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1、利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度(原理、方法及软件实现）,石油大学(华东)石油工程系,一、示踪剂解释技术的发展和使用情况二、示踪剂可解释参数及与其它方法的结合三、半解析方法的特点四、数学模型五、半解析方法参数解释原理六、半解析方法验证七、半解析方法软件介绍八、实例分析九、结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,可解释参数与方法结合半解析方法的特点数学模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证半解析方法软件介绍实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,解释技术的发展和使用,示踪剂解释技术的发展和使用情况,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藏井间结构（包括
2、单层、多层、层内）的一项技术。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之前，用以确定地层参数、进行方法适用性评价的一项技术。,示踪剂解释技术的发展和使用情况,Brigham和Smith(1964)为预测示踪剂在水驱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。Brigham和合作者改进了这一模型(Brigham和Abbaszadeh,1984)，并提供了流管中有径向弥散的流动方程的解析解(Abbaszadeh,1982)。Pope等(1987)编制了三维三相多组分化学驱模拟器UTCHEM。1989年提出了分配性示踪剂的应用解释方法。,示踪剂解释技术的发展和使用情
3、况,目前的软件主要应用数值方法、解析方法以及半解析方法。1991年我们编制了解析方法与显式数值方法软件，1995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。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决井间高渗层的剩余油饱和度问题。,解释技术的发展和使用半解析方法的特点数学模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证半解析方法软件介绍实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,可解释参数与方法结合,示踪剂可解释参数及与其它方法结合,示踪剂可解释参数1、油藏高渗层(大孔道)的
4、厚度及渗透率注水油田开发后期，需要确定强水淹的高渗层或者大孔道的参数。高渗层厚度与渗透率的分布应该呈现一种趋势值，因此需要确定其平均值与分布趋势。,示踪剂可解释参数及与其它方法结合,示踪剂可解释参数2、油藏高渗层(大孔道)的饱和度分布应用分配性示踪剂可以定量解释主渗通道上的饱和度。同样，也是一个分布趋势。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分布。,示踪剂可解释参数及与其它方法结合,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法来确定合理的参数选择范围或者提供辅助参数。1、物质平衡方法 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，比如饱和度中值等。
5、2、解析方法解析方法虽然精度很差，但是可以提供一个参数中值，作为真正解释时的参考。,示踪剂可解释参数及与其它方法结合,示踪剂方法与其它油藏测试方法的结合 3、数值模拟 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有较高的精度。4、分流量方程 通过对分流量方程的合适改造，可以用来计算流道 上的饱和度分布。,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结合数学模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证半解析方法软件介绍实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,半解析方法的特点,半解析方法的特点：,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力
6、分布。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。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。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。,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结合半解析方法的特点数学模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证半解析方法软件介绍实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,数学模型,1.压力计算的数学模型 压力计算采用黑油模型，油水两相的连续性方程如下：,数学模型,2.流线确定的数学模型刚性
7、介质中不可压缩流体的达西速度表示为：由于流体不可压缩，散度为零，即除去源汇项外：因此三维的流线可以积分下式得到：,数学模型,2.流线确定的数学模型(续)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：从而可以确定平面流线分布。,数学模型,3.浓度计算的数学模型 根据一维情况下的对流扩散性方程：可以得到一维浓度计算代数式：,数学模型,4.吸附的考虑根据年Satter等的理论推导公式：确定滞后系数：其中：a 为吸附系数，为岩石密度。,数学模型,5.多相的考虑在饱和度分布均一的情况下，根据色谱原理，定义迟滞因子：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：
8、可以得到残余油饱和度：,数学模型,5.多相的考虑(续)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。对于油有较大产出的井组而导致的滞后时间不明显的情况，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，最终调整好饱和度的分布。,数学模型,6.井筒产出浓度的计算 井筒的浓度即各层、各条流线上产出浓度的混合效应的结果，可表示为：其中：为井筒某一时间的产出浓度；为某一流
9、线上在对应时间对应井筒位置 的产出浓度；为对流线的积分；为流线上某种流体的贡献量。,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结合半解析方法的特点数学模型半解析方法的验证半解析方法软件介绍实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,半解析方法参数解释原理,半解析方法参数解释原理,1、辅助参数的利用 为了更为合理的确定解释参数的合理性以及准确性，需要最大限度的利用已知的对于油层的认识。这里利用的辅助参数主要包括：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，作为后面参数解释的依据。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、渗透率等，以及新井的参数。剖面资料，剖面资料
10、是解决多层问题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，可以减少人为经验判断或者按照理想情况分析的不准确性。,半解析方法参数解释原理,2、目标函数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，得到的地层参数即认为是最可能的参数分布。,半解析方法参数解释原理,3、程序框图主程序框图如右图。,半解析方法参数解释原理,4、拟合原则井间按照多个高渗通道（层）进行拟合；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。,半解析方法
11、参数解释原理,4、拟合原则：拟合方法采用大系统优化方法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。因此采用大系统优化方法。基本的过程是这样的：(1)、首先确定某个方案中各个参数的数值：，i=1,2,根据产生的参数序列（即方案）确定产出浓度。(2)、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。根据产生的参数值计算产出浓度。(3)、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。(4)、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布。,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结合半解析方法的特点数学模型与地质模型半解析方法参数解释
12、原理半解析方法软件介绍实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,半解析方法的验证,半解析方法验证,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，因此，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。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。,半解析方法验证所用油藏参数,半解析方法验证井位分布图,半解析方法验证注入参数表,半解析方法验证产出浓度对比图,半解析方法验证总结,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寸大小的影响。可以认为该方法完全可以
13、用来代替其它两种方法，增加了解释参数的可靠性。,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结合半解析方法的特点数学模型与地质模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证实例分析结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,半解析方法软件介绍,半解析方法软件介绍,本软件是在Win95下运行的一体化的解释程序，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。,半解析方法软件介绍,1、启动 在窗口环境下启动后，单击鼠标左键进入主菜单界面。主菜单如下：,半解析方法软件介绍,2、参数输入系统 该部分主要包括五个部分：静态参数输入、物性参数输入、相关参数输入以及测试参数输入、退出。2.1静态参
14、数输入 该部分主要包括油藏长宽数据输入、网格划分、井参数输入、深度、孔隙度参数输入，边界输入（或者无效网格确定）。,半解析方法软件介绍,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。,半解析方法软件介绍,2.2物性参数输入 在物性参数输入界面内，主要输入油水气的物性参数。2.3 相关参数 输入单井累油量以及测井、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，依次输入选择的各种辅助参数。2.4测试参数 主要输入测试参数范围、示踪剂有关常数、拟合控制参数、测试
15、数据等。,半解析方法软件介绍,3.示踪剂解释系统 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：,半解析方法软件介绍,4.结果图示系统 主要对结果进行处理，生成对应的等值线以及曲线对比、流线图分析、图象分析等。,半解析方法软件介绍,4.1曲线对比 输入井名以及示踪剂类后，在窗口内显示浓度对比图,半解析方法软件介绍,4.2参数分布分析 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。,半解析方法软件介绍,4.3流线图 单击
16、该项后，显示流线分布：,半解析方法软件介绍,4.4流线分析 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分布图，以厚度为例：,半解析方法软件介绍,4.5图象分析 包括厚度、渗透率、饱和度等参数分布，以厚度图象分析如下：,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结合半解析方法的特点数学模型与地质模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证半解析方法软件介绍结论,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,实例分析,实例分析,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。,实例分析,官104断块7630井组示踪剂的参数解释,实例分析,结果分析,实例分析,解释技术的发展和使用可解释参数与方法结
17、合半解析方法的特点数学模型与地质模型半解析方法参数解释原理半解析方法的验证半解析方法软件介绍软件解释成果与实例分析,利用示踪剂技术监测井间剩余油饱和度,结论,结论,结论：1、本软件利用半解析方法计算合理，从理论上解决了解析方法与数值方法所不能解决的问题，基础扎实。2、本软件利用优化方法作为拟合浓度的工具，占用机时少，大大减少了操作者的工作量。而且考虑的地层可能性从数量上远远大于人为操作时考虑到的情况。因此解释的地层参数更具有实际意义。3、浓度拟合符合较好，优化方法选择合理。4、本软件把其它油藏工程方法与其它辅助测试资料结合进来一部分，保证了拟合参数的合理性。,结论与建议,结论：5、多井组的情况下可以根据流线的分布状况寻找死油区，为加密井位的确定、井组开发调整提供依据；单井组的情况下可以为开发调整提供依据。6、提供的图形分析工具基本可以满足现场分析的需要。7、本软件操作较为简便，界面友好。,流线图,谢谢大家！再见,
