非稳态法测定稠油油藏相对渗透率实验研究_阳晓燕

第17卷第6期对于水驱开发油藏来说，油水相对渗透率是一项重要的基础数据。

在实验室中，分析稳态或非稳态岩心驱替实验数据可以获得相对渗透率［1-2］，在实验数据的基础上，通常使用图形法和函数多项式拟合法计算相对渗透率［3-6］。

还有学者提出利用毛管压力曲线法计算相对渗透率［7］，何淡等利用分形几何学原理和方法建立了毛管压力分形模型，并建立计算相对渗透率的分形模型，得到油水相对渗透率曲线。

1油/水相对渗透率实验1.1实验装置及材料实验装置由恒温箱、ISCO-260D 高精度驱替泵、填砂管、相应的水釜、油釜、计量器等部分组成。

实验用油为辽河油田齐40块的地面脱气原油，实验前进行脱水及过滤处理，50℃下油的黏度为2639mPa ·s ，由于黏度过大，实验过程选取恒温80℃的条件下进行，用非稳态法测定稠油油藏相对渗透率实验研究阳晓燕1杨胜来1李秀峦2刘泽旭1李武广1（1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京102249；2.中国石油勘探开发研究院，北京100083）基金项目：国家科技重大专项“水平井热力开采近井流动机理研究与提高稠油蒸汽驱效率技术”（2008ZX05012-001）部分成果摘要为了更好地了解稠油油藏的开发特点，针对实际油藏地质特点和流体性质特征，通过室内实验，用水驱油非稳态法测定稠油油藏油水相对渗透率曲线。

在数据处理过程中，用JBN 经验公式法进行计算，采用对数对其进行拟合与回归计算，做出油水相对渗透率曲线，进而得出实验结果。

结果表明，两相渗流区比较大，残余油饱和度比较高，水相渗透率相对比较低，等渗点饱和度大于50%。

通过油水相对渗透率曲线可判断此油藏的润湿性，此稠油油藏为弱亲水油藏。

在水驱油过程中，见水时间较早，见水时压差为0.72，突破时所对应的采收率还不到30%，最终采收采收率较低。

此研究能为提高采收率技术决策提供一定的理论依据，在以后相关润湿性的研究中可以通过相渗曲线来进行判断。

关键词非稳态法；水驱油；稠油油藏；相对渗透率；实验中图分类号：TE311文献标志码：AExperimental study on determining relative permeability of heavy oil reservoirwith nonsteady state methodYang Xiaoyan 1Yang Shenglai 1Li Xiuluan 2Liu Zexu 1Li Wuguang 1(1.MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2.Research Insttitute ofExploration and Development,PetroChina,Beijing 100083,China)Abstract:In order to better find out the development characteristics of heavy oil reservoir,aiming at the geologic features and the fluid property characteristics of reservoir,the oil-water relative permeability curve of heavy oil reservoir is determined by the use of waterflooding nonsteady state method through laboratory experiment.JBN empirical formula is adopted in the process of data processing,using the logarithm for fitting and regression calculation to gain oil-water relative permeability curves,which obtains the experimental result.The study result shows that the two-phase fluid flow area is larger,residual oil saturation is relatively high,water permeability is relatively low and the isotope point saturation is larger than 50%.The oil-water relative permeability curve can be used to judge the reservoir wettability.The heavy oil reservoir is a weak water-wet reservoir.During the waterflooding,the water breakthrough time is early and the pressure difference of water breakthrough is 0.72,with less recovery ratio than 30%in water breakthrough.Ultimate recovery ratio is low.The study can provide a theoretical basis for EOR decision-making.Meanwhile,the reservoir wettability can be judged through the analysis of relative permeability curve.Key words:nonsteady state method,water displacing oil,heavy oil reservoir,relative permeability,experiment.引用格式：阳晓燕，杨胜来，李秀峦，等.非稳态法测定稠油油藏相对渗透率实验研究［J ］.断块油气田，2010，17（6）：745-747.Yang Xiaoyan ，Yang Shenglai ，Li Xiuluan ，et al.Experimental study on determining relative permeability of heavy oil reservoir with nonsteady state method ［J ］.Fault-Block Oil &Gas Field ，2010，17（6）：745-747.文章编号：1005-8907（2010）06-745-03断块油气田FAULT-BLOCK OIL &GAS FIELD2010年11月7452010年11月断块油气田蒸馏水作为驱替流体。

由于油田未给予岩心，实验采用填砂管进行填砂，填砂参数见表1。

表1填砂管填砂基本参数1.2实验步骤实验前检查实验仪器，保证误差在允许范围内，清洗管线以保证没有堵塞，连接实验装置后加压10MPa ，5h 系统不漏为合格。

具体步骤如下：1）对填砂管进行抽真空，抽真空至1×10-3MPa 后再连续抽5h 。

2）由于填砂管初始压力较小，填砂管内孔隙度较大，未胶结的砂体容易流动，同时为了避免水釜带来的误差，采用自吸水的方法对填砂管进行饱和水，记录饱和水量；通过填砂管的吸水量计算孔隙体积，进而得出孔隙度。

3）通过恒压法水测100%水相的绝对渗透率。

4）实验原油以恒定的速率0.5mL ·min -1驱替填砂管中的饱和水，直到岩心两端的压差平稳，建立束缚水饱和度（原始含油饱和度）；再提高注入速率，驱替至1~1.5PV ，进行下一步。

5）为消除毛管末端效应对实验精度的影响，必须满足Rapoport 和Leas 提出的被广泛采用的准则［8］，通过计算，采用恒速3mL ·min -1进行水驱油。

在注入驱替相的过程中，检测两相的产量和岩心两端的压降；并准确记录见水时间、见水时的累计产油量、岩样两端的压差，出口端不再出油且压差稳定时结束实验。

见水初期加密记录，间隔30s 进行换试管，直到油量减少的时候延长记录时间间隔至5min ，并随产油量下降再逐渐加长记录时间间隔；由于稠油很难驱到残余油饱和度，实验驱替至25PV ，然后外推估算残余油饱和度。

2实验计算方法首先对相对渗透率曲线的4个端点值进行计算：1）通过量筒记录填砂管的吸水量得出孔隙体积，值得注意的是要处理好死体积，根据填砂管的长度、直径，算出填砂管的总体积，进一步求得孔隙度为36%，与油田区块平均孔隙度31.5%较为一致；2）由达西公式计算出100%水相时的绝对渗透率，其值为2.300μm 2，与油田的平均渗透率2.062μm 2较为一致；3）在油驱水的过程中，通过计量被驱除出的累计水量，计算束缚水饱和度为15%，再根据达西定律得到束缚水状态下对应的油相渗透率为0.391μm 2；4）在水驱油过程中，计算残余油饱和度为37%。

再次对相渗曲线整体进行求取：1）根据水驱油实验数据，绘制累计产油量V o 、压差Δp 与累计注水时间Σt 的关系曲线；2）根据光滑后的曲线查出一定时间间隔Δt 所对应的累计产油量V o 、压差Δp o ，主要是对曲线进行拟合，并把拟合值与实验值进行对比，选取拟合误差最小的函数；3）按式（1）、（2）、（3）、（4）计算油、水相对渗透率和对应的含水饱和度。

K ro=f oSw!"d1V t D !"d 1IV t D!"（1）K rw =K ro μw μo 1-f o S w!"f o S w !"（2）S we =S wi +V o t D -f o S we !"V t D （3）其中f o S w !"=d V o t D d V t D ，V t D =V t V p ，V o t D =V o t V p ，I =Δp i Δp t式中：f o S w !"为含油百分数；V t D 为无因次累计注水（产液量）；V t 为t 时间内累计注水（产液量），mL ；V p 为岩样孔隙体积，mL ；S we 为出口端水饱和度；V o t D 为无因次累计采油量；V o t 为t 时刻累计产油量，mL ；Δp i 为初始压差，MPa ；Δp t 为t 时刻压差，MPa 。