一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法与流程

1.本发明涉及油藏开发领域，具体涉及一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法。


背景技术：

2.稠油通过加热降粘可以大幅度降低粘度，从而增加稠油在多孔介质中的渗流能力。稠油热采技术(如蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油等)可以大幅度提高稠油油田采收率。渤海油田多年的开发实践表明，地层条件粘度低于350mpa
·
s的稠油油藏，可以通过水平井、化学驱等技术开发获得较好效益，但对于地层条件粘度大于350mpa
·
s的特殊稠油，常规冷采开发采油速度和采收率均比较低，经济效益差。为进一步提高常规水驱后稠油油藏的采收率，研究人员目前着重于注热水驱先导试验。对于稠油油藏注热驱替，需要将地层稠油加热到某个温度，从而让稠油在此温度条件下能够自由流动。因此，准确地获取不同稠油油藏注热驱替所需的临界温度，直接影响着稠油常规水驱后的可能接替方式，是确定不同稠油油田注热温度的重要依据，关系着热采的效果。
3.目前对稠油热水驱临界注热温度的确定，普遍采用的方法是通过数值模拟结果，根据累产油、采收率等开发指标比选得到。由于热采数值模拟过程中，数值模拟软件尚不能精确表征稠油启动压力梯度随温度的变化，通常难以取得临界注热温度的具体值。目前尚无一种成熟的技术方案用来定量获取稠油热水驱临界注热温度。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术存在的难以获取油藏热水驱实验的临界注热温度的问题，提供一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法，该方法具有可量化、可操作性强的优点，适用于热采稠油油藏的注采参数的确定，对稠油油藏热采方案设计具有重要意义。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法，包括如下步骤：
6.s1、确定模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度，并在同一渗透率下拟合出以温度为横坐标、启动压力梯度为纵坐标的启动压力梯度-温度曲线；
7.s2、根据所述启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱实验的临界注热温度。
8.优选地，在步骤s1中，确定模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度的方法为：测量模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率、不同压力梯度下的流量并在同一温度、同一渗透率下拟合出压力梯度-流量曲线，在所述压力梯度-流量曲线中取流量大于0ml/min且小于或等于0.002ml/min处的压力梯度为该油藏在该温度和该渗透率下的启动压力梯度。
9.进一步优选地，所述压力梯度为两个特定位置处的压差与液体在两个特定位置之
间的流动距离的比值。
10.更优选地，两个所述特定位置为用于所述模拟稠油油藏热水驱实验的岩心夹持器两个端部的位置。
11.优选地，在模拟油藏热水驱实验中，所述温度的范围下限为油藏原始地层温度，所述温度的范围上限为使得得到的启动压力梯度-温度曲线的尾端与横坐标平行。
12.进一步优选地，所述温度的范围上限为地层压力条件下水的沸腾温度。
13.优选地，在步骤s2中，根据所述启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱实验的临界注热温度的方法包括：在所述启动压力梯度-温度曲线的两个端点处做切线，两条所述切线的交点的横坐标即为稠油油藏热水驱实验的临界注热温度。
14.优选地，所述方法还包括：测定不同原油油样的原油初始粘度，并按照步骤s1-s2测定不同渗透率、不同原油初始粘度下的临界注热温度。
15.进一步优选地，根据上述数据拟合出以渗透率为横坐标、临界注热温度为纵坐标的临界注热温度-渗透率曲线。
16.更优选地，根据临界注热温度-渗透率曲线以及原油初始粘度拟合出临界注热温度、渗透压和原油初始粘度的关系图，通过该关系图确定不同渗透率与原油初始粘度组合下的临界注热温度。
17.通过上述技术方案，本发明给出的确定方法，利用油藏启动压力梯度-温度曲线确定油藏热水驱实验的临界注热温度，具有可量化、可操作性强的优点。能够解决热采数值模拟不能精确表征油藏启动压力梯度随温度的变化、不能定量获取注热水驱临界温度的难题。
18.而且，该方法适用范围广，不仅能够适用于热采油藏的注采参数的确定，还能够适用于不同粘度稠油油藏开发方式的筛选，对油藏热采方案设计具有重要意义。
附图说明
19.图1是本发明一个具体实施方式中压力梯度-流量曲线图；
20.图2是本发明一个具体实施方式中不同渗透率岩心的启动压力梯度-温度曲线图；
21.图3是本发明本发明一个具体实施方式中不同渗透率、初始粘度稠油油藏的热水驱临界注热温度曲线图；
22.图4为本发明一个具体实施方式中绘制的稠油油藏热水驱临界注热温度-渗透率、初始粘度关系图版；
23.图5为本发明一个具体实施方式中稠油油藏热水驱临界注热温度图版制作流程图；
24.图6为依照本发明另一个具体实施方式中的压力梯度-流量曲线图；
25.图7位依照本发明另一个具体实施方式中的不同渗透率岩心的启动压力梯度-温度曲线图；
26.图8为依照本发明另一个具体实施方式中的不同渗透率、初始粘度稠油油藏热水驱临界注热温度曲线图；
27.图9为依照本发明另一个具体实施方式中的稠油油藏热水驱临界注热温度-渗透率、初始粘度关系图版。
具体实施方式
28.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
29.如前所述，本发明的基本实施方式提供一种油藏热水驱临界注热温度的确定方法，如图5所示，包括如下步骤：
30.s1、确定模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度，并在同一渗透率下拟合出以温度为横坐标、启动压力梯度为纵坐标的启动压力梯度-温度曲线；
31.s2、根据启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱的临界注热温度。
32.根据本发明，该稠油油藏热水驱临界注热温度的确定方法可以应用于普通稠油热水驱开发中。具体地，普通稠油是指比重大于0.92、脱气油粘度在100-10000mpa
·
s的原油。
33.本发明上述基本实施方式给出的确定方法，先通过模拟油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度拟合出启动压力梯度-温度曲线，再根据启动压力曲线确定油藏热水驱实验的临界温度，具有可量化、可操作性强的优点。能够解决热采数值模拟不能精确表征油藏启动压力梯度随温度的变化、不能定量获取注热水驱临界温度的难题，对油藏热采方案设计具有重要意义。
34.确定模拟油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度的方法可以为任意一种能够测量不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度的方法。在本发明的一个具体实施方式中，在步骤s1中，确定模拟油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度的方法为：测量模拟油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率、不同压力梯度下的流量并在同一温度、同一渗透率下拟合出压力梯度-流量曲线，在压力梯度-流量曲线中取流量大于0ml/min且小于或等于0.002ml/min处的压力梯度为该油藏在该温度和该渗透率下的启动压力梯度。通过上述方法确定的启动压力梯度更为精度，从而使得后续得到的临界注热温度更为准确。
35.根据本发明，压力梯度为两个特定位置处的压差与液体在两个特定位置之间的流动距离的比值。具体地，当液体在这两个位置之间是沿直线流动的，则压力梯度为两个特定位置处的压差与这两个特定位置之间的直线距离的比值；当液体在这两个特定位置之间是沿曲线流动的，则压力梯度为两个特定位置处的压差与这两个位置之间的曲线的实际长度的比值。采用上述方式确定压力梯度，能够使得得到的压力梯度更为准确，进而使得后续得到的临界注热温度更为准确。
36.作为本发明的一个具体实施方式，两个特定位置为用于模拟油藏热水驱实验的岩心夹持器两个端部的位置。将两个特定位置限定为模拟油藏热水驱实验的岩心夹持器两个端部的位置，这两个位置是实验过程中比较容易确定的位置，能够方便液体在这两个端部之间的流动距离的确定，且能够方便两端压差的确定，从而使得得到的压力梯度更为准确，进而使得后续得到的临界注热温度更为准确。
37.在本发明的一个具体实施方式中，在模拟油藏热水驱实验中，温度的范围下限为油藏原始地层温度(以下实施方式中，油藏原始底层温度为50℃)，温度的范围上限为使得
得到的启动压力梯度-温度曲线的尾端与横坐标平行。根据本发明，此处的尾端是指启动压力梯度-温度曲线的尾端，示例性地，当启动压力梯度-温度曲线的温度范围为50-180℃，则该曲线的尾端为温度范围在160-180℃或者170-180℃或者175-180℃的曲线。将温度范围的下限设置为50℃，上限设置为使得得到的启动压力梯度-温度曲线的尾端与横坐标平行，能够使得得到的临界注热温度更为准确。
38.作为本发明的一个相对优选的实施方式，在模拟油藏热水驱实验中，温度的范围上限为地层压力条件下水的沸腾温度，该沸腾温度一般小于340℃。以下实施方式中，地层压力条件下水的沸腾温度为180℃或者190℃。
39.在本发明的一个具体实施方式中，在步骤s2中，根据启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱实验的临界注热温度的方法包括：在启动压力梯度-温度曲线的两个端点处做切线，两条切线的交点的横坐标即为油藏热水驱实验的临界注热温度。通过此方法能够得到更为准确的临界注热温度。
40.在本发明的一个具体实施方式中，方法还包括：测定不同原油油样的原油初始粘度，并按照步骤s1-s2测定不同渗透率、不同原油初始粘度下的临界注热温度。优选地，根据上述数据拟合出以渗透率为横坐标、临界注热温度为纵坐标的临界注热温度-渗透率曲线。优选地，根据临界注热温度-渗透率曲线以及原油初始粘度拟合出临界注热温度、渗透压和原油初始粘度的关系图，通过该关系图确定不同渗透率与原油初始粘度组合下的临界注热温度。使得该方法不仅适用于热采油藏的注采参数的确定，还能够适用于不同粘度稠油油藏开发方式的筛选，对油藏热采方案设计具有重要意义。
41.根据本发明一种特别优选的实施方式，提供一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法，包括如下步骤：
42.s1、测量模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率、不同压力梯度下的流量并在同一温度、同一渗透率下拟合出压力梯度-流量曲线，在压力梯度-流量曲线中取流量大于0ml/min且小于0.002ml/min处的压力梯度为该稠油油藏在该温度和该渗透率下的启动压力梯度；
43.在同一渗透率下拟合出以温度为横坐标、启动压力梯度为纵坐标的启动压力梯度-温度曲线；
44.其中，压力梯度为用于模拟稠油油藏热水驱实验的岩心夹持器两个端部处的压差与液体在两个端部之间的流动距离的比值，在上述测量过程中，温度的范围下限为50℃，范围上限为180-190℃；
45.s2、在启动压力梯度-温度曲线的两个端点(温度上限和温度下限)处做切线，两条切线的交点的横坐标即为稠油油藏热水驱实验的临界注热温度；
46.s3、测定不同原油油样的原油初始粘度，并按照步骤s1-s2测定不同渗透率、不同原油初始粘度下的临界注热温度，根据上述数据拟合出以渗透率为横坐标、临界注热温度为纵坐标的临界注热温度-渗透率曲线，据临界注热温度-渗透率曲线以及原油初始粘度拟合出临界注热温度、渗透压和原油初始粘度的关系图，通过该关系图确定不同渗透率与原油初始粘度组合下的临界注热温度。
47.具体地，利用多元回归方法据临界注热温度-渗透率曲线以及原油初始粘度拟合出临界注热温度、渗透压和原油初始粘度的关系图。
48.本发明上述优选实施方式给出的确定方法，通过油藏启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱实验的临界注热温度，具有可量化、可操作性强的优点。能够解决热采数值模拟不能精确表征油藏启动压力梯度随温度的变化、不能定量获取注热水驱临界温度的难题。而且，该方法适用范围广，不仅能够适用于热采油藏的注采参数的确定，还能够适用于不同粘度稠油油藏开发方式的筛选，对油藏热采方案设计具有重要意义。
49.作为本发明的一个具体实施方式，用于稠油油藏热水驱临界注热温度的确定，包括如下步骤：
50.s1、使得岩心夹持器内岩心处于饱和水状态，然后通过稠油进行油驱水直到岩心夹持器内岩心处于完全饱和油状态，随后进行水驱油过程，设置岩心夹持器两端的压差可以得到一个δp，记录这个压差下的流量q，改变压差δp得到一个新的流量q，并记录流量q，重复这个步骤，设置不同的δp，可以得到一系列的q1、q2、q3、
……
qn；记录压差、流量数据，其中一组数据如表1所示，探究压差-流量关系。
51.表1
[0052][0053]
s2、将实验压差转换为压力梯度，测试不同压力梯度下的流量，以压力梯度为横坐标，以流量为纵坐标，绘制压力梯度-流量折线图，如图1所示。
[0054]
s3、选取压力梯度-流量折线图中流量刚刚大于0且小于或等于0.002ml/min的压力梯度为该岩心在该实验条件(温度70℃、油藏温度下原油粘度3795mpa
·
s、渗透率524md)下的启动压力梯度2.934mpa/m；
[0055]
s4、测出不同渗透率(如：969md、2784md、4356md、6028md、7806md等)岩心在不同温度(如：50℃、60℃、70℃、90℃、100℃、110℃、120℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃)下的启动压力梯度，见表2，以温度为横坐标，启动压力梯度为纵坐标，绘制曲线，如图2。
[0056]
表2
[0057]
[0058]
s5、在曲线两端做切线，两切线交点的横坐标作为临界注热温度。比如，根据上述方法，确定：在渗透率524md时，临界注热温度为143℃；在969md时，临界注热温度为134℃；渗透率达到7806md时，临界注热温度降低到了93℃。
[0059]
s6、采用岩心驱替装置以及重复上述步骤s1-s5确定不同渗透率(524md、969md、2784md、4356md、6028md、7806md)与不同油样(油藏温度条件下粘度分别为213mpa
·
s、1160mpa
·
s、3795mpa
·
s、7280mpa
·
s、10910mpa
·
s)实验条件下的临界注热温度，确定临界注热温度随渗透率与粘度变化规律，实验结果见表3，以渗透率为横坐标，临界注热温度为纵坐标，绘制曲线，结果如图3。
[0060]
表3
[0061][0062]
s7、利用双狐软件，根据不同渗透率与不同粘度下的临界注热温度测试结果，采用多元回归方法对临界注热温度与原油粘度(油藏温度条件下粘度分别为213mpa
·
s、1160mpa
·
s、3795mpa
·
s、7280mpa
·
s、10910mpa
·
s)及岩心渗透率(524md、969md、2784md、4356md、6028md、7806md)数值进行拟合，以渗透率为横坐标，以稠油初始粘度为纵坐标，绘制稠油拐点温度图版如图4。
[0063]
通过该图版能确定不同渗透率与油品粘度组合下的油藏临界注热温度，为加热介质温度确定及地层加热温度合理范围确定提供参考，合理选取稠油热水驱注水温度。
[0064]
作为本发明的另一个具体实施方式，用于稠油油藏热水驱临界注热温度的确定，包括如下步骤：
[0065]
s1、使得岩心夹持器内岩心处于饱和水状态，然后通过稠油进行油驱水直到岩心夹持器内岩心处于完全饱和油状态，随后进行水驱油过程，设置岩心夹持器两端的压差可以得到一个δp，记录这个压差下的流量q，改变压差δp得到一个新的流量q，并记录流量q，重复这个步骤，设置不同的δp，可以得到一系列的q1、q2、q3、
……
qn；记录压差、流量数据，其中一组数据如表4所示，探究压差-流量关系。
[0066]
表4
[0067][0068]
s2、将实验压差转换为压力梯度，测试不同压力梯度下的流量，以压力梯度为横坐标，以流量为纵坐标，绘制该区块稠油的压力梯度-流量折线图，如图6所示。
[0069]
s3、选取压力梯度-流量折线图中流量刚刚大于0且小于或等于0.002ml/min的压力梯度为该岩心在该实验条件(温度70℃、油藏温度下原油粘度5910mpa
·
s、渗透率500md)下的启动压力梯度4.89mpa/m；
[0070]
s4、测出不同渗透率(如：500md、1000md、2784md、4356md、5028md、6000md等)岩心在不同温度(如：50℃、60℃、70℃、90℃、100℃、110℃、120℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃)下的启动压力梯度，见表5，以温度为横坐标，启动压力梯度为纵坐标，绘制曲线，如图7。
[0071]
表5
[0072][0073][0074]
s5、在曲线两端做切线，两切线交点的横坐标作为临界注热温度。比如，根据上述方法，确定：在渗透率500md时，临界注热温度为165℃；在1000md时，临界注热温度为145℃；渗透率达到6000md时，临界注热温度降低到了95℃。
[0075]
s6、采用岩心驱替装置以及重复上述步骤s1-s5确定不同渗透率(524md、969md、2784md、4356md、6028md、7806md)与不同油样(油藏温度条件下粘度分别为213mpa
·
s、
1160mpa
·
s、3795mpa
·
s、7280mpa
·
s、10910mpa
·
s)实验条件下的临界注热温度，确定临界注热温度随渗透率与粘度变化规律，实验结果见表6，以渗透率为横坐标，临界注热温度为纵坐标，绘制曲线，结果如图8。
[0076]
表6
[0077][0078]
s7、利用双狐软件，根据不同渗透率与不同粘度下的临界注热温度测试结果，采用多元回归方法对临界注热温度与70℃原油粘度及岩心渗透率数值进行拟合，以渗透率为横坐标，以稠油初始粘度为纵坐标，绘制稠油临界注热温度图版如图9。
[0079]
通过该图版能确定不同渗透率与油品粘度组合下的油藏临界注热温度，为加热介质温度确定及地层加热温度合理范围确定提供参考，合理选取稠油热水驱注水温度。
[0080]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、确定模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度，并在同一渗透率下拟合出以温度为横坐标、启动压力梯度为纵坐标的启动压力梯度-温度曲线；s2、根据所述启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱实验的临界注热温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，确定模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度的方法为：测量模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率、不同压力梯度下的流量并在同一温度、同一渗透率下拟合出压力梯度-流量曲线，在所述压力梯度-流量曲线中取流量大于0ml/min且小于或等于0.002ml/min处的压力梯度为该油藏在该温度和该渗透率下的启动压力梯度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力梯度为两个特定位置处的压差与液体在两个所述特定位置之间的流动距离的比值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，两个所述特定位置为用于所述模拟稠油油藏热水驱实验的岩心夹持器两个端部的位置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在模拟稠油油藏热水驱实验中，所述温度的范围下限为油藏原始地层温度，所述温度的范围上限为使得得到的启动压力梯度-温度曲线的尾端与横坐标平行。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述温度的范围上限为地层压力条件下水的沸腾温度。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤s2中，根据所述启动压力梯度-温度曲线确定稠油油藏热水驱实验的临界注热温度的方法包括：在所述启动压力梯度-温度曲线的两个端点处做切线，两条所述切线的交点的横坐标即为稠油油藏热水驱实验的临界注热温度。8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：测定不同原油油样的原油初始粘度，并按照步骤s1-s2测定不同渗透率、不同原油初始粘度下的临界注热温度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据上述数据拟合出以渗透率为横坐标、临界注热温度为纵坐标的临界注热温度-渗透率曲线。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据临界注热温度-渗透率曲线以及原油初始粘度拟合出临界注热温度、渗透压和原油初始粘度的关系图，通过该关系图确定不同渗透率与原油初始粘度组合下的临界注热温度。

技术总结
本发明涉及油藏开发领域，公开了一种确定稠油油藏热水驱临界注热温度的方法。包括如下步骤：S1、确定模拟稠油油藏热水驱实验在不同温度、不同渗透率下的启动压力梯度，并在同一渗透率下拟合出以温度为横坐标、启动压力梯度为纵坐标的启动压力梯度-温度曲线；S2、根据所述启动压力梯度-温度曲线确定油藏热水驱实验的临界注热温度。该方法具有可量化、可操作性强的优点，适用于热采稠油油藏的注采参数的确定，对稠油油藏热采方案设计具有重要意义。对稠油油藏热采方案设计具有重要意义。对稠油油藏热采方案设计具有重要意义。


技术研发人员：马奎前 刘英宪 刘东 冯海潮 罗宪波 耿志刚 朱琴 杜春晓 廖辉 葛涛涛
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司天津分公司
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/7/31