专利名称：一种确定CO<sub>2</sub>混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法
技术领域：
本发明涉及一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法，属于油藏物理模拟检测领域。
背景技术：
将CO2注入油藏不仅可以提高原油采收率，产生巨大的经济效益，而且可以实现 CO2地质埋存，解决CO2减排的环境问题，因此，该方法应该是解决人类发展和环境改善这一相矛盾问题的一个有效途径。通过CO2驱技术可以在常规技术的基础上进一步提高石油采收率的10% -15%，因此进一步深入研究利用CO2提高原油采收率技术的相关问题十分必要。然而采用常规实验方法，只能将实际地层模型看成一个“黑匣子”，仅通过监测注入、采出的流量和压力来分析驱油的状况，这种实验方法不能准确掌握流体在多孔介质内的赋存状态和运移过程，显然存在一定的局限性。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法。该方法利用磁共振成像(MRI)或CT成像等技术对CO2在含油多孔介质中的流动规律进行准确的把握，并通过对成像技术所获饱和度数据进行分析， 可以确定CO2混相驱油过程中驱替前缘运移速度。本发明的技术方案是一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法包括如下具体步骤(I)获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线将驱替过程中的某一时刻的所有片层信号强度值相叠加，得到成像视野内填充模型的整体三维含油分布在垂直于驱替方向的二维投影图像，该投影图像与CO2未注入初始时刻的投影图像的比值，为投影图像的饱和度分布，将其在成像视野投影平面内取平均值， 获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线；(2)确定驱替前缘经过成像视野的九个特征时刻点通过对成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线进行分析，发现与驱替前缘通过成像视野过程相对应的九个明显的特征时刻点特征时刻点O对应的时刻为驱替前缘的混相驱头部到达成像视野下端，特征时刻点A为CO2前缘开始进入成像视野下端，特征时刻点B为驱替前缘尾部完全进入成像视野下端，特征时刻点C为驱替前缘的混相驱头部到达成像视野上端，特征时刻点D为CO2前缘开始到达成像视野上端,特征时刻点E为驱替前缘尾部完全突破成像视野上端，特征时刻点F为驱替前缘尾部完全突破整个玻璃砂填充模型，特征时刻点G为二次退饱和结束，特征时刻点H为驱替实验结束；(3)分析求出驱替前缘运移速度在保证注入CO2流量恒定的条件下，对饱和度曲线上特征时刻点B与特征时刻点C之间的曲线线性拟合分析求出驱替前缘运移速度。本发明的有益效果是这种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法，首先利用成像技术确定多孔介质内不同位置的含油饱和度分布，获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线，然后确定驱替前缘经过MRI成像视野的特征时刻点，最后利用分析方法求出驱替前缘运移速度。该方法可确定填砂模型内CO2混相驱油过程中驱替前缘运移速度，对CO2在含油多孔介质中的流动规律进行准确的把握，为CO2混相驱油物理模拟过程无损检测提供分析依据。
图。图。图。
刻点。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图I是一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法的流程图。
图2是驱替前缘的混相驱头部到达成像视野下端特征时刻点O对应的时刻示意
图3是CO2前缘开始进入成像视野下端特征时刻点A对应的时刻示意图。
图4是驱替前缘尾部完全进入成像视野下端特征时刻点B对应的时刻示意图。
图5是驱替前缘的混相驱头部到达成像视野上端特征时刻点C对应的时刻示意
图6是CO2前缘开始到达成像视野上端特征时刻点D对应的时刻示意图。
图7是点为驱替前缘尾部完全突破成像视野上端特征时刻点E对应的时刻示意
图8是成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线。
图中1、填砂，2、混相区，3、CO2前缘，4、成像视野;0、A、B、C、D、E、F、G、H、特征时
具体实施例方式图I为一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法的流程图。下面介绍该方法建立的
具体实施例方式(I)确定多孔介质内不同位置的含油饱和度分布以MRI技术为例，首先获取一幅图像Itjci，然后在驱替过程中获得另一幅图像。，那么任意一个小体元中含油饱和度为
式中υχ，7，ζ)为空间中任一体元的含油饱和度，Itji(Lyd)为驱替过程中任一体元的信号强度大小，I0O(X, 1，Ζ)为初始饱和油时任一小体元的信号强度大小。(2)获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线将驱替过程中的某一时刻的所有片层信号强度值相叠加，即可得到成像视野内填充模型的整体三维含油分布在垂直于驱替方向的二维投影图像，该投影图像与初始时刻 (CO2未注入)时的投影图像的比值，即为投影图像的饱和度分布，将其在成像视野投影平面内取平均值，即可获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线。
(3)确定驱替前缘经过成像视野的九个特征时刻点通过对图3成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线进行分析，可以发现与驱替前缘通过成像视野(如图2-7所示，成像视野是位于填砂模型管上某一部分管段)过程相对应的九个明显的特征时刻点特征时刻点O对应的时刻为驱替前缘的混相驱头部到达成像视野下端，特征时刻点A为CO2前缘开始进入成像视野下端，特征时刻点B为驱替前缘尾部完全进入成像视野下端，特征时刻点C为驱替前缘的混相驱头部到达成像视野上端， 特征时刻点D为CO2前缘开始到达成像视野上端,特征时刻点E为驱替前缘尾部完全突破成像视野上端，特征时刻点F为驱替前缘尾部完全突破整个玻璃砂填充模型，特征时刻点G 为二次退饱和结束，特征时刻点H为驱替实验结束。因而可以将驱替过程分为八个过程来分析①OA段随着CO2注入含油饱和度下降，因为塞状混相驱前缘头部的不均匀性，下降曲线呈指数趋势，且下降梯度逐渐增大；②AB段随着CO2注入含油饱和度继续下降，同样因为塞状CO2前缘头部的不均匀性，下降曲线呈指数趋势，且下降梯度逐渐增大；③BC段含油饱和度继续下降，因为玻璃砂填充模型多孔介质从整体上来说孔隙分布较均匀，驱替过程中CO2与油混相，没有严重的指进和窜流现象发生，因而驱替过程基本保持匀速，含油饱曲线呈指数趋势下降；④CD段为混相驱前缘突破成像视野顶部过程，因为混相驱前缘头部的不均匀性，下降曲线呈指数趋势；⑤DE段为CO2前缘突破成像视野顶部过程，因为CO2前缘头部的不均匀性，下降曲线呈指数趋势；⑥EF段含油饱和度降至某一值后，在恒定驱替速度条件下，混相驱前缘的一次采收率基本上已经接近剩余油饱和度，后续CO2对提高采收率效果不大；⑦FG段为多孔介质内油的“二次退饱和”过程，含油饱和度进一步下降；⑧GH段最终含油饱和度降至某一值后，后续CO2对提高采收率效果不大，说明 “二次退饱和过程”结束后。(4)分析求出驱替前缘运移速度通过对饱和度曲线上BC段的分析可见，在保证注入CO2流量恒定的条件下，虽然一部分CO2会溶解于油中，且由于孔隙分布不均匀导致驱替前缘分布不规律，但在驱替过程中驱替前缘在整个填充模型内基本保持匀速推进，并且通过对BC段线性关系进一步线性拟合分析可以求出驱替前缘运移速度，详细方法如下假设驱替过程中某段时间内成像视野内含油量变化量为AV。，并可用下式表示Δ V0 = A Φ Δ h(2)其中A为玻璃砂填充模型多孔介质的横截面积，cm2 ； Φ为孔隙率，分数；Ah为驱替前缘的位移，cm。另外，含油饱和度S。的定义式为= TT(3)
P其中V。为FOV内玻璃砂填充模型多孔介质中的含油量，cm3 ；Vp为成像视野内玻璃
5砂填充模型多孔介质的孔隙体积，cm3。Vp可以进一步用下式表达其中L为成像视野高度，cm。根据公式(2)-(4)，即可求出驱替前缘的平均推进速度 7表达式
权利要求
1.一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法，其特征在于包括如下具体步骤(1)获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线将驱替过程中的某一时刻的所有片层信号强度值相叠加，得到成像视野内填充模型的整体三维含油分布在垂直于驱替方向的二维投影图像，该投影图像与CO2未注入初始时刻的投影图像的比值，为投影图像的饱和度分布，将其在成像视野投影平面内取平均值，获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线；(2)确定驱替前缘经过成像视野的九个特征时刻点通过对成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线进行分析，发现与驱替前缘通过成像视野过程相对应的九个明显的特征时刻点特征时刻点O对应的时刻为驱替前缘的混相驱头部到达成像视野下端，特征时刻点A为CO2前缘开始进入成像视野下端，特征时刻点B 为驱替前缘尾部完全进入成像视野下端，特征时刻点C为驱替前缘的混相驱头部到达成像视野上端，特征时刻点D为CO2前缘开始到达成像视野上端,特征时刻点E为驱替前缘尾部完全突破成像视野上端，特征时刻点F为驱替前缘尾部完全突破整个玻璃砂填充模型，特征时刻点G为二次退饱和结束，特征时刻点H为驱替实验结束；(3)分析求出驱替前缘运移速度在保证注入CO2流量恒定的条件下，对饱和度曲线上特征时刻点B与特征时刻点C之间的曲线线性拟合分析求出驱替前缘运移速度。
全文摘要
一种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法，属于油藏物理模拟检测领域。这种确定CO2混相驱油物理模拟中驱替前缘运移速度的方法，首先利用成像技术确定多孔介质内不同位置的含油饱和度分布，获得成像视野内填砂模型中含油饱和度变化曲线，然后确定驱替前缘经过成像视野的特征时刻点，最后利用分析方法求出驱替前缘运移速度。该方法可确定CO2混相驱油过程中驱替前缘运移速度，对CO2在含油多孔介质中的流动规律进行准确的把握，为CO2混相驱油物理模拟过程无损检测提供分析依据。
文档编号E21B43/22GK102587888SQ201210046259
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者刘瑜, 宋永臣, 宿博, 朱宁军, 王合明, 王同雷, 赵越超 申请人:大连理工大学