一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法及装置，其中，方法包括：统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲线，并根据曲线特征对所述产聚曲线进行分类；建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型；利用不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型；检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对检测出的聚合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟合出的产聚曲线进行分类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产聚曲线进行分析。
【专利说明】
一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及产聚曲线解释技术领域，特别涉及一种聚驱过程中产聚曲线的量化分 析方法及装置。
【背景技术】
[0002] 对于注水开发油田，油藏原生非均质及长期水驱使非均质性进一步加剧，油层中 逐渐形成高渗通道或大孔道，油水井间形成水窜通道，严重影响油藏水驱开发效果。因此， 有效的控水稳油是目前的大趋势。
[0003] 聚合物驱是常用的三次采油方法，在适当条件下，能够明显的起到降水增油效果， 但是注聚区块内单井见效，见聚程度差别较大，见聚规律各异，这是由于储层性质、局部渗 透率、油饱和度和注采关系等多种因素影响。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术的问题，本发明提出一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法及 装置，以解决聚驱过程中产聚曲线特征解释困难，窜流通道及流体参数难以只通过分析产 聚特征就可以定量表征的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法，包括：
[0006] 统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲线，并根据曲线 特征对所述产聚曲线进行分类；
[0007] 建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型；
[0008] 利用不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型建立考虑窜聚通道时的聚合物浓 度解释模型；
[0009] 检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对检测出 的聚合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟合出的产聚曲线进行 分类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产聚曲线进行分析。
[0010] 优选地，所述建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型的步骤包括：
[0011]确定非窜聚通道中水相对聚合物浓度的稀释倍数表达式；
[0012] 将不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型与所述稀释倍数相乘，获得考虑窜聚 通道时的聚合物浓度解释模型。
[0013] 优选地，所述稀释倍数表达式为：
[0014]
[0015]式中，α表示聚合物浓度的稀释倍数，单位为f;Tk表示窜聚通道渗透率突进系数， 单位为f; b表示窜聚通道占地层厚度比例，单位为f;μΡ表示聚合物溶液粘度，单位为mPa · 8$?表示水相粘度，单位为111?3*8。
[0017]
[0016] 优选地，所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型的表达式为：
[0018] 1为扩散系数;C 为聚合物浓度，单位为mg/L;u为聚合物渗流速度，单位为m/d; Φ为孔隙度，单位为f; Φ?为 流动孔隙度，单位为f; S。为含油饱和度，单位为f; Sw。为束缚水饱和度，单位为f; a为吸附系 数;Pr为岩石密度，单位为g/cm3; t为测试时间，单位为d; α表示产出聚合物浓度稀释倍数，单 位为f; At为聚合物段塞注入时间。
[0019] 为实现上述目的，本发明还提供了一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析装置，包 括：
[0020] 分类单元，用于统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲 线，并根据曲线特征对所述产聚曲线进行分类；
[0021] 第一聚合物浓度解释模型建立单元，用于建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解 释模型；
[0022] 第二聚合物浓度解释模型建立单元，用于在不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释 模型的基础上，建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型；
[0023] 解释分析单元，用于检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓 度解释模型对检测出的聚合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟 合出的产聚曲线进行分类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产 聚曲线进行分析。
[0024] 优选地，所述第二聚合物浓度解释模型建立单元包括：
[0025] 稀释倍数确定模块，用于确定非窜聚通道中水相对聚合物浓度的稀释倍数表达 式；
[0026] 建立模型模块，用于将不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型与所述稀释倍数 相乘，获得考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型。
[0027] 优选地，所述稀释倍数确定模块确定的稀释倍数表达式为：
[0028]
[0029] 式中，α表示产出聚合物浓度稀释倍数，单位为f;Tk表示窜聚通道渗透率突进系 数，单位为f;b表示窜聚通道占地层厚度比例，单位为?·;μΡ表示聚合物溶液粘度，单位为 mPa · s;yw表示水相粘度，单位为mPa · s。
[0030]优选地，所述第二聚合物浓度解释模型建立单元建立的考虑窜聚通道时的聚合物 浓度解释模型的表达式为：
[0031]
[0032] %扩散系数;C 为聚合物浓度，单位为mg/L;u为聚合物渗流速度，单位为m/d; Φ为孔隙度，单位为f; Φ?为 流动孔隙度，单位为f; S。为含油饱和度，单位为f; Sw。为束缚水饱和度，单位为f; a为吸附系 数;Pr为岩石密度，单位为g/cm3; t为测试时间，单位为d; α表示产出的聚合物浓度稀释倍数， 单位为f; At为聚合物段塞注入时间。
[0033] 上述技术方案具有如下有益效果：
[0034] 本技术方案从产聚曲线特征出发，聚驱过程中产出聚合物浓度与时间的关系，通 过建立聚合物浓度解释模型，拟合产聚曲线，得到窜流通道和聚合物吸附、扩散等关键参 数，可以有效指导现场认识油藏，使得通过产聚曲线反演窜流通道关键参数得以实现，形成 了通过窜聚曲线就可以快速识别窜流通道的量化分析方法，对于认识油藏窜流通道特征及 后续措施具有较强的指导意义。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0036] 图1为本发明提出的一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法流程图；
[0037]图2为平台型产聚曲线示意图；
[0038]图3为微弱型产聚曲线示意图；
[0039]图4为斜坡型产聚曲线示意图；
[0040] 图5为考虑窜聚通道时简化的地质模型示意图；
[0041] 图6为本实施例拟合出的产聚曲线示意图之一；
[0042] 图7为本实施例拟合出的产聚曲线示意图之二；
[0043]图8为本实施例拟合出的产聚曲线示意图之三；
[0044] 图9为不同类型产聚曲线解释得到的窜聚通道厚度与渗透率突进系数的相关性示 意图；
[0045] 图10为不同类型产聚曲线解释得到的窜聚通道厚度与窜聚通道厚度比例的相关 性不意图；
[0046] 图11为本发明提出的一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析装置框图。
【具体实施方式】
[0047]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]本技术方案的工作原理为:本技术方案从产聚曲线特征出发，根据聚驱过程中产 出聚合物量与时间的关系，对产聚曲线进行分类，在此基础上建立聚合物浓度解释模型，根 据检测出的聚合物浓度拟合出产聚曲线，根据分类结果，对拟合出的产聚曲线利用聚合物 浓度解释模型进行解析，对窜聚通道、聚合物吸附、聚合物扩散及渗流参数进行了定量描 述，对于认识油藏窜流通道特征及指导后续相应的调整措施具有重要的理论和实际意义。
[0049] 基于上述工作原理，本发明提出一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法，如图1 所示。包括：
[0050] 步骤101):统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲线，并 根据曲线特征对所述产聚曲线进行分类；
[0051] 在步骤101中，统计聚驱过程中产聚浓度，根据曲线形状将产聚曲线分类，具体为： 统计不同油井产出液的聚合物浓度与监测时间的关系，横坐标为生产时间，纵坐标为聚合 物浓度，然后按曲线特征将产聚特征曲线分为3类:平台型产聚曲线，如图2所示;微弱型产 聚曲线，如图3所示；以及斜坡型产聚曲线，如图4所示。
[0052] 步骤102):建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型；
[0053] 步骤102具体分为以下4个过程：
[0054]过程1:建立一维流动情况下，考虑吸附作用的聚合物传质扩散基础数学模型，具 体为：
[0055]
(1)
[0050]式（1)中，D为扩散系数;C为聚合物浓度，mg/L;u为聚合物渗流速度，m/d; Φ为孔隙 度，f; Φ f为流动孔隙度，f; S。为含油饱和度，f; Sw。为束缚水饱和度，f; a为吸附系数;Pr为岩 石密度，g/cm3;t为测试时间，d〇
[0057] 过程2:在注入聚合物过程中，考虑聚合物从t = 0时刻开始连续稳定注入，一维情 况下，边界条件和初始条件设置为：
[0058]
(2)
[0059]过程3:利用Laplace变换求解一维流动情况下聚合物传质扩散基础数学模型。
[00601 (3)
[0061 ] -维聚合物传质扩散基础数学模型转化为：
[0062]
⑷
[0063] -维聚合物传质扩散基础数据模型的边界初始条件为：
[0064]
[0065]过程4:对数学模型进行针对时间t'的Laplace变换，然后求解得到Laplace空间解 后，利用Lap Iace逆变换进行反演，得到解析解为：
[0066]
(5)
[0067] 公式(5)右边第二项相比第一项一般较小，于是连续注入聚合物时产油井聚合物 浓度为：
[0068]
(6)
[0069] 对于注入聚合物段塞，从开始注剂计时，段塞注入时间为△ t，则产出聚合物的浓 度变化表达式为：
[0070] (7)
[0071]
[0072] (8)
[0073] 步骤103):利用不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型建立考虑窜聚通道时的 聚合物浓度解释模型；
[0074] 步骤103具体包括：
[0075] 考虑窜聚通道时简化的地质模型如图5所示，假设窜聚通道内Z轴方向上聚合物浓 度相同，且认为聚合物主要沿着高渗通道运移，窜聚通道厚度占地层厚度比例为b，窜聚通 道渗透率突进系数为Tk。
[0076] 通过以上的简化之后，考虑窜聚通道的聚合物产出浓度解释结果只需要考虑非窜 聚通道中水相对聚合物浓度的稀释作用，稀释倍数表达式为：
[0077]
(9)
[0078] 公式(9)中，α表示产出聚合物浓度稀释倍数，f;Tk表示窜聚通道渗透率突进系数， f;b表示窜聚通道占地层厚度比例，f;y P表示聚合物溶液粘度mPa · s;yw表示水相粘度， mPa · S0
[0079] 利用公式(9)可以得到聚合物产出浓度表达式为：
[0080]
[0081]步骤104):检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模 型对检测出的聚合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟合出的产 聚曲线进行分类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产聚曲线进 行分析。
[0082]对应地，基于上述工作原理，本发明还提出一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析 装置，如图11所示。包括：
[0083] 分类单元a，用于统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲 线，并根据曲线特征对所述产聚曲线进行分类；
[0084] 第一聚合物浓度解释模型建立单元b，用于建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度 解释模型；
[0085] 第二聚合物浓度解释模型建立单元c，用于利用不考虑窜聚通道时的聚合物浓度 解释模型建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型；
[0086] 解释分析单元d，用于检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓 度解释模型对检测出的聚合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟 合出的产聚曲线进行分类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产 聚曲线进行分析。
[0087] 为了本技术方案应用效果有更直观的理解，现以采用上述方法的某砾岩油藏聚驱 过程为例说明本发明的【具体实施方式】。
[0088] 表1为实施例提供的砾岩油藏聚驱过程中3 口典型的产油井的基础参数，其余参数 为:井距都为125m，地层水粘度为0.6mPa. s，岩石密度为2.4g/cm3，孔隙度0.18，流动孔隙度 0.144，束缚水饱和度0.35，目前含油饱和度0.5:
[0089] 表1
[0091] 对采油井检测出的聚合物浓度进行拟合，获得图6、图7和图8所示的产聚曲线示意 图。
[0092] 表2为解析得到的关于聚合物吸附、扩散及窜流通道的关键参数：
[0093]表 2
[0095] ~从表2中可以看出：平台型窜聚曲线对应的窜聚通道厚度比例和渗透率突进系数 中等，而斜坡型窜聚曲线对应的窜聚通道厚度比例和渗透率突进系数相对较大。
[0096] 为了本技术方案的应用效果有更直观的理解，现以采用上述技术方案的某砾岩油 藏聚驱过程为例说明本发明的【具体实施方式】。
[0097] 图9和图10为聚驱试验区内121井次的产聚曲线量化分析解释得到的窜流通道参 数与窜聚曲线类型的相关性。其中，
[0098] 在图9中，显示出不同类型产聚曲线解释得到的窜聚通道厚度与渗透率突进系数 的相关性，由图可知:产聚曲线类型与窜聚通道渗透率突进系数相关性较好:突进系数大易 形成斜坡型窜聚规律，突进系数小易形成微弱型窜聚曲线。
[0099]在图10中，显示出不同类型产聚曲线解释得到的窜聚通道厚度与窜聚通道厚度比 例的相关性，由图可知:产聚曲线类型与窜聚通道厚度比例相关性也较好:厚度比例大易形 成斜坡型窜聚规律，厚度比例小易形成微弱型窜聚曲线。
[0100] 从以上可知：平台型产聚曲线主要反映窜聚通道相对发育；微弱型产聚曲线主要 反映窜聚通道发育相对较弱;斜坡型产聚曲线主要反映窜聚通道非常发育，后续水驱过程 中，聚合物浓度也很快下降。
[0101] 本技术方案解决了聚驱过程中通过产聚曲线量化分析窜聚通道及聚合物吸附及 扩散等关键参数，使得通过分析产聚曲线量化分析聚合物驱过程中关键的参数得以实现。
[0102] 以上【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范 围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种聚驱过程中产聚曲线的量化分析方法，其特征在于，包括： 统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲线，并根据曲线特征 对所述产聚曲线进行分类； 建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型； 利用不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解 释模型； 检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对检测出的聚 合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟合出的产聚曲线进行分 类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产聚曲线进行分析。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释 模型的步骤包括： 确定非窜聚通道中水相对聚合物浓度的稀释倍数表达式； 将不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型与所述稀释倍数相乘，获得考虑窜聚通道 时的聚合物浓度解释模型。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述稀释倍数表达式为：式中，a表示聚合物浓度的稀释倍数，单位为f;Tk表示窜聚通道渗透率突进系数，单位 为f;b表示窜聚通道占地层厚度比例，单位为f;liP表示聚合物溶液粘度，单位为mPa ? s;liw表 示水相粘度，单位为mPa ? s。4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释 模型的表达式为：，D为扩散系数;C为聚 合物浓度，单位为mg/L; u为聚合物渗流速度，单位为m/d;巾为孔隙度，单位为f; <i> f为流动 孔隙度，单位为f; S。为含油饱和度，单位为f; Sw。为束缚水饱和度，单位为f; a为吸附系数;pr 为岩石密度，单位为g/cm3; t为测试时间，单位为d; a表示产出的聚合物浓度稀释倍数，单位 为f; A t为聚合物段塞注入时间。5. -种聚驱过程中产聚曲线的量化分析装置，其特征在于，包括： 分类单元，用于统计不同油井产出液聚合物浓度与监测时间的关系，获得产聚曲线，并 根据曲线特征对所述产聚曲线进行分类； 第一聚合物浓度解释模型建立单元，用于建立不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模 型； 第二聚合物浓度解释模型建立单元，用于在不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型 的基础上，建立考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型； 解释分析单元，用于检测采油井的聚合物浓度，根据考虑窜聚通道时的聚合物浓度解 释模型对检测出的聚合物浓度拟合出产聚曲线，并利用所述产聚曲线的分类结果对拟合出 的产聚曲线进行分类，应用所述考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型对拟合出的产聚曲 线进行分析。6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二聚合物浓度解释模型建立单元包 括： 稀释倍数确定模块，用于确定非窜聚通道中水相对聚合物浓度的稀释倍数表达式； 建立模型模块，用于将不考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型与所述稀释倍数相 乘，获得考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型。7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述稀释倍数确定模块确定的稀释倍数表达 式为：式中，a表示产出聚合物浓度稀释倍数，单位为f; Tk表示窜聚通道渗透率突进系数，单 位为f;b表示窜聚通道占地层厚度比例，单位为f;liP表示聚合物溶液粘度，单位为mPa ? s;liw 表示水相粘度，单位为mPa ? s。8. 如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二聚合物浓度解释模型建立单元 建立的考虑窜聚通道时的聚合物浓度解释模型的表达式为：，D为扩散系数;C为聚 合物浓度，单位为mg/L; u为聚合物渗流速度，单位为m/d;巾为孔隙度，单位为f; <i> f为流动 孔隙度，单位为f; S。为含油饱和度，单位为f; Sw。为束缚水饱和度，单位为f; a为吸附系数;pr 为岩石密度，单位为g/cm3; t为测试时间，单位为d; a表示产出聚合物浓度稀释倍数，单位为 f; At为聚合物段塞注入时间。
【文档编号】G06F17/50GK106055843SQ201610515517
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】周建, 刘金菊, 王佳, 江礼武, 成杰, 刘同敬, 第五鹏祥, 刘睿
【申请人】北京金士力源科技有限公司, 中国石油大学(北京)