一種確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的方法，屬于油氣田開發(fā) 的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫驅(qū)油是一種用泡沫流體作為驅(qū)替介質(zhì)的三次采油方法，泡沫流體因其具有視 黏度高、對(duì)滲透率和油水層的選擇性、洗油和封堵調(diào)剖作用強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，泡沫驅(qū)油已經(jīng)成為一 種高效的提高采收率方法，在一些油田的礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中也取得了良好的應(yīng)用效果。與其他氣 體相比，N 2來(lái)源廣，制備過(guò)程經(jīng)濟(jì)合理，而且\不易結(jié)垢、腐蝕管道等許多優(yōu)點(diǎn)，因此N2泡沫 驅(qū)已備受各大油田青睞。
[0003] 向地層中注入泡沫后，穩(wěn)定的泡沫會(huì)對(duì)高滲孔道產(chǎn)生有效的封堵，泡沫的封堵性 能受到地層非均質(zhì)性的影響，當(dāng)?shù)貙臃蔷|(zhì)太強(qiáng)時(shí)，泡沫會(huì)沿著高滲層直接竄流到生產(chǎn)井， 使得泡沫的封堵性能失效，形成氣體竄流。氣體竄流的發(fā)生還和泡沫的穩(wěn)定性有關(guān)，當(dāng)泡沫 的注入速度、起泡劑濃度、注入方式、注入氣液比等參數(shù)選擇不合理時(shí)，滲流過(guò)程中形成的 泡沫穩(wěn)定性較差，不能對(duì)高滲孔道形成有效的封堵，由于氣液兩相存在較大的流度差異，氣 體在地層中的竄流使得生產(chǎn)井產(chǎn)氣量和氣油比迅速增加。泡沫驅(qū)中氣體竄流一方面使波及 效率降低，影響油田采收率，另一方面生產(chǎn)井較高的氣油比會(huì)影響抽油泵的泵效，甚至產(chǎn)生 氣鎖，抽油泵不能正常生產(chǎn)，對(duì)油田生產(chǎn)產(chǎn)生較嚴(yán)重的影響。
[0004] 林楊等，C02在非均質(zhì)多孔介質(zhì)中的氣竄與運(yùn)移[J].石油化工高等學(xué)校學(xué) 報(bào)，2010, 02:43-46. -文中，通過(guò)研宄入口壓力與氣體流速、氣體波及體積的關(guān)系，得出注 入壓力與氣體在巖心中的突破時(shí)間呈冪指數(shù)關(guān)系，對(duì)于未飽和水的巖心來(lái)說(shuō)，有經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 式來(lái)預(yù)測(cè)氣體在巖心中的突破時(shí)間，并且存在臨界的壓力，當(dāng)入口壓力達(dá)到此壓力值時(shí)，在 非均質(zhì)巖心中，氣體的流速會(huì)隨著壓力的升高而下降。級(jí)差越大的巖心，該臨界壓力就越 小，即大級(jí)差的巖心，會(huì)更早的出現(xiàn)氣體竄流。曠曦域等.空氣泡沫防氣竄能力評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn) 研宄[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā)，2012, 03:34-37. -文中，為了界定空氣泡沫驅(qū)氣竄是否發(fā) 生，以及氣竄發(fā)生的程度，以固定壓力注入起泡體系形成空氣泡沫后，在不同的注入壓差下 注入氣體，通過(guò)記錄各壓力下出口端氣體流量，認(rèn)為出口端氣體流量陡增時(shí)的注入壓差為 氣竄壓力，以此來(lái)界定氣竄情況。
[0005] 但是，以上文獻(xiàn)給出的方法僅能定性判斷氣體竄流，沒有辦法根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)定量 化氣體竄流發(fā)生的時(shí)機(jī)和強(qiáng)度。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)隊(duì)泡沫驅(qū)過(guò)程中發(fā)生氣體竄流現(xiàn)象的研宄 較少，現(xiàn)有的研宄主要是N 2泡沫驅(qū)油機(jī)理，以及可行性分析等，缺少對(duì)1泡沫驅(qū)過(guò)程中氣體 竄流時(shí)機(jī)的定量判斷以及氣竄程度的界定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的 方法，該方法可確定氣體竄流時(shí)機(jī)和氣體竄流程度。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本發(fā)明通過(guò)計(jì)算生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率，生產(chǎn)開始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間之差，得到某一時(shí)刻 的產(chǎn)氣率上升指數(shù)。該產(chǎn)氣率上升指數(shù)可確定氣體竄流是否發(fā)生以及氣體竄流發(fā)生的程 度。
[0009] 術(shù)語(yǔ)解釋
[0010] 1、生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率：在地面條件下，單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)井產(chǎn)氣所占的比例，記為fg。
[0011] 2、產(chǎn)氣率上升指數(shù)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)生產(chǎn)井產(chǎn)氣率的變化程度，記為Ig。
[0012] 3、PV :注入孔隙體積倍數(shù)，即注入巖心樣品的流體體積與巖心樣品孔隙體積的比 值。例如：1PV即表示注入巖注入巖心樣品的流體體積與巖心樣品孔隙體積的比值為1。
[0013] 發(fā)明詳述
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0015] 一種確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的方法，包括步驟如下：
[0016] (1)向注入井中注入氮?dú)馀菽黧w，測(cè)量不同時(shí)刻生產(chǎn)井的產(chǎn)氣量Vg以及產(chǎn)液量 V 1；
[0017] (2)按式⑴計(jì)算不同時(shí)刻生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率fg，
[0019] (3)根據(jù)不同時(shí)刻計(jì)算得到的fg，繪制曲線，按式（II)計(jì)算生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率上升 指數(shù)Ig，
[0021] 式（II)中，tpt2分別表示生產(chǎn)開始和結(jié)束時(shí)間；Vgl、V g2分別表示生產(chǎn)開始和結(jié)束 時(shí)的產(chǎn)氣量；vu、v12分別表不生產(chǎn)開始和結(jié)束時(shí)的產(chǎn)液量；
[0022] (4)確定泡沫驅(qū)油過(guò)程中氣體竄流程度，
[0023] 當(dāng)Ig< 0. 5時(shí)，則判定泡沫驅(qū)油過(guò)程中沒有發(fā)生氣體竄流，
[0024] 當(dāng)Ig= 0. 5時(shí)，則判定泡沫驅(qū)油過(guò)程中剛開始發(fā)生氣體竄流，
[0025] 當(dāng)Ig> 0. 5時(shí)，則判定泡沫驅(qū)油過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生氣體竄流，其中，I g越大表明發(fā)生 氣體竄流的程度越高。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中產(chǎn)氣量\按排水法測(cè)量得到。
[0027] 一種確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括步驟如下：
[0028] (1)根據(jù)實(shí)際油藏條件，配備模擬地層水，礦化度17000-18000mg/L，其中Ca2+、Mg 2+ 總含量 400-500mg/L ;
[0029] (2)根據(jù)油藏區(qū)塊地層特點(diǎn)，將石英砂填制填砂管巖心模型中；
[0030] (3)根據(jù)油藏溫度，用恒溫箱加熱巖心模型至油藏溫度；
[0031] (4)配置不同濃度的起泡劑溶液備用；
[0032] (5)設(shè)定實(shí)驗(yàn)所需回壓、溫度，巖心模型的注入端模擬注入井，出口端模擬生產(chǎn)井， 從注入井注入2. 5PV氮?dú)馀菽黧w，進(jìn)行泡沫驅(qū)替，以及注入1. 5PV地層水進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)實(shí) 驗(yàn)；
[0033] (6)在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，記錄生產(chǎn)井的產(chǎn)氣量乂8以及產(chǎn)液量Vi，產(chǎn)氣量為排水法 測(cè)得；
[0034] (7)計(jì)算不同時(shí)刻的產(chǎn)氣率上升指數(shù)fg:
[0035] 按式⑴計(jì)算生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率fg，
[0037] 式⑴中
[0038] fg一生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率，％;
[0039] Vg-產(chǎn)氣量，ml ;
[0040] V廠產(chǎn)液量，ml ;
[0041] (8)根據(jù)不同時(shí)刻計(jì)算得到的fg，繪制曲線，按式（II)計(jì)算生產(chǎn)井的產(chǎn)氣率上升 指數(shù)Ig，
[0043] 式（II)中，tpt2分別表示生產(chǎn)開始和結(jié)束時(shí)間；Vgl、V g2分別表示生產(chǎn)開始和結(jié)束 時(shí)的產(chǎn)氣量；vu、v12分別表不生產(chǎn)開始和結(jié)束時(shí)的產(chǎn)液量；
[0044] (9)確定泡沫驅(qū)油過(guò)程中氣體竄流程度，
[0045] 當(dāng)Ig< 0. 5時(shí)，則判定泡沫驅(qū)油過(guò)程中沒有發(fā)生氣體竄流，
[0046] 當(dāng)Ig= 0. 5時(shí)，則判定泡沫驅(qū)油過(guò)程中剛開始發(fā)生氣體竄流，
[0047] 當(dāng)Ig> 0. 5時(shí)，則判定泡沫驅(qū)油過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生氣體竄流，其中，I g越大表明發(fā)生 氣體竄流的程度越高。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明，步驟（5)中，注入地層水進(jìn)行水驅(qū)起壓的同時(shí)，記錄巖心模型初始重 量mQ;實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的同時(shí)記錄巖心模型兩段壓力和巖心模型的重量，分別記為ppp2、和m，根 據(jù)記錄的Ppp2、和m，判斷泡沫驅(qū)封堵性能。
[0049] 本發(fā)明的原理：
[0050]由于Ig值越大，生產(chǎn)井見氣速度越快，產(chǎn)氣量多，容易形成氣體竄流通道，發(fā)生氣 竄。Ig= 〇. 5為臨界氣體竄流點(diǎn)，即氣體竄流開始的時(shí)間點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)律發(fā) 現(xiàn)，當(dāng)Ig值超過(guò)0.5時(shí)，生產(chǎn)井產(chǎn)氣量較大，認(rèn)為已經(jīng)出現(xiàn)明顯的氣體竄流，應(yīng)及時(shí)采取封 竄措施。
[0051] 關(guān)于Ig= 0.5的說(shuō)明：除去氣液比因素的影響，本發(fā)明選擇原始?xì)庖鹤⑷氡葹?1:1，將其體積折算到回壓閥條件下，認(rèn)為生產(chǎn)井含氣率為50 %時(shí)，氮?dú)馀菽?qū)替過(guò)程穩(wěn)定， 氣液含量未發(fā)生變化；當(dāng)含氣率大于50 %時(shí)，認(rèn)為發(fā)生了氣體竄流，含氣率越大則氣體竄 流越嚴(yán)重，因此生產(chǎn)井越需要對(duì)氣體竄流進(jìn)行封堵。從統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律得到，可以用I g= 0. 5 判斷某一時(shí)刻是否發(fā)生氣體竄流，是否有封竄的必要。
[0052] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0053]利用本發(fā)明提供的確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的方法，能夠定性定量 判斷油田生產(chǎn)井中見氣程度，是否出現(xiàn)氣體竄流，出現(xiàn)氣體竄流的程度，以及何時(shí)開始進(jìn)行 封竄措施。在室內(nèi)模擬氮?dú)馀菽?qū)替實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)方案如滲透率、起泡劑濃度、氣液比、注入 速度、以及注入方式等可調(diào)，具有普遍性和實(shí)用性，符合油田生產(chǎn)實(shí)際。界定標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單易實(shí) 現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0054] 圖1為本發(fā)明所述生井產(chǎn)出液中的產(chǎn)氣率隨時(shí)間的變化曲線，即fg的曲線圖。
[0055] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中產(chǎn)氣率上升指數(shù)Ig與起泡劑濃度的關(guān)系曲線。
[0056] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中產(chǎn)氣率上升指數(shù)Ig與氮?dú)馀菽黧w不同注入速度的關(guān) 系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，但是不限于此。
[0058] 實(shí)施例1、
[0059] -種確定氮?dú)馀菽?qū)油過(guò)程中氣體竄流程度的模擬實(shí)驗(yàn)方法，待定參數(shù)為使用不 同濃度的起泡劑溶液，記錄并對(duì)比泡沫驅(qū)替實(shí)驗(yàn)情況，包括步驟如下：
[0060] (1)根據(jù)實(shí)際油藏條件，配備模擬地層水，礦化度17435mg/L，其中Ca2+，Mg 2+含量 475mg/L ；
[0061] (2)根據(jù)油藏區(qū)塊地層特點(diǎn)，將石英砂填制填砂管巖心模型中；
[0062] (3)根據(jù)油藏溫度，用恒溫箱加熱巖心模型至油藏溫度；
[0063] (4)配置質(zhì)量濃度為0. 2%、0.