2022年油水相对渗透率的应用收集 .pdf

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1、1 油水相对渗透率曲线应用油水两相相对渗透率曲线是油水两相渗流特征的综合反映，也是油水两相在渗流过程中，必须遵循的基本规律。它在油田开发方案编制、油田开发专题研究、油藏数值模拟等方面得到了广泛应用。因此，对油田开发来说，油水两相相对渗透率曲线既是一个重要的基础理论问题，也是一个广泛性的应用问题。以下部分主要介绍油水相对渗透率的有关概念及其在实际工作中的应用。一、油水两相渗流的基本原理天然或注水开发的油藏，正常情况下从水区到油区的油层中，其原始的油水饱和度是逐渐变化的，在水区与油区之间有一个油水过渡带。生产过程中，当水渗入油区驱替原油时，由于油水流体性质的差异，如油水粘度差、密度差、毛细管现象及

2、岩石的非均质等,使得水驱时水不可能将流过之岩石的可动油部分全部洗净，形成了油水两相区。在驱替过程中，此两相区不断向生产井推进，当生产井见水后，很长时间内油水同时开采；水驱油试验过程中，出口端见水以后，也是长时间的油水同出。从整个水驱油的过程可以看出，水驱油的过程为非活塞过程，油水前缘推进过程相当于一个漏的活塞冲程。二、油水两相相对渗透率曲线【定义】在实验室中，用水驱替原油作出的油相和水相相对渗透率与含水饱和度的关系曲线，称为油水两相相对渗透率曲线。随着含水饱和度sw的增加，油相相对渗透率kro减小，水相相对渗透率krw增大。【说明】 1、油水两相相对渗透率曲线共有五个特征点(如图 2-1-1)

3、：Swi：束缚水饱和度。它对应着最大含油饱和度Soi，即原始含油饱和度， Soi=1-Swi；Sor ：残余油饱和度。它对应着最大含水饱和度Swmax，Swmax=1-Sor；Kromax ：束缚水条件下的油相相对渗透率(最大)；Krwmax ：残余油条件下的水相相对渗透率(最大)；等渗点：油相与水相相对渗透率曲线的交点。2、油水两相渗流区的含油饱和度变化为So=1-Swi-Sor=Soi-Sor。So愈大，说明岩样的水驱油效果愈好，其最终采收率也愈高。3、无论油相还是水相都存在一个刚刚能开始流动时的最低饱和度(也称平衡饱和度 )，当含水饱和度小于最低饱和度时，则不能流动。一般情况下亲水岩石的

4、束缚水饱和度大于残余油饱和度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 4、含油饱和度未达100时，其相对渗透率几乎可以达到100(或 1)；而含水饱和度则必须达到 100时，其相对渗透率才能达100。图 2-1-1 油 水 相 对 渗 透 率 曲 线三、 相对渗透率曲线的应用1、计算分流量曲线【公式】 根据达西定律，当油水两相同时流过油藏内某一地层的横截面时，水相占整个产液量的百分数称为水的分流量或含水百分数，用f

5、w 表示。在一维条件下，忽略毛细管力和重力的作用，其公式如下：okrwwkro11QwQoQwfw (3.1.1) 又由于油水两相相对渗透率的比值常表示为含水饱和度的函数，即：eswbakrwkro (3.1.2) oweswba11owkrwkro11fw(3.1.3)(3.1.3)式称为水相的分流量公式。根据此式绘制的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3 fwSw关系曲线，称为水相的分流量曲线。绘制分流量曲线

6、时，先根据实验室中得出的油水相对渗透率数据，由(3.1.2)式回归出系数 a，b，然后根据 (3.1.3)式绘制不同含水饱和度 sw下的含水 fw，或直接利用 (3.1.1)式绘制曲线 ( 图 3-1-1) 。图 3-1-1 分流量曲线【说明】 严格地讲，以上求得的水相分流量曲线，应为地层水的体积分流量曲线，为了求得地面水的质量分流量曲线，应把地层水的体积分流量曲线换算为地面水的质量分流量曲线，换算公式为：eswbaBooow11krwkroBooow11QwBooQoQwswfw(3.1.4)式中：o：地面原油相对密度；Bo：地层原油体积系数。当o/Bo1 时，(3.1.3)和(3.1.4)

7、式计算结果相差不大，可满足实际的需要。在实际工作中，一般用 (3.1.3)式求分流量曲线。2、计算前缘含水饱和度和前缘后平均含水饱和度前缘含水饱和度和前缘后平均含水饱和度一般根据分流量曲线，用图解法求得(见图3-1-1) 。前缘含水饱和度swf：在分流量曲线上，过点 (swi,0)作分流量曲线的切线，切点的横坐标即为前缘含水饱和度 swf，切点的纵坐标为前缘含水fwf。计算公式为：swidswswfdfwswffwSwf (3.2.1) 前缘后平均饱和度 Swfavg在分流量曲线上，过点 (swi,0)作分流量曲线的切线，切线与直线fw=1.0 相交于一点，该点的横坐标即为前缘后平均含水饱和度

8、Swfavg。计算公式为：dswswfdfw)swf(fw1swfswidswswfdfw1Swfavg(3.2.2) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 3、计算驱油效率驱油效率又称为驱替效率，是指注入流体波及范围内驱替出的原油与波及范围内含油总体积之比。用Ed表示，计算公式为：soisorsoiEd(3.3.1) 式中 Soi、Sor为驱替前、后的含油饱和度。在试验室中，一般用以下公式计算岩心的驱油效率：s

9、wi1swiswEd (3.3.2)当 Sw=Swmax时，可求得岩心的最终驱油效率。另外，根据 (3.1.3)式，求出不同含水fw 下的饱和度 sw，代入(3.3.2)式，可得：swi1swi1fw1lnowalnswi1b1Ed(3.3.3)当 a、b 、Swi 、w 、o 已知时，由 (3.3.3)式可求出不同含水下的驱油效率Ed。当含水 fw 为极限含水 fw* 时，则可求得最终驱油效率。4、计算无因次采油（液）指数随含水变化曲线根据实验室中做出的相对渗透率曲线资料，可绘制出无因次采油指数o、无因次采液指数 l随含水 fw 变化曲线。计算无因次采油指数 (o)的公式如下：kkroswk

10、krofwowmax(3.4.1)式中：Kro(sw)：不同含水饱和度sw下的油相相对渗透率；Kromax：束缚水 Swi下的油相相对渗透率；K： fw=0 时的油层绝对渗透率；Kw：含水为 fw 时的油层绝对渗透率。如果不考虑注水开发过程中绝对渗透率的变化，令K=Kw ，则上式变为：kmaxroswkrofwo(3.4.2)此式即为无因次采油指数的计算公式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5 无因次采液指数

11、l的计算公式如下：fw1fwofwl (3.4.3)根据实验室中求得的相对渗透率资料，用(3.4.2) 、(3.4.3)式和分流量公式 (3.1.3)，可作出 ofw、lfw 关系曲线 (图 3-4-1)。图 3-4-1 无因次采油、采液指数曲线【说明】 根据计算 o的公式可知， 目前实验室求得的油相相对渗透率，即是无因次采油指数 o。 在实际工作中， 可采用一多项式对 ofw、lfw 关系曲线进行多元回归， 以求得计算不同含水 fw 下的公式。其回归公式如下：o =a0+a1fw+a2fw2+a3fw3 (3.4.4)l =b0+b1fw+b2fw2+b3fw3 (3.4.5)a0、a1、a

12、2、a3、b0、b1、b2 、b3分别为回归系数。5、确定采出程度R与含水 fw 的关系采出程度可表示为驱油效率Ed与体积波及系数Ev的乘积：REd Ev (3.5.1) Ed：可根据相对渗透率资料，用(3.3.3)式求得；Ev：一是由油田的实际资料统计求得；二是根据井网密度由以下公式求得：eokfEve148. 0125. 1(3.5.2) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6 式中：f：井网密度，口 /km2

13、；ke：有效渗透率，10-3m2；o：地层原油粘度， mPa.s 。因此采出程度与含水的关系如下：swi1swi1fw1lnowalnswi1b1Reokne148.0125.1(3.5.3) 当 fw=fw*时，可求得极限含水时的采收率R*。6、确定含水上升率dfw /dR 与含水 fw 的关系由(3.5.3)式可求得下列公式：eRoekswiswibowafweREvswiswibowafwen148. 0125. 11ln111ln11 (3.6.1) 由(3.6.1)式可得 dfw/dR fw的关系如下：EffsfeffsfvwwwiwnwwwiwbdRdoekbdRd1111148.

14、0125.1 (3.6.2) 从(3.6.2)式可看出，含水上升率主要是由b、Swi、Ev 决定的。7、测算新区块 ( 油田) 的产量指标对于新开发的油田或区块， 在制定开发方案时， 要测算 fw=0 以及 fw0 时的一系列开发指标。当取得该油田或区块的相对渗透率资料，经整理求得无因次采油、无因次采液指数后，即可用来测算产量等指标。当 fw=0 时，无因次采油指数为1，比采油指数为 Jos；在一定的生产压差P、射开厚度 h下，产油量的计算公式如下：qo=Jos P h (3.7.1) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

15、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7 当 fw0 时，可根据回归出的ofw、lfw 关系式，由以下公式求得某一生产压差P下不同含水下的产油量qo和产液量 ql。 qo=oJosPh (3.7.2)hP1hPJfqJqoswolosll(3.7.3)8、计算有效生产压差当油田或某一区块的测压资料较少时，可以利用无因次采油、采液指数，根据以下公式计算不同含水下的生产压差。此方法是基于把油藏或某个开发单元、层系看作一个整体，而油藏上每一个井点则是整个油藏中的一部分，油藏的动态变化应通过多个井点得到反映，各井点是个连通体，因此

16、，可利用油藏各个时间及不同含水条件下提供的平均单井日产油( 液) 量、含水等综合开发数据 ( 核实)，计算各相应时间的平均生产压差。h1PJfqoswol (3.8.1) 式中：P生产压差， MPa；ql单井平均日产液量， t/d；o无因次比采油指数，小数；Jos比采油指数， t/(MPa.d.m)；h平均有效厚度， m ；fw平均含水，小数。9、用于数值模拟研究在各种数值模拟软件中，为了解决油层油水两相问题，模型都要求读入油水相对渗透率曲线资料。在历史拟合过程中，通过调节油水相对渗透率，尤其是水相相对渗透率来拟合实际含水。10、计算流度比流度为流体的有效渗透率与其粘度的比值。值越大，说明该相

17、流体愈容易流动，它表示了流体流动的难易程度。 流度比 M为水( 驱替液 )的流度与油 (被驱替液 )的流度之比。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8 因此当油、水粘度一定时，可根据油水相对渗透率，求出不同含水饱和度( 含水率 ) 下的流度比。它可用来预测水的波及范围大小，从而预测采收率的大小。(3.10.1) 11、确定油层中油水的饱和度分布，油水接触面位置及产纯油的闭合度在储层相对均一的情况下，将相对渗透率曲线

18、与毛管力曲线结合起来，可确定出油水在储层中的分布，即地层不同高度下的含油饱和度，从而划分出地层中的产纯油区、纯水区及油水同产区等 ( 图 3-11-1) 。图 3-11-1 油水相对渗透率和毛管力曲线确定储层的油水接触面和产能A 点以上的油层只含束缚水，为产纯油的含油区；A-B 间是油水共存、油水同产的混合流动区； B-C为含残余油的纯水流动区，只产水；C点以下为 100含水，为含水区。将毛管力以油水接触面以上的液柱高度表示时，A点的毛管力所对应的高度就代表了名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -

19、- - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9 这种孔隙体系的油层产纯油的最低闭合高度。如果实际油层的闭合高度大于此值，就可能产纯油，大得愈多，产纯油的厚度就愈大；反之，如果实际油层的闭合高度小于此值，则只能是油水同产而不一定具有工业开采价值。参考文献1 王允成等：裂缝性致密油气储集层，地质出版社，1992。2 段昌旭：油水两相相对渗透率曲线及其在油田开发中的应用，1995。3 程世铭：水驱油藏总体开发效果评价中若干评价方法应用与探讨，1998。4 英汉石油大词典：油田开发与开采分册，石油工业出版社，1995。5 法 T.D. 范 高尔夫拉特：裂缝油藏工程

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