一種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵水試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵水試驗(yàn)方法，屬于油田開發(fā)技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 華北油田砂巖油藏的主力油層多為河流相及辮狀河河道沉積的薄油層，沉積特點(diǎn) 主要呈現(xiàn)緣于水流逐漸減小、向上粒度變細(xì)和層理規(guī)模逐漸變小等，特別是正韻律油層的 注水驅(qū)開發(fā)過程中，邊水或注入水沿正韻律沉積主河道底部突進(jìn)為主要水淹方式，開發(fā)過 程易造成注入水沿高滲透通道無效循環(huán)，表現(xiàn)為含水急劇上升、產(chǎn)油量下降，中、低滲透儲(chǔ) 層動(dòng)用程度差等問題，而堵水/調(diào)剖技術(shù)是保證水平井控水穩(wěn)產(chǎn)的主要措施之一。
[0003] 水平井堵水/調(diào)剖技術(shù)經(jīng)過近十年的研究發(fā)展，雖在部分油藏試驗(yàn)取得初步效 果，但多參照直井的做法，普遍采用籠統(tǒng)堵調(diào)工藝。目前底水脊進(jìn)或裂縫突進(jìn)的機(jī)理和堵水 /調(diào)剖劑作用機(jī)理多通過物理模擬實(shí)驗(yàn)，但目前的模型設(shè)計(jì)簡單，僅能觀察到現(xiàn)象，不能準(zhǔn) 確推演本質(zhì)，用量、壓力、段塞的設(shè)計(jì)只能憑從直井得到的經(jīng)驗(yàn)，特別對(duì)于高滲透條帶狀分 布砂巖油藏儲(chǔ)層適應(yīng)性亟待深入探討和研究。
[0004] 現(xiàn)有的電模擬實(shí)驗(yàn)中油藏模型為盛有CuSO4溶液的電解槽，低壓系統(tǒng)采用220V交 流電，銅帶和銅絲模擬供給邊界和水平井，方法適用于復(fù)雜水平井開采井網(wǎng)、水平井一直井 聯(lián)合開采井網(wǎng)、裂縫油藏水平井井網(wǎng)的滲流機(jī)理研究，可直接測量壓力、產(chǎn)能參數(shù)以及等勢 線的分布。文獻(xiàn)檢索電模擬技術(shù)對(duì)于堵水/調(diào)剖提高采收率的研究較少，且水平井堵水理 論、手段和方法尚不明確，特別堵劑定位放置技術(shù)研究還不成熟，缺少科學(xué)的研究方法和量 化手段，沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，尤其在堵調(diào)劑的定位放置、封堵強(qiáng)度和儲(chǔ)層適應(yīng)性研究上仍 存瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵 水試驗(yàn)方法，針對(duì)河流相沉積的砂巖油藏進(jìn)行堵水實(shí)施效果預(yù)測并提高水驅(qū)采收率。能夠 定量預(yù)測堵水措施后水平井滲流和壓力分布變化，而且提出了基于電橋模擬試驗(yàn)的堵水劑 定位放置技術(shù)和封堵強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)，為水平井開發(fā)提高采收率提供決策性依據(jù)。
[0006] -種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵水試驗(yàn)方法，采集考慮儲(chǔ)層、油水關(guān)系、 生產(chǎn)情況和水平井測試資料，依據(jù)電橋模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，制定合理的堵水/調(diào)剖技術(shù)對(duì)策： 對(duì)于開發(fā)時(shí)間短、產(chǎn)液量和含水都較低的水平井宜采用近井帶弱堵措施，控水穩(wěn)油；對(duì)于開 發(fā)時(shí)間長、產(chǎn)液量和含水都較高的水平井宜采用深部強(qiáng)堵，降低產(chǎn)液量同時(shí)迫使主水流轉(zhuǎn) 向。
[0007] 含有以下步驟；
[0008] 建立油藏模型：根據(jù)砂巖油藏高滲條帶與水平井井眼軌跡的分布狀況模擬砂巖油 藏儲(chǔ)層，層間并列分布著2~4條高、低滲透層帶（以2條為例)，以定壓供給邊界正對(duì)水平井 的開采模式。因此定壓邊界布置在模型上部第二層，水平井在下部第6層。油藏低滲透層帶 和高滲透層帶的滲透率分別為100XKT3Um2和200~1000XKT3Um2(以500XKT3Um2 為例)，滲透率極差為2~10 (以5為例),地下原油粘度為2mPa*s,定壓壓差為20MPa。油 藏模型X方向網(wǎng)格數(shù)為30,網(wǎng)格步長為4m;y方向網(wǎng)格長為2m;z方向劃分為6個(gè)模擬小層， 每層厚度為20m。
[0009] 理論依據(jù)：水電相似性已成功用于研究水平井滲流機(jī)理和開發(fā)理論，其原理為水
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵水試驗(yàn)方法，其特征在于采集考慮儲(chǔ)層、油 水關(guān)系、生產(chǎn)情況和水平井測試資料，依據(jù)電橋模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，制定合理的堵水/調(diào)剖技 術(shù)對(duì)策：對(duì)于開發(fā)時(shí)間短、產(chǎn)液量和含水都較低的水平井宜采用近井帶弱堵措施，控水穩(wěn) 油；對(duì)于開發(fā)時(shí)間長、產(chǎn)液量和含水都較高的水平井宜采用深部強(qiáng)堵，降低產(chǎn)液量同時(shí)迫使 主水流轉(zhuǎn)向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵水試驗(yàn)方法，其特征 在于含有以下步驟； 建立油藏模型：根據(jù)砂巖油藏高滲條帶與水平井井眼軌跡的分布狀況模擬砂巖油藏儲(chǔ) 層，層間并列分布著2~4條高、低滲透層帶（以2條為例)，以定壓供給邊界正對(duì)水平井的開 采模式；因此定壓邊界布置在模型上部第二層，水平井在下部第6層；油藏低滲透層帶和高 滲透層帶的滲透率分別為100 X KT3Um2和200~1000 X 10_3ym2 (以500 X 10_3ym2為 例)，滲透率極差為2~10 (以5為例)，地下原油粘度為2mPa · s，定壓壓差為20MPa ;油藏 模型X方向網(wǎng)格數(shù)為30,網(wǎng)格步長為4m ;y方向網(wǎng)格長為2m ;z方向劃分為6個(gè)模擬小層， 每層厚度為20m ; 理論依據(jù)：水電相似性已成功用于研究水平井滲流機(jī)理和開發(fā)理論，其原理為水壓力 場和穩(wěn)恒電流場的物理量相似系數(shù)比為1 ;由油氣穩(wěn)態(tài)滲流的達(dá)西定律（v = )和歐
μ cl Ck=2 X IO3MPags/ Ω gm3,1/CQ=172. 8m3/d ; 建立電路模型：由低壓電路系統(tǒng)和信號(hào)檢測系統(tǒng)構(gòu)成，低壓電路系統(tǒng)包括220V穩(wěn)壓直 流電源、撥動(dòng)開關(guān)、面包板、高滲電阻、低滲電阻、橋路電阻和銅棒，其中穩(wěn)壓直流電源型號(hào) 為PS-305DM，額定電壓30V，面包板型號(hào)為SYB-120,低滲電阻和橋路電阻為碳膜電阻，高滲 電阻為碳膜電阻或電位器(量程〇~5ΚΩ );信號(hào)檢測系統(tǒng)包括晶體二極管、數(shù)字電流表和 數(shù)字電壓表，其中二極管型號(hào)為7805A，電壓表型號(hào)為XL5135V-3,精度為10mV，電流表型號(hào) 為XL5135A-4,精度為0.1 mA;輔助工具為電烙鐵（220V，20W); 聯(lián)接電路時(shí)首先連接面包板上的雙臂電橋，將3個(gè)值100 Ω和50~10 Ω碳膜電阻分 別串聯(lián)，并通過2個(gè)橋路電位器和銅棒并聯(lián)；將220V穩(wěn)壓直流電源正極連接在面包板上銅 棒一端，負(fù)極與撥動(dòng)開關(guān)相連后接在面包板另一端；信號(hào)檢測系統(tǒng)聯(lián)接首先將穩(wěn)壓直流電 源正極連接在晶體二極管輸入端，晶體二極管接地和輸出端分別接電壓表和電流表，最后 將穩(wěn)壓直流電源負(fù)極與晶體二極管接地相連； 電路模型為基于惠斯登電橋的雙臂非平衡電橋，高、低滲透條帶以并聯(lián)形式分別由可 變電阻串聯(lián)組成，層間竄層以高滲透層的電阻率表示，水平井采用銅棒；模型中定壓邊界為 高電勢，油井為低電勢；模型網(wǎng)格中每一格的封堵面積相當(dāng)于厚度封堵半徑為5m的地層； 試驗(yàn)器材：220V穩(wěn)壓直流電源、晶體二極管、1/4W碳膜電阻、電位器、數(shù)字電流表(精度 10mA)、數(shù)字電壓表(精度10mV)、面包板、撥動(dòng)開關(guān)和導(dǎo)線； 試驗(yàn)方法：輸入電流后，由接觸式調(diào)壓器調(diào)節(jié)加在模擬油藏儲(chǔ)層和水平井（金屬銅管） 之間的最大壓差，可通過數(shù)字電壓表測試儲(chǔ)層的不同部位得到對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)壓差； 實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持總電動(dòng)勢不變，依次改變距銅棒不同位置的可變電阻阻值，讀取橋路電流 和模擬電阻的開路電壓，計(jì)算得到儲(chǔ)層的驅(qū)動(dòng)壓力場和流量場分布。
【專利摘要】一種非平衡電橋模擬砂巖油藏水平井堵水試驗(yàn)方法，屬于油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。采集考慮儲(chǔ)層、油水關(guān)系、生產(chǎn)情況和水平井測試資料，依據(jù)電橋模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，制定合理的堵水/調(diào)剖技術(shù)對(duì)策：對(duì)于開發(fā)時(shí)間短、產(chǎn)液量和含水都較低的水平井宜采用近井帶弱堵措施，控水穩(wěn)油；對(duì)于開發(fā)時(shí)間長、產(chǎn)液量和含水都較高的水平井宜采用深部強(qiáng)堵，降低產(chǎn)液量同時(shí)迫使主水流轉(zhuǎn)向。本發(fā)明為研究水平井堵水提供了一種新方法，對(duì)于油層較多，儲(chǔ)層物性復(fù)雜的砂巖油藏水平井堵水/調(diào)剖具有重要指導(dǎo)意義。
【IPC分類】E21B37-06, E21B49-00, E21B33-13
【公開號(hào)】CN104653174
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310597088
【發(fā)明人】閆?？? 巨登峰, 謝剛, 張雙艷, 馬志, 蘇娜, 姜偉祺, 商芳, 郭素貞, 劉莎莎
【申請(qǐng)人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月22日