一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法与流程

本发明属于油气田开发
技术领域：
，具体涉及一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法。
背景技术：
：在co2驱替过程中，注入co2与地层中的地层水相遇，少部分co2与水反应生成碳酸，但是大部分co2在水中以co2分子形式存在，co2溶解于地层水生成碳酸。co2在水中水溶解速度比在油中溶解速度快得多，但是co2在原油中的溶解度是在水中的4-10倍，所以溶解在水中的co2能转溶入油中。co2在水中的溶解度随温度的升高而变小，随着压力增加而变大。同时水中的含盐量对co2的溶解度也会影响，含盐量越高，溶解度越低。若地层水本身含有高浓度的钙离子、镁离子等成垢离子，随着co2的注入，地层水中碳酸根和碳酸氢根离子浓度的增加，碳酸根和碳酸氢根离子与钙离子、镁离子反应生成碳酸钙、碳酸镁固相沉积，堵塞孔隙喉道从而降低储层渗透率，进而影响到二氧化碳的驱油效果，但是目前缺乏盐垢沉淀对采收率影响的计算方法。技术实现要素：本发明的目的提供一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，克服现有技术中存在的上述技术问题。为此，本发明提供的技术方案如下：一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，包括以下步骤：步骤1)采集目标油藏地层多个油井的水样品，分析得出成垢离子种类及成垢离子含量m；步骤2)在不同温度、不同压差下，进行二氧化碳与地层水相互作用反应实验，得出二氧化碳与地层水生成的盐垢沉淀量，建立温度t、压差δp及成垢离子含量m与盐垢沉淀量的关系式；步骤3)根据温度t、压差δp及成垢离子含量m与盐垢沉淀量的关系式，得到目标油藏温度与成垢离子含量下，不同压差对应的盐垢沉淀量；步骤4)运用eclipse软件建立目标油藏物性及地层流体性质的一维数值模型；步骤5)在一维数值模型中输入不同的压差，根据eclipse软件中的化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量；步骤6)对步骤3)中实验得到的盐垢沉淀量和步骤5)中一维数值模型得到的盐垢沉淀量进行拟合得到二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型，当拟合度不小于0.9时，则判断该二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型可用于评价目标油藏的采收率；步骤7)利用二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型分别进行考虑盐垢沉淀与不考虑盐垢数值模型计算，分别输出考虑盐垢沉淀采收率曲线和不考虑盐垢沉淀采收率曲线，然后求两条曲线的相关度；步骤8)当两条曲线的相关度不小于0.9时，则说明盐垢沉淀对采收率无影响，反之，则说明盐垢沉淀对采收率有影响。步骤2)中温度t、压差δp及成垢离子含量m与盐垢沉淀量的关系式如下：y＝ae(bt+cδp+dm)式中，a、b、c和d为常数；t为温度，℃；δp为压差，mpa；m为成垢离子含量，mg/l。步骤4)中运用eclipse软件建立目标油藏物性及地层流体性质的一维数值模型的过程如下：在eclipse软件中输入目标油藏平均孔隙度、渗透率、原始含油饱和度、原始压力、地层温度，生成一维数值模型。步骤5)中根据eclipse软件中的化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量具体过程如下：(1)输入初始化学反应速率常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数，利用化学反应模块确定化学反应速率，并得到不同压差下的盐垢沉淀量m1i；(2)调节化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数，利用化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量mni；n表示调节次数，i表示压差组数。步骤5)中根据eclipse软件中的化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量时，假定流体饱和度包括固体饱和度：so+sg+sw+ss＝1式中，so为含油饱和度，无因次；sg为含气饱和度，无因次；sw为含水饱和度，无因次；ss为含固体饱和度，无因次。步骤5)中化学反应速率的表达式如下：rr＝vb·ar·exp(-er/rt)·πcrinri式中：vb为岩石孔隙体积，m3；ar为化学反应速率常数，无因次；er为反应能量，kj/kg-m；r为气体常数，无因次；t为温度，℃；nri为组分指数，0或1，该组分发生反应为1，不发生反应为0；cri为反应相中组分的饱和度。步骤6)的具体过程为：对步骤3)中实验得到的盐垢沉淀量分别和步骤5)中一维数值模型得到的盐垢沉淀量m1i和mni进行拟合，选择拟合度大于0.9中的最大值对应的化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数为二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型中的输入参数值。所述初始化学反应速率常数、反应物二氧化碳系数通过实验得到。利用化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量过程如下：反应开始前，含固体饱和度ss为0，含油饱和度so、含气饱和度sg和含水饱和度sw均为目标油藏在进行二氧化碳驱之前的原始参数；反应时，通过一维数值模型中压差的变化，含油饱和度so、含气饱和度sg和含水饱和度sw均发生变化，最后输出含固体饱和度ss，得到盐垢沉淀量。本发明的有益效果是：本发明提供的这种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，充分结合油藏地质研究成果，通过联合理论分析和实验研究，采用数值模拟计算，分析二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率的影响的方法。本发明在对co2驱造成盐垢沉淀的理论分析和实验研究基础上，运用数值模拟软件建立一维数值模型，模拟岩心co2驱替实验。利用化学反应模型，考虑co2驱过程中盐垢沉积对岩心的影响。在数值模型中不断调整参数，并用物模实验结果进行校正，建立适用于研究样本的co2驱过程中盐垢沉淀一维模型，分析盐垢沉淀对最终采收率的影响，从而可以确定后续预测采收率时，是否需要考虑盐垢沉淀的影响，便于采收率的预测，同时提高预测的准确性。下面将结合附图做进一步详细说明。附图说明图1是盐垢沉淀模型计算结果与实验结果对比图；图2是模型计算考虑盐垢与不考虑盐垢沉淀采收率变化曲线。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属
技术领域：
的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
技术领域：
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。实施例1：本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，包括以下步骤：步骤1)采集目标油藏地层多个油井的水样品，分析得出成垢离子种类及成垢离子含量m；步骤2)在不同温度、不同压差下，进行二氧化碳与地层水相互作用反应实验，得出二氧化碳与地层水生成的盐垢沉淀量，建立温度t、压差δp及成垢离子含量m与盐垢沉淀量的关系式；步骤3)根据温度t、压差δp及成垢离子含量m与盐垢沉淀量的关系式，得到目标油藏温度与成垢离子含量下，不同压差对应的盐垢沉淀量；步骤4)运用eclipse软件建立目标油藏物性及地层流体性质的一维数值模型；步骤5)在一维数值模型中输入不同的压差，根据eclipse软件中的化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量；步骤6)对步骤3)中实验得到的盐垢沉淀量和步骤5)中一维数值模型得到的盐垢沉淀量进行拟合得到二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型，当拟合度不小于0.9时，则判断该二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型可用于评价目标油藏的采收率；步骤7)利用二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型分别进行考虑盐垢沉淀与不考虑盐垢数值模型计算，分别输出考虑盐垢沉淀采收率曲线和不考虑盐垢沉淀采收率曲线，然后求两条曲线的相关度；步骤8)当两条曲线的相关度不小于0.9时，则说明盐垢沉淀对采收率无影响，反之，则说明盐垢沉淀对采收率有影响。本发明原理如下：开展二氧化碳与地层水反应生成盐垢沉淀实验，基于实验数据和目标油藏物性、地层流体性质建立一维数值模型，利用数值模拟软件模拟岩心co2驱替实验，评价盐垢沉淀对二氧化碳最终采收率的影响。由于二氧化碳在注入地层驱油过程中，注入的二氧化碳在地层水中溶解后，与地层水反应会形成碳酸溶液，并解离出h+和hco3-、co32-，若地层水本身含有高浓度的钙离子、镁离子等成垢离子，co2的注入导致碳酸根和碳酸氢根离子浓度增加，与钙离子、镁离子反应生成碳酸钙、碳酸镁固相沉积，堵塞孔隙喉道从而降低储层渗透率，从而影响到二氧化碳的驱油效果，必须开展二氧化碳与地层水相互作用实验，确定温度、压力和成垢离子含量与盐垢沉淀量之间的关系。用初始地层水的ca2+、mg2+的浓度减去反应后液体的ca2+、mg2+的浓度，得到不同温度、压力条件下地层水的ca2+、mg2+的浓度的变化量，再根据沉淀物的分子量计算出caco3、mgco3沉淀的质量。实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，步骤2)中温度t、压差δp及成垢离子含量m与盐垢沉淀量的关系式如下：y＝ae(bt+cδp+dm)式中，a、b、c和d为常数；t为温度，℃；δp为压差，mpa；m为成垢离子含量，mg/l。本实施例根据实验数据建立二氧化碳与地层水作用后盐垢沉淀量计算表达式。盐垢沉淀量与温度、压差、成垢离子含量均成指数关系。在式中代入四组数据，即可得出a、b、c和d四个常数值。实施例3：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，步骤4)中运用eclipse软件建立目标油藏物性及地层流体性质的一维数值模型的过程如下：在eclipse软件中输入目标油藏平均孔隙度、渗透率、原始含油饱和度、原始压力、地层温度，生成一维数值模型。各参数如表3所示，借助eclipse软件输入参数后自动生成一维数值模型。实施例4：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，步骤5)中根据eclipse软件中的化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量具体过程如下：(1)输入初始化学反应速率常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数，利用化学反应模块确定化学反应速率，并得到不同压差下的盐垢沉淀量m1i；(2)调节化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数，利用化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量mni；n表示调节次数，i表示压差组数。其中，初始化学反应速率常数、反应物二氧化碳系数通过实验得到。利用化学反应模块，考虑co2驱过程中盐垢沉积对岩心的影响。在数值模型中不断调整参数(化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数)，并用物模实验结果进行校正，建立适用于研究样本的co2驱过程中盐垢沉淀一维模型(二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型)。实施例5：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，步骤5)中根据eclipse软件中的化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量时，假定流体饱和度包括固体饱和度：so+sg+sw+ss＝1式中，so为含油饱和度，无因次；sg为含气饱和度，无因次；sw为含水饱和度，无因次；ss为含固体饱和度，无因次。本发明通过引入含固体饱和度，模型初始阶段设置固体饱和度为0，使通过输入不同压差后，模型计算后最终输出固体饱和度，得到盐垢沉淀量。实施例6：在实施例4的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，化学反应速率的表达式如下：rr＝vb·ar·exp(-er/rt)·πcrinri式中：vb为岩石孔隙体积，m3；ar反应速率常数，无因次；er为反应能量，kj/kg-m；r为气体常数，无因次；t为温度，℃；nri为组分指数，0或1，该组分发生反应为1，不发生反应为0；cri为反应相中组分的饱和度。化学反应方程是通过调节反应物与生成物的化学反应系数来实现。化学反应方程：∑(srri·ci)→∑(spri·ci)式中：srri为反应物ci的反应系数，无因次；spri为生成物ci的反应系数，无因次。实施例7：在实施例4的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，步骤6)的具体过程为：对步骤3)中实验得到的盐垢沉淀量分别和步骤5)中一维数值模型得到的盐垢沉淀量m1i和mni进行拟合，选择拟合度大于0.9中的最大值对应的化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数为二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型中的输入参数值。二氧化碳驱盐垢沉淀模型需要能够准确表征目标油藏注入二氧化碳后的盐垢生成，主要需要运算不同压力下的沉淀量，将其计算结果与二氧化碳与地层水相互作用实验结果拟合。拟合参数主要为化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数。实施例8：在实施例5的基础上，本实施例提供了一种评价二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率影响的方法，利用化学反应模块得到不同压差下的盐垢沉淀量过程如下：反应开始前，含固体饱和度ss为0，含油饱和度so、含气饱和度sg和含水饱和度sw均为目标油藏在进行二氧化碳驱之前的原始参数；反应时，通过一维数值模型中压差的变化，含油饱和度so、含气饱和度sg和含水饱和度sw均发生变化，最后输出含固体饱和度ss，得到盐垢沉淀量。实施例9：在实施例1的基础上，本实施例以某油藏为例，对本发明进行详细说明，步骤如下：步骤1)地层水分析：采集目标油藏地层水样品，分析成垢离子种类及含量。参见表1。表1地层水成垢离子分析表离子种类1井离子含量mg/l2井离子含量mg/l3井离子含量mg/lmg2+13234.8241.2ca2+4503332650ba2+0.0060.0570.028sr2+19.425.418.8总矿化度5880890016900步骤2)二氧化碳与地层水相互作用实验测得地层水样品在不同温度压力，相同的co2注入量下，盐垢沉淀量。参见表2。表2样品反应结果表温度(℃)压差(mpa)沉淀量(mg/l)801663980124948089080560501671230167992016836无机盐沉淀量与温度、压差、成垢离子含量均成指数关系，根据实验数据建立二氧化碳与地层水作用后盐垢沉淀量计算表达式。y＝151.7967e(-0.03016t+0.059643δp+0.000106m)式中，t为温度，℃；δp为压差，mpa；m为成垢离子含量，mg/l。步骤3)目标油藏盐垢沉淀量计算根据步骤2)生成的关系式，计算目标油藏温度80℃，成垢离子含量为2900mg/l条件下，不同压力所对应的盐垢沉淀量。步骤4)运用eclipse软件建立目标油藏物性及地层流体性质的一维数值模型；输入目标油藏平均孔隙度、渗透率、原始含油饱和度、原始压力、地层温度等参数，即可生成一维数值模型，参见表3。表3一维数值模型基础参数参数名称参数值网格数50*50*5网格间距30m模拟时间50年组分类型8*solid平均孔隙度0.12渗透率0.28md原始含油饱和度58％原始压力15.8mpa地层温度80℃步骤5)建立二氧化碳驱盐垢沉淀的数值模型利用化学反应模块，调节化学反应速度常数、反应物二氧化碳系数、生成物固体系数(见表4)，拟合数值模拟计算不同压力下盐垢沉淀量与步骤3)实验数据。表4二氧化碳驱盐垢沉淀模型参数参数名称参数值注气井数目1口生产井数目8口注采类型反九点注气井2500m3/d生产井10mpa化学反应数目1个化学反应速率常数1.2×10-5反应物co2系数95生成物固体系数1如图1所示，实验数据与数模计算结果一致，说明步骤5)建立的模型能够定量准确表征二氧化碳驱盐垢沉淀，因此能用于得到采收率曲线。步骤6)二氧化碳驱盐垢沉淀对采收率的影响：利用步骤5)建立的模型，输出考虑盐垢沉淀和不考虑盐垢沉淀条件下采收率曲线，评价盐垢沉淀对采收率的影响。参见图2。按照实例数据计算，考虑盐垢与不考虑盐垢沉淀采收率曲线相关度达0.9999，说明盐垢对采收率影响很小，采收率预测中无需计算盐垢沉淀量。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。当前第1页12