判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法

摘要

本发明提供一种判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法，包括：配制一定浓度的不同粒径的粘弹性颗粒驱油剂水溶液，采集试验中各测压点平衡压力；将采集的各测压点平衡压力无因次化；根据渗透率与孔喉半径r的关系式计算孔喉直径d；计算试验中不同粒径粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值D50与孔喉直径d之比D50/d；确定D50/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系；根据D50/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系，确定该粘弹性颗粒驱油剂样品在多孔介质中的流动行为。该方法简单实用、易于操作，能够有效判别粘弹性颗粒驱油剂的地层行为，指导粘弹性颗粒驱油剂优选及非均相复合驱油体系优化设计。

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法。

背景技术

胜利油区主力油田逐步进入高含水、特高含水期，稳产难度大，开发矛盾日渐突出，勘探新增储量的难度增大、成本增高，因此进一步提高已探明、已开发储量的采收率已经成为十分迫切的工作，提高聚合物驱后单元采收率技术越来越受到人们的关注。以粘弹性颗粒驱油剂PPG(Preformed Particle Gel)为主剂的非均相复合驱油方法对聚合物驱后油藏提高采收率提供了技术指导，对油田的持续稳产具有深远的战略意义。

粘弹性颗粒驱油剂PPG的封堵、深部运移、自由通过等流动行为反映了产品的调驱性能，对产品优选、配方设计及矿场应用具有指导意义。然而，目前尚缺乏能够快速、简便分析粘弹性颗粒驱油剂渗流特征的方法。因此，有必要研究判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中流动行为的方法，为粘弹性颗粒驱油剂的矿场应用提供技术依据。

基于判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中流动行为的重要性，为此我们发明了一种新的研究驱油用粘弹性颗粒驱油剂渗流特征的分析方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对不同油藏特征应用的粘弹性颗粒驱油剂的准确优选提供可靠的技术依据的判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法，该判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法包括：步骤1，配制一定浓度的不同粒径的粘弹性颗粒驱油剂水溶液，在不同渗透率的多测压点填砂管模型中进行物理模拟试验，采集试验中各测压点平衡压力；步骤2，将采集的各测压点平衡压力无因次化；步骤3，根据渗透率与孔喉半径r的关系式计算孔喉直径d；步骤4，测定注入前粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值D₅₀，计算试验中不同粒径粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值D₅₀与孔喉直径d之比D₅₀/d；步骤5，绘制D₅₀/d与无因次压力关系曲线，确定D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系；步骤6，计算待测粘弹性颗粒驱油剂样品溶胀后D₅₀/d，根据D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系，确定该粘弹性颗粒驱油剂样品在多孔介质中的流动行为。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，使用试验区注入水配制粘弹性颗粒驱油剂水溶液，浓度为1000-2500mg/L。

在步骤2中，将各测压点平衡压力值与入口注入平衡压力值进行对比，获得无因次压力值。

在步骤3中，孔喉直径的计算式为：

式中d：孔喉直径，μm；r：孔喉半径，μm；K：渗透率，μm²；φ—孔隙度，％。

在步骤4中，采用激光粒度仪测试注入前粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值D₅₀，用以计算D₅₀/d比值。

在步骤5中，作D₅₀/d与无因次压力关系曲线，横坐标为粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比，纵坐标为无因次压力，并将该曲线图分为四个行为区间，分别为运移为主、运移+封堵、封堵为主、端面封堵。

在步骤6中，计算待测粘弹性颗粒驱油剂样品D₅₀/d，该比值落在哪个区间则对应待测样品表现出什么样的流动特征。

本发明中的判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法，涉及对测定对象在多孔介质中渗流行为判别，利用D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系判别驱油用粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中流动行为的方法，通过粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比与其渗流特征的相关性分析，不仅能够考察粘弹性颗粒驱油剂在地层深部的运移情况，还可以分析研究PPG颗粒与孔喉之间的匹配关系，为针对不同油藏特征应用的粘弹性颗粒驱油剂的准确优选提供可靠的技术依据。该方法简单实用、易于操作，能够有效判别粘弹性颗粒驱油剂的地层行为，指导粘弹性颗粒驱油剂优选及非均相复合驱油体系优化设计。

附图说明

图1为本发明的判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比(D₅₀/d)与无因次压力关系曲线；

图3为本发明的一具体实施例中100-150μm粘弹性颗粒驱油剂在渗透率为500×10^-3μm²多孔介质中各测压点压力变化曲线。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明判别粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中渗流行为的方法的流程图。

在步骤101，配制成一定浓度的不同粒径的粘弹性颗粒驱油剂PPG的水溶液，在不同渗透率的多测压点填砂管模型中进行物理模拟试验，采集各测压点平衡压力。在一实施例中，使用试验区注入水配制粘弹性颗粒驱油剂水溶液，浓度为1000-2500mg/L。流程进入到步骤102。

在步骤102，将采集的各测压点平衡压力无因次化。流程进入到步骤103。

在步骤103，根据渗透率与孔喉半径的关系式计算物理模拟试验中不同渗透率对应的孔喉直径。在一实施例中，根据渗透率与孔喉半径的关系式(1)计算孔喉半径r，得到孔喉直径d。式中d：孔喉直径，μm；r：孔喉半径，μm；K：渗透率，μm²；φ—孔隙度，％。流程进入到步骤104。

在步骤104，测定注入前粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值，计算试验中不同粒径粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比。流程进入到步骤105。

在步骤105，根据上述参数绘制D₅₀/d与无因次压力关系曲线，确定D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系。在一实施例中，曲线横坐标为粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比D₅₀/d，纵坐标为无因次压力，并将该曲线图分为四个行为区间，分别为运移为主、运移+封堵、封堵为主、端面封堵。流程进入到步骤106。

在步骤106中，计算待测粘弹性颗粒驱油剂样品溶胀后粒径中值与孔喉直径的比值D₅₀/d，根据D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系，确定该粘弹性颗粒驱油剂样品在多孔介质中的流动行为。流程结束。

在应用本发明的一具体测试实施例1，该方法包括如下步骤：

①将颗粒目数为150-250μm、100-150μm、75-150μm的粘弹性颗粒驱油剂PPG用水配制浓度为2000mg/L的水溶液；

②分别在渗透率为250×10^-3μm²、1500×10^-3μm²、8000×10^-3μm²的填砂管模型中进行物理模拟试验，采集入口注入平衡压力、1/4处测压点平衡压力及3/4处测压点平衡压力，并将其无因次化；

③根据渗透率与孔喉半径的关系式(1)，计算上述各渗透率所对应的孔喉直径，分别为5μm、13μm、29μm；

④采用激光粒度仪测定注入前粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值(D₅₀)，计算不同粒径粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比(D₅₀/d)；

⑤根据无因次压力及粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比，作D₅₀/d与无因次压力关系曲线。

⑥根据D₅₀/d与无因次压力关系曲线，确定D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系。

测试实施例1所得结果见图2、表1，由图2、表1可以看出，当待测粘弹性颗粒驱油剂样品溶胀后粒径中值与孔喉直径的比值(D₅₀/d)在I区，即D₅₀/d＜50时，表明该样品在多孔介质中的行为以运移为主；当D₅₀/d在II区，即50≤D₅₀/d≤90时，表明该样品在多孔介质中的行为为堵塞+运移，可以进行深部运移调驱；当D₅₀/d在III区，即90≤D₅₀/d≤120时，表明该样品在多孔介质中以封堵为主(能够进入地层，以封堵为主)；当D₅₀/d在IV区，即D₅₀/d＞120时，表明该样品在多孔介质中以端面封堵为主，不能进入地层。

表1 D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系

测试实施例2：

①采用激光粒度仪测定100-150μm待测粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值D₅₀，为445μm；

②根据渗透率与孔喉半径的关系式(1)，计算渗透率500×10^-3μm²、孔隙度35％的填砂管所对应的孔喉直径d，为6.7μm；

③计算粘弹性颗粒驱油剂溶胀后粒径中值与孔喉直径之比，D₅₀/d＝66.4；

④根据表1判断该粘弹性颗粒驱油剂在多孔介质中可以深部运移；

⑤在渗透率500×10^-3μm²填砂管中进行相应的物理模拟试验验证。

测试实施例2物理模拟试验中100-150μm粘弹性颗粒驱油剂在500×10^-3μm²多孔介质中各测压点压力变化结果见图3，由图3可以看出，该PPG颗粒能够有效传递压力，在岩心孔隙中不断重复堆积—压力升高—变形通过—压力降低的过程，表现出良好的运移+封堵渗流行为，实现了在岩心内部的深部运移调驱，同时也说明该PPG样品与该地层孔喉之间存在着良好的匹配性。物理模拟试验结果与根据D₅₀/d与粘弹性颗粒驱油剂渗流行为的关系判别结果一致。

通过大量实验可以看出，本发明能够有效、快速的分析研究驱油用粘弹性颗粒驱油剂的在多孔介质中的流动行为，同时还可以用以考察粘弹性颗粒驱油剂PPG与地层孔喉之间的配伍关系。