS^+CiSi+di (IV) 在式（IV)中，为相对渗透率；i = g, w，当i = g时，则代表气相，当i = w时，则代 表水相Ai代表i相的饱和度；a i，h Ci，Cli分别为i相相对渗透率曲线模型的多项式系数； 其中ai，bp Ci，Cli均为待求参数，即按照现有技术、结合实验数据拟合得到； (4) 利用现有数值模拟器计算初始气相、液相相对渗透率曲线对应的生产动态数据： 生产动态数据包括累积产气量和累积产水量，所述生产动态数据通过现有的数值模拟器进 行计算得到，所述气相、液相相对渗透率曲线通过步骤（3)中的气相、液相的相对渗透率曲 线模型得到； (5) 并采用步骤（2)所述的目标函数计算步骤（4)中利用现有数值模拟器计算出的生 产动态数据与泡沫驱替实验下获得的生产动态数据之间的误差值； (6) 然后通过LBFGS算法调整拟合参数向量万=(Α,Λ 4, :4:& 拟合就是拟合液、气两相的各4个共8个参数；得到新的气相、液相相对渗透率曲线，循环迭 代，直至目标函数值达到预设的允许范围，拟合结束，得到最终的泡沫驱气、液相相对渗透 率曲线。
2. 根据权利要求1所述的一种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法，其特征在于， 所述步骤（6)中，所述预设的允许范围取为O~IX ΚΓ3。
【专利摘要】一种泡沫驱气液相对渗透率曲线的测量方法，包括，首先进行岩心泡沫驱替实验，然后以不同时刻的驱替压差和累积产量数据作为动态拟合数据，建立目标函数，利用三次多项式为气液相对渗透率曲线的表征模型，通过数值模拟器，采用LBFGS算法不断调整相渗曲线模型的拟合参数向量，使动态拟合数据观测值与数值模拟器预测值之间的误差平方和达到允许的范围，得到最终的气液相对渗透率曲线。
【IPC分类】G01N15-08
【公开号】CN104729970
【申请号】CN201510154137
【发明人】侯健, 刘永革, 于波, 李淑霞, 刘岭岭, 杜庆军, 陆雪皎, 姚传进, 任晓云
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月2日