示踪剂研究剩余油ppt课件

1、石油大学(华东)石油工程系示踪剂就是从注水井注入、从生产井示踪剂就是从注水井注入、从生产井采出，根据注入和采出信息来确定油采出，根据注入和采出信息来确定油藏井间结构包括单层、多层、层内藏井间结构包括单层、多层、层内的一项技术。的一项技术。示踪剂监测一般是在地下情况发生了示踪剂监测一般是在地下情况发生了较大变化或者开始某种新的开发方式较大变化或者开始某种新的开发方式之前，用以确定地层参数、进行方法之前，用以确定地层参数、进行方法适用性评价的一项技术。适用性评价的一项技术。 BrighamBrigham和和Smith(1964)Smith(1964)为预测示踪剂在水驱为预测示踪剂在水驱五点井网中的

2、突破时间和峰值浓度，介绍了五点井网中的突破时间和峰值浓度，介绍了一种半解析模型。一种半解析模型。 BrighamBrigham和合作者改进了这一模型和合作者改进了这一模型(Brigham(Brigham和和Abbaszadeh,1984)Abbaszadeh,1984)，并提供了流管中有径，并提供了流管中有径向弥散的流动方程的解析解向弥散的流动方程的解析解(Abbaszadeh,1982)(Abbaszadeh,1982)。 PopePope等等(1987)(1987)编制了三维三相多组分化学驱编制了三维三相多组分化学驱模拟器模拟器UTCHEMUTCHEM。 19891989年年J.S.Tan

3、gJ.S.Tang提出了分配性示踪剂的应用提出了分配性示踪剂的应用解释方法。解释方法。 目前的软件主要应用数值方法、解析方法以目前的软件主要应用数值方法、解析方法以及半解析方法。及半解析方法。19911991年我们编制了解析方法年我们编制了解析方法与显式数值方法软件，与显式数值方法软件，20192019年研制完成隐式年研制完成隐式数值方法，目前已完成半解析方法的研制工数值方法，目前已完成半解析方法的研制工作，这是目前示踪剂解释技术发展的方向。作，这是目前示踪剂解释技术发展的方向。 示踪剂分为非分配性示踪剂与分配性示踪剂。示踪剂分为非分配性示踪剂与分配性示踪剂。非分配性示踪剂主要用来确定井间连通

4、与渗非分配性示踪剂主要用来确定井间连通与渗透率的变异情况，分配性示踪剂主要辅助解透率的变异情况，分配性示踪剂主要辅助解决井间高渗层的剩余油饱和度问题。决井间高渗层的剩余油饱和度问题。高渗层厚度与渗透率的分布应高渗层厚度与渗透率的分布应该呈现一种趋势值，因此需要该呈现一种趋势值，因此需要确定其平均值与分布趋势。确定其平均值与分布趋势。单纯利用示踪剂解释不可能分单纯利用示踪剂解释不可能分析出高渗层以外部分的饱和度析出高渗层以外部分的饱和度分布。分布。示踪剂方法与其它油藏测试方法的结合示踪剂方法与其它油藏测试方法的结合示踪剂方法需要借助于其它油藏工程方示踪剂方法需要借助于其它油藏工程方法来确定合理的

5、参数选择范围或者提供法来确定合理的参数选择范围或者提供辅助参数。辅助参数。 1 1、物质平衡方法、物质平衡方法 物质平衡方法可以提供其它方法所物质平衡方法可以提供其它方法所不能提供的参数平均值，比如饱和度中不能提供的参数平均值，比如饱和度中值等。值等。 2 2、解析方法、解析方法解析方法虽然精度很差，但是可以解析方法虽然精度很差，但是可以提供一个参数中值，作为真正解释时的提供一个参数中值，作为真正解释时的参考。参考。示踪剂方法与其它油藏测试方法的结合示踪剂方法与其它油藏测试方法的结合 3 3、数值模拟、数值模拟 数值模拟方法中的压力隐式算法，数值模拟方法中的压力隐式算法，可以保证压力的计算值具

6、有较高的精度。可以保证压力的计算值具有较高的精度。 4 4、分流量方程、分流量方程 通过对分流量方程的合适通过对分流量方程的合适改造，可以用来计算流道改造，可以用来计算流道 上的饱和度分布。上的饱和度分布。 利用数值法中压力的求解较为稳定，数值可以满足实利用数值法中压力的求解较为稳定，数值可以满足实际现场操作需要的优点，利用数值法求解油藏层的压际现场操作需要的优点，利用数值法求解油藏层的压力分布。力分布。 将三维转化为一维问题，利用解析法中浓度的求解不将三维转化为一维问题，利用解析法中浓度的求解不存在任何截断误差，以及浓度的解总是位于合理解范存在任何截断误差，以及浓度的解总是位于合理解范围内的

7、优点，利用解析法求解产出浓度。围内的优点，利用解析法求解产出浓度。 利用流线方法把数值方法与解析法联系起来。利用流线方法把数值方法与解析法联系起来。 可以模拟任何可能的地层分布情况，不存在辅助算法可以模拟任何可能的地层分布情况，不存在辅助算法的不稳定性等问题。的不稳定性等问题。 可以利用高速运算的计算机完成繁复的解释任务，避可以利用高速运算的计算机完成繁复的解释任务，避免人为的繁复的调参过程。免人为的繁复的调参过程。1.压力计算的数学模型压力计算的数学模型 压力计算采用黑油模型，油水两相压力计算采用黑油模型，油水两相的连续性方程如下：的连续性方程如下：oooscoooooroBstqDgpBk

8、kwwwscwwwwwrwBstqDgpBkk2.流线确定的数学模型流线确定的数学模型刚性介质中不可压缩流体的达西速度表示刚性介质中不可压缩流体的达西速度表示为：为：由于流体不可压缩，散度为零，即除去源由于流体不可压缩，散度为零，即除去源汇项外：汇项外： 因此三维的流线可以积分下式得到：因此三维的流线可以积分下式得到： pv0 vzyxvdzvdyvdxdtdT/2.流线确定的数学模型流线确定的数学模型(续续)可以得到网格各个方向的速度为：可以得到网格各个方向的速度为： ，i=x,y,z 经推导略得到平面流函数为：经推导略得到平面流函数为： 从而可以确定平面流线分布。从而可以确定平面流线分布。

9、iiiilcbvcxybyaxo3.浓度计算的数学模型浓度计算的数学模型 根据一维情况下的对流扩散性方根据一维情况下的对流扩散性方程：程： 可以得到一维浓度计算代数式：可以得到一维浓度计算代数式：tcxcuxck22ktutxerfcctxc221,04.吸附的考虑吸附的考虑根据年根据年Satter等的理论推导公等的理论推导公式：式： 确定滞后系数：确定滞后系数：其中：其中：a 为吸附系数，为吸附系数， 为岩石密度。为岩石密度。 tcRxcuxck22aRr11r5.多相的考虑多相的考虑在饱和度分布均一的情况下，根据色谱原在饱和度分布均一的情况下，根据色谱原理，定义迟滞因子：理，定义迟滞因子：

10、 根据非分配性示踪剂突破时间与分配性示根据非分配性示踪剂突破时间与分配性示踪剂的突破时间的差别：踪剂的突破时间的差别： 可以得到残余油饱和度：可以得到残余油饱和度：orordssk111wttdwwworkttttts115.多相的考虑多相的考虑(续续) 上面的公式要求两种示踪剂的吸附以上面的公式要求两种示踪剂的吸附以及扩散性能非常接近，生产井的含水要非及扩散性能非常接近，生产井的含水要非常高，饱和度的分布变化不大，且要求两常高，饱和度的分布变化不大，且要求两种示踪剂产出曲线要有明显的时间滞后。种示踪剂产出曲线要有明显的时间滞后。对于油有较大产出的井组而导致的滞后时对于油有较大产出的井组而导致

11、的滞后时间不明显的情况，油饱和度很难确定，为间不明显的情况，油饱和度很难确定，为了解决该问题，我们要求将该井组原始情了解决该问题，我们要求将该井组原始情况和开采情况参数输入，根据注入产出情况和开采情况参数输入，根据注入产出情况，先确定目前饱和度的分布趋势和平均况，先确定目前饱和度的分布趋势和平均值，然后再通过流线法对分配示踪剂和非值，然后再通过流线法对分配示踪剂和非分配示踪剂产出曲线的拟合，最终调整好分配示踪剂产出曲线的拟合，最终调整好饱和度的分布。饱和度的分布。6.井筒产出浓度的计算井筒产出浓度的计算 井筒的浓度即各层、各条流线上产出浓井筒的浓度即各层、各条流线上产出浓度的混合效应的结果，可

12、表示为：度的混合效应的结果，可表示为：其中：其中： 为井筒某一时间的产出浓度；为井筒某一时间的产出浓度； 为某一流线上在对应时间对应井筒为某一流线上在对应时间对应井筒位置位置 的产出浓度；的产出浓度； 为对流线的积分；为对流线的积分； 为流线上某种流体的贡献量。为流线上某种流体的贡献量。 dqdqtctc/0tc tc0d q1 1、辅助参数的利用、辅助参数的利用 为了更为合理的确定解释参数的合为了更为合理的确定解释参数的合理性以及准确性，需要最大限度的利理性以及准确性，需要最大限度的利用已知的对于油层的认识。这里利用用已知的对于油层的认识。这里利用的辅助参数主要包括：的辅助参数主要包括：累积

13、生产资料，利用累积生产资料来累积生产资料，利用累积生产资料来大体确定参数的变化范围，作为后面大体确定参数的变化范围，作为后面参数解释的依据。参数解释的依据。测井资料，包括各层的原始含油饱和测井资料，包括各层的原始含油饱和度、渗透率，目前的含油饱和度、渗度、渗透率，目前的含油饱和度、渗透率等，以及新井的参数。透率等，以及新井的参数。剖面资料，剖面资料是解决多层问题剖面资料，剖面资料是解决多层问题的一个极其重要的参数，直接影响到的一个极其重要的参数，直接影响到解释的精度。如果剖面资料准确的话，解释的精度。如果剖面资料准确的话，可以减少人为经验判断或者按照理想可以减少人为经验判断或者按照理想情况分析

14、的不准确性。情况分析的不准确性。2 2、目标函数、目标函数在拟合产出浓度的过程中，利用一定在拟合产出浓度的过程中，利用一定的优化方法，可以利用计算机来替代的优化方法，可以利用计算机来替代人的大部分工作。确定目标函数如下：人的大部分工作。确定目标函数如下： 即利用计算浓度与实测浓度的差即利用计算浓度与实测浓度的差的平方和作为目标函数。按照一定的的平方和作为目标函数。按照一定的优化方法，当目标函数最小时，得到优化方法，当目标函数最小时，得到的地层参数即认为是最可能的参数分的地层参数即认为是最可能的参数分布。布。 2)min(实测计算ccz3 3、程序框图、程序框图主程序框图如右图。主程序框图如右图

15、。 启启动动主主程程序序启启 动动 数数 据据 输输 入入 程程 序序 ，输输 入入 静静 态态 资资 料料 、 辅辅 助助资资 料料 、 测测 试试 资资 料料 、 拟拟合合 控控 制制 参参 数数数数据据预预处处理理压压力力场场计计算算浓浓度度拟拟合合拟拟合合 地地层层参参数数 分分布布 分分 析析：等等值值 图图、流流线线 图图、 图图 象象分分析析等等。结束4 4、拟合原则、拟合原则井间按照多个高渗通道层进行拟井间按照多个高渗通道层进行拟合；合；结果中自动识别去掉无效的高渗通道；结果中自动识别去掉无效的高渗通道；拟合方法采用大系统优化方法。拟合方法采用大系统优化方法。 4 4、拟合原则

16、：拟合方法采用大系统优、拟合原则：拟合方法采用大系统优化方法化方法由于在整个拟合过程中，需要拟合较多由于在整个拟合过程中，需要拟合较多的参数，一般的优化方法很难完成。因的参数，一般的优化方法很难完成。因此采用大系统优化方法。基本的过程是此采用大系统优化方法。基本的过程是这样的：这样的：(1)(1)、首先确定某个方案中各个参数的、首先确定某个方案中各个参数的数值：数值： ，i=1,2, i=1,2, 根据产生的参数序列即方案确根据产生的参数序列即方案确定产出浓度。定产出浓度。(2)(2)、然后把随机序列产生函数转换为、然后把随机序列产生函数转换为服从平均分布的随机序列产生函数。根服从平均分布的随

17、机序列产生函数。根据产生的参数值计算产出浓度。据产生的参数值计算产出浓度。(3)(3)、循环上面两步到足够的数目，根、循环上面两步到足够的数目，根据目标函数确定最小时对应的参数分布。据目标函数确定最小时对应的参数分布。(4)(4)、缩小参数的上下限，依次重复上、缩小参数的上下限，依次重复上面三步，得到目标函数最小时的参数分面三步，得到目标函数最小时的参数分布。布。 1RanCdCuCiii 根据以上的浓度计算原理，在一定的地质模型基础上，可以得到产出井的产出浓度计算结果。因为在理想的情况下，解析法是最可靠的验证标准，因而，一种新解释方法必须与解析方法进行对照，才可以确定该方法的合理性与可靠性。

18、半解析方法也必须与解析方法进行对比才可以确定它的可靠性。油油藏藏长长度度（m m）2 22 20 0油油藏藏宽宽度度（m m）2 22 20 0油油藏藏厚厚度度（m m）5 5油油藏藏层层数数1 1孔孔隙隙度度0 0. .2 2渗渗透透率率（1032m）1 10 00 0含含油油饱饱和和度度0 0. .0 0平平面面网网格格划划分分1 11 11 11 1产产出出井井数数目目1 1注注入入井井数数目目4 4单单井井注注入入量量（m m3 3/ /d d）5 50 0单单井井采采出出量量（m m3 3/ /d d）2 20 00 0井井名名注注入入时时 间间 ( (h h) )注注入入浓浓 度度

19、W W1 11 11 16 6. .1 16 61 1. .0 0W W2 21 11 16 6. .1 16 61 1. .0 0W W3 31 11 16 6. .1 16 61 1. .0 0W W4 41 11 16 6. .1 16 61 1. .0 0 解析解浓度与半解析解计算浓度对解析解浓度与半解析解计算浓度对比符合很好，并且不会受到网格划分尺比符合很好，并且不会受到网格划分尺寸大小的影响。可以认为该方法完全可寸大小的影响。可以认为该方法完全可以用来代替其它两种方法，增加了解释以用来代替其它两种方法，增加了解释参数的可靠性。参数的可靠性。 本软件是在Win95下运行的一体化的解释

20、程序，主要由四个部分组成：参数输入系统、参数解释系统、参数图示系统与工具信息。1 1、启动、启动 在窗口环境下在窗口环境下启动后，单击鼠标左键进入启动后，单击鼠标左键进入主菜单界面。主菜单如下：主菜单界面。主菜单如下：隙度参数输入，边界输入隙度参数输入，边界输入（或者无效网格确定）。（或者无效网格确定）。静态参数输入的菜单界面如下：单击静态参数输入的菜单界面如下：单击鼠标右键，出现弹出菜单，依次选鼠标右键，出现弹出菜单，依次选中各个参数项，弹出输入窗口，在中各个参数项，弹出输入窗口，在软件引导下输入相应的参数。软件引导下输入相应的参数。2.2物性参数输入物性参数输入 在物性参数输入界面内，主在

21、物性参数输入界面内，主要输入油水气的物性参数。要输入油水气的物性参数。 2.3 相关参数相关参数 输入单井累油量以及测井、输入单井累油量以及测井、产液吸水剖面资料。选择该项后，产液吸水剖面资料。选择该项后，单击鼠标右键，出现弹出菜单包单击鼠标右键，出现弹出菜单包括：辅助参数类型、单井累油量、括：辅助参数类型、单井累油量、测井资料以及吸水产液剖面，依测井资料以及吸水产液剖面，依次输入选择的各种辅助参数。次输入选择的各种辅助参数。 2.4测试参数测试参数 主要输入测试参数范围、示主要输入测试参数范围、示踪剂有关常数、拟合控制参数、踪剂有关常数、拟合控制参数、测试数据等。测试数据等。半解析方法软件介

22、绍半解析方法软件介绍3.3.示踪剂解释系统示踪剂解释系统 单击该项，出现下拉菜单包单击该项，出现下拉菜单包括：油藏参数分析、动态计算、剖面资料分析括：油藏参数分析、动态计算、剖面资料分析以及产出曲线分析四部分。分别单击出现运行以及产出曲线分析四部分。分别单击出现运行界面，以产出曲线分析为例：界面，以产出曲线分析为例：半解析方法软件介绍半解析方法软件介绍4.4.结果图示系统结果图示系统 主要对结果进行处理，主要对结果进行处理，生成对应的等值线以及曲线对生成对应的等值线以及曲线对比、流线图分析、图象分析等。比、流线图分析、图象分析等。半解析方法软件介绍半解析方法软件介绍4.14.1曲线对比曲线对比

23、 输入井名以及示踪剂类后，在输入井名以及示踪剂类后，在窗口内显示浓度对比图窗口内显示浓度对比图 半解析方法软件介绍半解析方法软件介绍4.24.2参数分布分析参数分布分析 单击该项后，出现厚度、渗透率、单击该项后，出现厚度、渗透率、饱和度、压力等项。选择对应参数，即可得饱和度、压力等项。选择对应参数，即可得到对应的等值线图。单击鼠标左键显示层号到对应的等值线图。单击鼠标左键显示层号信息，单击鼠标右键，切换到下一层。信息，单击鼠标右键，切换到下一层。 半解析方法软件介绍半解析方法软件介绍4.34.3流线图流线图 单击该项后，显示流线分布：单击该项后，显示流线分布： 半解析方法软件介绍半解析方法软件

24、介绍4.44.4流线分析流线分析 选择厚度、渗透率、饱和选择厚度、渗透率、饱和度中对应项后，可以显示对应参数流线度中对应项后，可以显示对应参数流线分布图，以厚度为例：分布图，以厚度为例： 半解析方法软件介绍半解析方法软件介绍4.54.5图象分析图象分析 包括厚度、渗透率、饱和包括厚度、渗透率、饱和度等参数分布，以厚度图象分析如下：度等参数分布，以厚度图象分析如下： 有关本软件的应用的详细成有关本软件的应用的详细成果可见大港油田测井公司的报告。果可见大港油田测井公司的报告。官104断块7630井组示踪剂的参数解释 官 7632 距注水井官 7630 井距 210 米，从示踪剂产出情况来看，第 3

25、3 天就有示踪剂产出，水推速度达 6.36米/天，这说明两井之间存在高渗透条带，结合吸水剖面、油层地质、生产动态资料的分析，可判断出示踪剂主要流经枣4 高渗层，通过软件快捷的模型建立功能及自动历史拟合，拟合结果见下图。由于本解释系统是从众多方案（几十、几百甚至更多）中优选出最佳的设计方案，故拟合效果应该是比较好的，对比拟合结果可证实这一点，下面将介绍建立在拟合基础上的对开发调整有指导意义解释成果。 结果分析结果分析图3 官76-32井氚水产出曲线的拟合0.E+001.E-052.E-053.E-054.E-055.E-056.E-057.E-058.E-059.E-05050100150时间，

26、D氚水标准浓度实测曲线拟合曲线图4 氚化正丁醇产出曲线的拟合0.E+002.E-064.E-066.E-068.E-061.E-05050100150时间，D氚化正丁醇标准浓度实测曲线拟合曲线 流场分布图流场是地下流体运移的场所，开发调整的目的就是要改变这种在固定开采条件下形成的几乎不变的流场，图 5 是所研究范围的注采井影响区的流场分布图，从图中可分析出注采井的连通状况、波及范围、平面上动用和未动用状况及调整潜力的大小和范围。 用于调整目的的高渗层特性参数井间示踪剂产出曲线是其与所波及区域油藏中多孔介质及流体相互作用的结果，因而解释结果是所波及区域的油藏参数，下面是解释参数一览表。 表 1

27、官 76-32 井与官 76-30 井间高渗层特性参数 官 76-32 井与官 76-30 井间高渗层特性参数 数值 平均渗透率（MD） 719.50 平均厚度(CM) 7.18 地层系数(M*MD) 52.00 平均油饱和度 0.34 波及面积(M2) 4437.60 波及体积(M3) 320.30剩余油饱和度的分析剩余油饱和度的分析 由于本次试验选用了两类示踪剂，氚水为仅溶于水的非分配示踪剂，氚化正丁醇为由于本次试验选用了两类示踪剂，氚水为仅溶于水的非分配示踪剂，氚化正丁醇为既溶于水又溶于油的分配示踪剂，正是其这固有的特性，才能确定建立在拟合基础上水既溶于水又溶于油的分配示踪剂，正是其这固有的特性，才能确定建立在拟合基础上水流通道中油的饱和度分布，见图流通道中油的饱和度分布，见图 6。 图图 6 高渗层段饱和度分布高渗层段饱和度分布 官官 7632 井与官井与官 76-30 井间由于存在高渗通道，