專(zhuān)利名稱(chēng)：縫洞型碳酸鹽巖油藏注氣替油實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域縫洞型單井單元油藏注氣替油提高原油采收率的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
縫洞型碳酸鹽巖油藏油水關(guān)系復(fù)雜，布井方式不同于一般的砂巖油氣藏。對(duì)于采油井位于縫洞單元中低部的單井單元情況，當(dāng)進(jìn)行衰竭生產(chǎn)時(shí)，縫洞上端的原油不易采出。此外，一些縫洞型碳酸鹽巖單井單元油藏注水替油吞吐進(jìn)入高輪次以后，油水界面不斷升高，剩余油主要分布在單元的中高部位，因此無(wú)法采出，繼續(xù)注水替油不能有效地提高原油采收率。注氣替油能利用油氣密度差所形成的重力分異作用將縫洞頂部的原油聚成新的前緣富集帶，從上向下驅(qū)趕原油，最后進(jìn)入生產(chǎn)井采出，適用于縫洞開(kāi)口處于單元中下部情況；另一方面，注入氣在油藏高部位可形成次生氣頂，補(bǔ)充地層能量，從而有效地提高原油 采收率。此技術(shù)要求真實(shí)原油及注入氣樣，高溫高壓條件，并涉及到縫洞單元的制作技術(shù)，目前還沒(méi)有對(duì)應(yīng)的測(cè)試評(píng)價(jià)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供縫洞型碳酸鹽巖單井單元油藏注氣替油實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，該方法原理可靠，操作簡(jiǎn)便，可有效模擬單井單元油藏注氣替油過(guò)程，為評(píng)價(jià)縫洞型碳酸鹽巖油藏的開(kāi)采效果提供了工具和手段。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案?？p洞型碳酸鹽巖油藏注氣替油實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，依次包括以下步驟( I)制作縫洞型碳酸鹽巖巖心模型選擇一塊邊長(zhǎng)在30cm左右范圍內(nèi)的方塊碳酸鹽巖巖心，進(jìn)行人工造自然單縫，要求縫面大致平行于方塊的任一條棱且貫穿整個(gè)巖心，用4英寸直徑鉆頭鉆取全直徑巖心，長(zhǎng)度可達(dá)10-25cm。然后對(duì)全直徑巖心內(nèi)部進(jìn)行造洞，洞個(gè)數(shù)和大小按實(shí)際油藏洞孔隙度和大小、分布計(jì)算后決定，但洞不能穿過(guò)巖心的邊沿和端面，巖心保持垂直放置，形成一個(gè)自然單縫面從上到下剖開(kāi)所有洞的組合模型，并且?guī)r心的頂端和底端由裂縫溝通。(2)配制原油樣品和注入氣根據(jù)地層原油PVT報(bào)告配制地層原油樣品，要求在地層溫度壓力下保證溶解氣油t匕、泡點(diǎn)、粘度、密度、體積系數(shù)與該地層原油PVT報(bào)告相近，并設(shè)定一個(gè)合適進(jìn)行注氣的壓力點(diǎn)P1和結(jié)束注氣的壓力點(diǎn)p2。其中，P1及P2的具體取值主要以實(shí)際的油藏條件(如儲(chǔ)層巖性、滲透率、油藏埋深等)和開(kāi)發(fā)要求為基礎(chǔ)，P1 一般高于油藏泡點(diǎn)壓力低于地層壓力，P2比？1高幾MPa，但不能高于地層破裂壓力。注入氣樣根據(jù)要求可采用天然氣、氮?dú)饣駽O2等。(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)將巖心裝入巖心夾持器并垂直放置，對(duì)巖心進(jìn)行清洗、烘干、抽真空，將中間容器裝滿(mǎn)地層水，接上自動(dòng)泵，將泵設(shè)置到地層壓力并記錄泵此時(shí)的初始讀數(shù)Vfwl，然后打開(kāi)連接中間容器和巖心間的閘門(mén)，用泵驅(qū)動(dòng)地層水從巖心底端開(kāi)始飽和巖心，并緩步驅(qū)動(dòng)水進(jìn)入巖心，讓巖心中壓力緩步升高直至地層壓力，記錄此時(shí)的泵讀數(shù)Vfw2，地層壓力下飽和進(jìn)入巖心的水體積即為巖心孔隙體積Vp Vp=Vfw2-Vfwl再將脫氣原油在地層溫度和地層壓力下由頂端注入巖心，從頂端向底端驅(qū)替巖心中地層水，直到巖心底端不出水，穩(wěn)定一段時(shí)間后記錄下采出水體積再排除巖心兩端管線(xiàn)中流體體積Vdw的影響后，即可得到巖心中的脫氣原油原始地下體積νρ。Vpo=Vwp-Vdw然后在地層溫度和地層壓力下將配制好的地層原油由頂端注入巖心，從頂端向底端驅(qū)替巖心中的脫氣原油，直到巖心底端和頂端氣油比一致，此時(shí)將巖心中的地層原油原始地下體積記為\，且V0=vp0。V0可用作原油儲(chǔ)量計(jì)算。·(4)進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)關(guān)閉巖心底端閥門(mén)，從地層壓力開(kāi)始由巖心頂端進(jìn)行衰竭開(kāi)采，根據(jù)地層壓力和P1的差值分多級(jí)衰竭，每級(jí)降壓2 3MPa。每級(jí)衰竭如下進(jìn)行逐步降低控制巖心頂端壓力，使頂端能勻速出油(氣)，當(dāng)壓力降到該級(jí)衰竭的目標(biāo)壓力時(shí)，保持該壓力直到頂端不出油(氣)為止，記錄衰竭到該壓力時(shí)采出的液體質(zhì)量和氣體體積。按此方法進(jìn)行多級(jí)衰竭后，巖心頂端壓力下降到Pl。保持巖心頂端壓力為P1直到巖心頂端不再出油(氣)，記錄下從地層壓力衰竭開(kāi)采到P1時(shí)采出的原油質(zhì)量M。。和天然氣體積Vgtl。(5)進(jìn)行注氣替油實(shí)驗(yàn)在地層溫度下，從壓力P1開(kāi)始，由頂端向巖心注入氣體(天然氣、氮?dú)饣駽O2等)，當(dāng)巖心頂端壓力升至P2穩(wěn)定一段時(shí)間后停止注氣，記錄下第一次注氣量Vinjl。然后關(guān)閉巖心頂端閥門(mén)，穩(wěn)定2個(gè)小時(shí)以上，再打開(kāi)此閥門(mén)進(jìn)行衰竭式開(kāi)采，當(dāng)壓力下降到P1且?guī)r心頂端不再出氣時(shí)關(guān)閉頂端閥門(mén)，記錄由巖心頂端采出經(jīng)氣液分離器分離出的氣量Vgl,以及經(jīng)油水分尚器分尚出的油量Mtjl和水量Mwl,完成第一次注氣替油。如此循環(huán)直到不產(chǎn)油(氣)為止。由此得到一系列注氣量Vinjl、Vinj2, VinJ3> …、Vinjn，產(chǎn)氣量 Vgl、\2、Vg3> …、Vgn，產(chǎn)油量…、Mm，產(chǎn)水量Mwl、Mw2、Mw3、…、Mwn (η為注氣替油次數(shù))，從而得到通過(guò)η次注氣替油采出的原油總質(zhì)量Mrtn和天然氣總體積Vgtn Motn=Mol+Mo2+Mo3+. · · +MonVgtn=Vgl+Vg2+Vg3+...+Vgn當(dāng)注氣替油注入量和采出量變得較小時(shí)，可降低？1和？2，也可增大P2-P1，這樣可得到在不同壓力水平的不同吞吐壓差下原油采出程度，為優(yōu)化吞吐工藝制度提供依據(jù)。(6)計(jì)算開(kāi)發(fā)指標(biāo)根據(jù)巖心中的地層原油原始地下體積V。和PVT報(bào)告中地層原油的體積系數(shù)Btji和
密度P。，就可計(jì)算巖心中原油儲(chǔ)量(以質(zhì)量表示)N:
V^=^-Po
Ol
通過(guò)下式計(jì)算經(jīng)η次注氣替油后的原油采收率Rm
M +M -MRa = 00 ^ '股 ^ X100%
mNM0d=V0dP0其中,Vtxl為巖心頂 端管線(xiàn)中原油所占體積,Mtxl為Vtxl對(duì)應(yīng)的原油質(zhì)量，第η級(jí)注氣替油氣油比GORn及氣水比GWRn為G0Rn=Vgn/MonX P 0GffRn=Vgn/MmX P w符號(hào)說(shuō)明Vfwl :巖心原始狀態(tài)恢復(fù)階段，巖心飽和地層水前泵的讀數(shù)，ml ；Vfw2 :巖心原始狀態(tài)恢復(fù)階段，巖心飽和地層水后泵的讀數(shù)，ml ；Vp :巖心孔隙體積，ml ;Vpo :巖心中的脫氣原油原始地下體積，ml ；Vwp:巖心原始狀態(tài)恢復(fù)階段，用脫氣原油驅(qū)替地層水過(guò)程中從巖心底端采出的地層水體積，ml ；Vdw :巖心原始狀態(tài)恢復(fù)階段，巖心兩端管線(xiàn)中流體體積，ml ；V0 :巖心中的地層原油原始地下體積，ml ；P。地面原油的密度，g/ml ；P w :地面水的密度，g/ml ；Boi :地層原油體積系數(shù)；Mon, Mwn, Vgn :分別為第η級(jí)注氣替油采出的原油質(zhì)量(g)、地層水的質(zhì)量(g)及天然氣體積(ml)；N :巖心中地層原油儲(chǔ)量，g ；Mo0>Vg0 :注氣替油前衰竭采出的原油質(zhì)量(g)和天然氣體積(ml)。Vod :巖心頂端管線(xiàn)中原油所占體積，ml ；Mod Vod對(duì)應(yīng)的地層原油質(zhì)量，g ；GORn :第η級(jí)注氣替油氣油比，ml/ml ；GffRn :第η級(jí)注氣替油氣水比，ml/ml ；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)建立了一種保持巖心完整性的單裂縫面全直徑縫洞巖心物理模型制作方法；(2)建立了注氣替油物理模擬的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，為評(píng)價(jià)縫洞型碳酸鹽巖的開(kāi)采效果提供了工具和手段。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明?？p洞型碳酸鹽巖油藏注氣替油實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，依次包括以下步驟(I)制作縫洞型碳酸鹽巖巖心模型,選擇一塊尺寸在30cm左右的方塊碳酸鹽巖巖心，進(jìn)行人工造自然單縫，并用4英寸直徑鉆頭鉆取巖心進(jìn)行造洞，洞不能穿過(guò)巖心的邊沿和端面，巖心垂直放置，并且?guī)r心的頂端和底端由裂縫溝通，形成一個(gè)自然單縫面從上到下剖開(kāi)所有洞的組合模型；(2)配制地層原油樣品和注入氣，設(shè)定進(jìn)行注氣的壓力點(diǎn)P1和結(jié)束注氣的壓力點(diǎn)P2 ；(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)，用地 層水飽和巖心，保持巖心垂直放置基礎(chǔ)上，在地層溫度和地層壓力下用脫氣原油從巖心頂端驅(qū)替巖心中地層水，再用配制好的地層原油從巖心頂端驅(qū)替巖心中的脫氣原油；(4)關(guān)閉巖心底端閥門(mén)，從巖心頂端進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)，記錄下從地層壓力衰竭開(kāi)采到壓力P1時(shí)采出的原油質(zhì)量M。。和天然氣體積Vgtl ；(5)在地層溫度下從巖心頂端進(jìn)行注氣替油實(shí)驗(yàn)，巖心壓力為P1時(shí)，從巖心頂端向巖心注入氣體，當(dāng)壓力升到P2時(shí)穩(wěn)定4-6小時(shí)后停止注氣，記錄下第一次注氣量Vinjl，關(guān)閉巖心頂端閥門(mén)，穩(wěn)定2個(gè)小時(shí)以上，再打開(kāi)此閥門(mén)進(jìn)行衰竭式開(kāi)采，記錄好從巖心頂端采出經(jīng)氣液分離器分離出的氣量Vgl，及經(jīng)油水分離器分離出的油量Mtjl和水量Mwl，如此循環(huán)進(jìn)行多次注氣替油；(6)當(dāng)巖心壓力達(dá)到廢棄壓力時(shí)，關(guān)閉巖心頂端閥門(mén)，打開(kāi)巖心底端出口，將壓力逐漸降為大氣壓，放出巖心中所有油氣水，計(jì)算注氣替油實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)指標(biāo)(原油的采收率、氣油比和氣水比等)。
權(quán)利要求
1.縫洞型碳酸鹽巖油藏注氣替油實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，依次包括以下步驟 (1)選擇方塊碳酸鹽巖巖心，進(jìn)行人工造自然單縫，用4英寸直徑鉆頭鉆取全直徑巖心，對(duì)全直徑巖心內(nèi)部進(jìn)行造洞，洞個(gè)數(shù)和大小按實(shí)際油藏洞孔隙度和大小、分布計(jì)算后決定，但洞不能穿過(guò)巖心的邊沿和端面，巖心垂直放置，形成一個(gè)自然單縫面從上到下剖開(kāi)所有洞的巖心模型； (2)根據(jù)地層原油PVT報(bào)告配制地層原油樣品，注入氣樣采用天然氣、氮?dú)饣駽O2，設(shè)定一個(gè)合適進(jìn)行注氣的壓力點(diǎn)P1和結(jié)束注氣的壓力點(diǎn)p2，P1 —般高于油藏泡點(diǎn)壓力低于地層壓力，P2比P1高幾MPa，但不能高于地層破裂壓力； (3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)，將巖心裝入巖心夾持器并垂直放置，對(duì)巖心進(jìn)行清洗、烘干、抽真空，用地層水飽和巖心，在地層溫度和地層壓力下用脫氣原油從巖心頂端驅(qū)替巖心中地層水，再用配制好的地層原油從巖心頂端驅(qū)替巖心中的脫氣原油，直到巖心底端和·頂端氣油比一致，得到巖心中的地層原油原始地下體積V。； (4)關(guān)閉巖心底端閥門(mén)，從地層壓力開(kāi)始由巖心頂端進(jìn)行衰竭開(kāi)采，得到從地層壓力衰竭開(kāi)采到P1時(shí)采出的原油質(zhì)量Mtjci和天然氣體積Vgtl ； (5)進(jìn)行注氣替油實(shí)驗(yàn)，在地層溫度下，從壓力P1開(kāi)始，由頂端向巖心注入氣體，當(dāng)巖心頂端壓力升至P2穩(wěn)定一段時(shí)間后停止注氣，記錄下第一次注氣量Viiyl，然后關(guān)閉巖心頂端閥門(mén)，穩(wěn)定2個(gè)小時(shí)以上，再打開(kāi)此閥門(mén)進(jìn)行衰竭式開(kāi)采，記錄由巖心頂端采出的氣量Vgl，油量Mtjl和水量Mwl，完成第一次注氣替油，如此循環(huán)直到不產(chǎn)油(氣)為止，從而得到通過(guò)η次注氣替油采出的原油總質(zhì)量Mrtn和天然氣總體積Vgtn Motn = Μο1+Μο2+Μο3+. · · +Mon Vgtn=Vgi+Vg2+Vg3+…+Vsi ； (6)根據(jù)巖心中的地層原油原始地下體積V。和PVT報(bào)告中地層原油的體積系數(shù)Btji和密度P。，通過(guò)下式計(jì)算巖心中原油儲(chǔ)量N: V P， 通過(guò)下式計(jì)算經(jīng)η次注氣替油后的原油采收率Rm R = Μο^ + Μ"·η ~ Μ,η/ X 100% οηN Mod=Vod P ο 其中Vtxi為巖心頂端管線(xiàn)中原油所占體積，Mod為\ 對(duì)應(yīng)的原油質(zhì)量，通過(guò)下式計(jì)算第η級(jí)注氣替油氣油比GORn及氣水比GWRn GoRn=VU P ο GWRn=VlX P w 其中Mm、Mwn、Vgn分別為第η級(jí)注氣替油采出的原油質(zhì)量(g)、地層水質(zhì)量(g)及天然氣體積(ml)，P。為地面原油的密度，g/ml，Pw為地面水的密度，g/ml。
全文摘要
本發(fā)明涉及縫洞型碳酸鹽巖油藏注氣替油實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，依次包括以下步驟(1)制作縫洞型碳酸鹽巖巖心模型；(2)配制地層原油樣品和注入氣，設(shè)定進(jìn)行注氣的壓力點(diǎn)p1和結(jié)束注氣的壓力點(diǎn)p2；(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)；(4)從巖心頂端進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)；(5)在地層溫度下從巖心頂端進(jìn)行多次注氣替油實(shí)驗(yàn)；(6)計(jì)算注氣替油實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)指標(biāo)如原油的采收率、氣油比和氣水比等。本發(fā)明通過(guò)制作一種保持巖心完整性的單裂縫面全直徑縫洞巖心物理模型，建立了注氣替油物理模擬的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，為評(píng)價(jià)縫洞型碳酸鹽巖的開(kāi)采效果提供了工具和手段。
文檔編號(hào)E21B43/16GK102900408SQ201210390490
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者郭平, 張中偉, 汪周華, 蒙春, 郭彥君, 彭松, 景莎莎 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)