高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法
【專利摘要】本發明提供一種高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，該高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法包括：步驟1，進行微觀水驅實驗，并觀測微觀水驅油過程及剩余油變化的全程動態；步驟2，引入定量描述剩余油幾何形態的參數；步驟3，結合觀測到的微觀水驅油過程中剩余油的鏡下幾何形態，并根據定量描述剩余油幾何形態的參數，將剩余油進行分類；以及步驟4，在剩余油分類的基礎上根據驅替過程中形成的剩余油形態定量的建立了微觀水驅剩余油的幾何表征方法。該高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法能很好反映各類剩余油的幾何特征，具有較強的針對性，為油田的高含水油藏的剩余油挖潛提供理論指導。
【專利說明】
高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法
技術領域
[0001] 本發明涉及油田開發技術領域，特別是涉及到一種高含水油藏微觀水驅剩余油幾 何表征方法。
【背景技術】
[0002] 常規注水開發是國內油田開發的主要手段，注水開發在勝利油田應用更為廣泛， 隨著油田注水開發的深入，勝利油田很多區塊都進入了高含水、特高含水采油期，但平均采 收率相對較低，也就是說仍有大量的剩余石油殘留在地下，這些殘留在地下的剩余石油儲 量對于增加可采儲量和提高采收率是一個巨大的潛力。因此，加強該區的基礎性理論研究， 搞清楚剩余油的形成及分布機理進而針對各種剩余油的形成和分布特征采取相應的措施 來提高采收率，這對整個勝利油區減緩遞減、提高采收率有重要的意義。為此我們發明了一 種新的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，解決了以上技術問題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種在微觀水驅實驗的基礎上，對微觀剩余油的形成過程進 行定性的分析而得到的，能很好反映各類剩余油的幾何特征的高含水油藏微觀水驅剩余油 幾何表征方法。
[0004] 本發明的目的可通過如下技術措施來實現：高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征 方法，該高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法包括：步驟1，進行微觀水驅實驗，并觀 測微觀水驅油過程及剩余油變化的全程動態；步驟2,引入定量描述剩余油幾何形態的參 數；步驟3,結合觀測到的微觀水驅油過程中剩余油的鏡下幾何形態，根據定量描述剩余油 幾何形態的參數，定性的將剩余油進行分類；以及步驟4,在剩余油分類的基礎上，根據驅 替過程中形成的剩余油形態定量的建立了微觀水驅剩余油的幾何表征方法。
[0005] 本發明的目的還可通過如下技術措施來實現：
[0006] 在步驟1中，采用玻璃刻蝕仿真模型進行微觀水驅實驗，并采用圖像采集系統觀 測微觀水驅油過程及剩余油變化的全程動態。
[0007] 步驟1包括：
[0008] 1)將玻璃刻蝕模型裝入特制的可視化夾持器中；
[0009] 2)施加適當強度圍壓，對玻璃刻蝕模型抽成真空并飽和粘度為5mPa *s的原油，直 到原油充滿整個玻璃刻蝕模型，靜置一段時間至采集的畫面穩定后為止；
[0010] 3)啟動微量恒速栗，設定驅替速度為0. 05mL/min，注入粘度為0. 5mPa *s的水，開 始進行驅替實驗；
[0011] 4)直到驅替畫面穩定，整個驅替過程中進行動態過程攝像，實時記錄水驅替油的 全部動態過程和相關的動態攝像文件；
[0012] 5)精選實驗所得的照片并進行圖像處理。
[0013] 在步驟2中，為了對微觀剩余油的形態分類，結合微觀水驅油過程中剩余油的鏡 下幾何形態，定義了剩余油聯通孔隙系數、油孔徑比、外形因子和形狀因子四個參數來定性 描述剩余油的幾何形態。
[0014] 剩余油聯通孔隙系數為選定區域內剩余油充滿在相互聯通的孔喉的數量，用Cn 表不；
[0015] 油孔徑比為被束縛油的等效直徑與喉道的過水斷面等效直徑之比，即：
[0017] 式中：為油孔徑比；RMlS束縛油的等效直徑；為喉道的過水斷面等效直 徑；
[0018] 外形因子為某一微觀滲流通道內剩余油的長軸與短軸之比，即：
[0020] 式中：G為外形因子；L為剩余油塊的長軸長度；W為剩余油塊的短軸寬度，剩余油 外形不同，其外形因子明顯不同；外形因子越小，相同體積情況下剩余油的表面積越大，剩 余油塊形狀越規則；
[0021] 形狀因子G1:
[0023] 式中而為形狀因子；V為剩余油塊的體積；S為剩余油塊的表面積，剩余油形狀不 同，其形狀因子不同；形狀因子越小，相同體積情況下剩余油的表面積越大，表面凹凸變化 程度也越大。
[0024] 在步驟3中，定性的將剩余油分為連片型剩余油、分枝狀剩余油、油膜狀剩余油、 柱狀剩余油和滴狀剩余油五類。
[0025] 在步驟4中，連片型剩余油為鏡下呈明顯的片狀結構，且剩余油聯通孔隙系數>5， 形狀因子G1彡0. 0007,油孔徑比1= 1 ;
[0026] 分枝狀剩余油為鏡下呈明顯的分支結構，2 <剩余油聯通孔隙系數< 5,形狀因子 0.0007 彡 G1 彡 0.01，油孔徑比 1?。。= 1 ;
[0027] 油膜型剩余油主要分布在孔隙、喉道的兩側邊緣，呈長條狀；油塊的厚度小于孔道 直徑的1/3,外形因 G>8,形狀因子0. 01彡G1彡0. 03,油孔徑比RJ1/3 ;
[0028] 柱狀剩余油為鏡下呈長條狀或柱狀，分于狹窄的孔隙、喉道處，孔隙、喉道數=1， 外形因子2彡G彡8,油孔徑比1= 1 ;
[0029] 滴狀剩余油為鏡下呈規則球狀或滴狀，孔隙、喉道數=1，外形因子1彡G彡2,油 孔徑比1/3彡1?。。〈1。
[0030] 本發明中的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，以微觀水驅實驗為基礎， 采用玻璃刻蝕仿真模型，并結合利用實時圖像采集系統，實現了微觀水驅油過程及剩余油 變化的全程動態可視化。突破了常規的巖心驅替實驗的局限性。利用微觀水驅實驗所得的 結果進一步深入對微觀水驅油滲流過程和剩余油的形態變化過程分析，結合微觀水驅油過 程中剩余油的鏡下幾何形態定性的將微觀水驅剩余油分為連片型剩余油、分枝狀剩余油、 油膜型剩余油、柱狀剩余油和滴狀剩余油五類，并利用圖像處理軟件和統計學原理建立了 微觀剩余油幾何表征方法。該高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法形具有較強的針對 性，為油田的高含水油藏的剩余油挖潛提供理論指導。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法的一具體實施例的流 程圖； 圖2為本發明的剩余油微觀幾何形態表征方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 為使本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施 例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0033] 如圖1所示，圖1為本發明的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法的流程圖。
[0034] 在步驟101，采用玻璃刻蝕仿真模型進行微觀水驅實驗，并結合圖像采集系統觀測 微觀水驅油過程及剩余油變化的全程動態。在本步驟中，改進了常規實驗裝置，采用了玻璃 刻蝕模型替代巖石薄片，并將圖像采集系統運用到實驗裝置上，實現了驅替過程的全程動 態可視化。具體實驗步驟如下：
[0035] 1)將玻璃刻蝕模型裝入特制的可視化夾持器中。
[0036] 2)施加適當強度圍壓，對玻璃刻蝕模型抽成真空并飽和粘度為5mPa *s的原油，直 到原油充滿整個玻璃刻蝕模型，靜置一段時間至采集的畫面穩定后為止。
[0037] 3)啟動微量恒速栗，設定驅替速度為0. 05mL/min，注入粘度為0. 5mPa *s的水，開 始進行驅替實驗。
[0038] 4)直到驅替畫面穩定（即該驅替實驗結束），整個驅替過程中進行動態過程攝像， 實時記錄水驅替油的全部動態過程和相關的動態攝像文件。
[0039] 5)精選實驗所得的照片并利用圖像處理軟件Imag印r〇-plUS6. 0分別進行處理。
[0040] 流程進入到步驟102。
[0041] 在步驟102,引入定量描述剩余油幾何形態的參數。為了對微觀剩余油的形態分 類，結合微觀水驅油過程中剩余油的鏡下幾何形態，定義了剩余油聯通孔隙系數、油孔徑 比、外形因子和形狀因子四個參數來定性描述剩余油的幾何形態。
[0042] 剩余油聯通孔隙系數為選定區域內剩余油充滿在相互聯通的孔喉的數量，用Cn 表不；
[0043] 油孔徑比：指被束縛油的等效直徑與喉道的過水斷面等效直徑之比，即：
[0045] 式中：為油孔徑比；RMlS束縛油的等效直徑；為喉道的過水斷面等效直 徑。
[0046] 外形因子：定義為某一微觀滲流通道內剩余油的長軸與短軸之比，即：
[0048] 式中：G為外形因子；L為剩余油塊的長軸長度；W為剩余油塊的短軸寬度。
[0049] 剩余油形狀不同，其外形因子明顯不同；外形因子越小，相同體積情況下剩余油的 表面積越大，剩余油塊形狀越規則。
[0050] 形狀因子G1:
[0052] 式中而為形狀因子；V為剩余油塊的體積；S為剩余油塊的表面積。
[0053] 剩余油形狀不同，其形狀因子不同；形狀因子越小，相同體積情況下剩余油的表面 積越大，表面凹凸變化程度也越大。
[0054] 流程進入到步驟103。
[0055] 在步驟103,結合觀測到的微觀水驅油過程中剩余油的鏡下幾何形態根據定量描 述剩余油幾何形態的參數，定性的將剩余油進行分類。在一實施例中，分為連片型剩余油、 分枝狀剩余油、油膜狀剩余油、柱狀剩余油和滴狀剩余油五類。流程進入到步驟104。
[0056] 在步驟104,在微觀水驅剩余油分類的基礎上根據驅替過程中形成的剩余油形態 定性的建立了微觀剩余油的幾何表征方法。如圖2所示。
[0057]
[0058]
[0059] 連片型剩余油：鏡下呈明顯的片狀結構，且相連孔隙數>5,形狀因子G1S 0.0007， 油孔徑比1?。。= 1 ;
[0060] 分枝狀剩余油：鏡下呈明顯的分支結構，2 <相連孔隙數< 5,形狀因子 0.0007 彡 G1 彡 0.01，油孔徑比 1?。。= 1 ;
[0061] 油膜型剩余油：主要分布在孔隙、喉道的兩側邊緣，呈長條狀；油塊的厚度小于孔 道直徑的1/3,外形因子G > 8,形狀因子0. 01彡G1彡0. 03,油孔徑比RJ1/3 ;
[0062] 柱狀剩余油：鏡下呈長條狀或柱狀，分于狹窄的孔隙、喉道處，孔隙、喉道數=1， 外形因子2彡G彡8,油孔徑比1= 1 ;
[0063] 滴狀剩余油：鏡下呈規則球狀或
[0064] 滴狀，孔隙、喉道數=1，外形因子1彡G彡2,油孔徑比1/3彡&。〈1。
[0065] 流程結束。
【主權項】
1. 高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，該高含水油藏微觀水驅剩 余油幾何表征方法包括： 步驟1，進行微觀水驅實驗，并觀測微觀水驅油過程及剩余油變化的全程動態； 步驟2,引入定量描述剩余油幾何形態的參數； 步驟3,結合觀測到的微觀水驅油過程中剩余油的鏡下幾何形態根據定量描述剩余油 幾何形態的參數，將剩余油進行分類；W及步驟4,在剩余油分類的基礎上，根據驅替過程 中形成的剩余油形態定量的建立了微觀水驅剩余油的幾何表征方法。2. 根據權利要求1所述的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，在 步驟1中，采用玻璃刻蝕仿真模型進行微觀水驅實驗，并采用圖像采集系統觀測微觀水驅 油過程及剩余油變化的全程動態。3. 根據權利要求1所述的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，步 驟1包括： 1) 將玻璃刻蝕模型裝入特制的可視化夾持器中； 2) 施加適當強度圍壓，對玻璃刻蝕模型抽成真空并飽和粘度為5mPa，s的原油，直到原 油充滿整個玻璃刻蝕模型，靜置一段時間至采集的畫面穩定后為止； 3) 啟動微量恒速累，設定驅替速度為0. 05mL/min，注入粘度為0. 5mPa 'S的水，開始進 行驅替實驗； 4) 直到驅替畫面穩定，整個驅替過程中進行動態過程攝像，實時記錄水驅替油的全部 動態過程和相關的動態攝像文件； 5) 精選實驗所得的照片并進行圖像處理。4. 根據權利要求1所述的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，在 步驟2中，為了對微觀剩余油的形態分類，結合微觀水驅油過程中剩余油的鏡下幾何形態， 定義了剩余油聯通孔隙系數、油孔徑比、外形因子和形狀因子四個參數來定量描述剩余油 的幾何形態。5. 根據權利要求1所述的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，剩 余油聯通孔隙系數為選定區域內剩余油充滿在相互聯通的孔喉的數量，用化表示； 油孔徑比為被束縛油的等效直徑與喉道的過水斷面等效直徑之比，即：(1) 式中：R。。為油孔徑比；R。。為束縛油的等效直徑；Rtha^ei為喉道的過水斷面等效直徑； 外形因子為某一微觀滲流通道內剩余油的長軸與短軸之比，即：m 式中：G為外形因子；L為剩余油塊的長軸長度；W為剩余油塊的短軸寬度，剩余油外形 不同，其外形因子明顯不同；外形因子越小，相同體積情況下剩余油的表面積越大，剩余油 塊形狀越規則； 形狀因子Gi:(3) 式中：Gi為形狀因子；V為剩余油塊的體積；S為剩余油塊的表面積，剩余油形狀不同， 其形狀因子不同；形狀因子越小，相同體積情況下剩余油的表面積越大，表面凹凸變化程度 也越大。6. 根據權利要求1所述的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，在 步驟3中，定性的將剩余油分為連片型剩余油、分枝狀剩余油、油膜狀剩余油、柱狀剩余油 和滴狀剩余油五類。7. 根據權利要求1所述的高含水油藏微觀水驅剩余油幾何表征方法，其特征在于，在 步驟4中，連片型剩余油為鏡下呈明顯的片狀結構，且剩余油聯通孔隙系數巧，形狀因子 Gl《0.0007,油孔徑比R。。= 1 ; 分枝狀剩余油為鏡下呈明顯的分支結構，2《剩余油聯通孔隙系數《5,形狀因子 0. 0007《Gl《0.01，油孔徑比 R。。= 1 ; 油膜型剩余油主要分布在孔隙、喉道的兩側邊緣，呈長條狀；油塊的厚度小于孔道直徑 的1/3,外形因 G〉8,形狀因子0.0 l《Gl《0. 03,油孔徑比氏。<1/3 ; 柱狀剩余油為鏡下呈長條狀或柱狀，分于狹窄的孔隙、喉道處，孔隙、喉道數=1，即剩 余油聯通孔隙系數=1，外形因子2《G《8,油孔徑比R。。= 1 ; 滴狀剩余油為鏡下呈規則球狀或滴狀，孔隙、喉道數=1，即剩余油聯通孔隙系數=1， 外形因子1《G《2,油孔徑比1/3《氏。<1。
【文檔編號】E21B43/20GK105986790SQ201510072162
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月11日
【發明人】張以根, 劉志宏, 賈俊山, 黃迎松, 劉海成, 戴濤, 崔文富, 張保衛, 曾顯香, 李響, 劉麗杰, 呂遠
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院