一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法

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1.本发明属于油气田领域，具体涉及一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法。

背景技术：

2.剩余油是指在现有油田开发技术水平条件下不同开发方式不能从油层中采出的原油，是目前世界提高采收率技术领域研究的核心对象。
3.目前对剩余油的研究宏观上主要通过数值模拟方法和测井解释方法，可以获得油层和井间剩余油分布规律，其结果尺度范围为米～几十米，且其分析结果具有验证难度极大和对油层复杂构造部位效果差的问题；同时，世界范围内对剩余油的研究利用工业ct检测和核磁流体检测方法，可以获取孔隙尺度微米级别剩余油量化数据，利用数字岩心等计算机算法可以获得孔隙中流体分布规律，但其存在模拟实验检测方法无法达到和实际油层开发过程的相似性的问题，并且该类微观检测方法由于其检测样品过小，即使通过增加成本大量检测样品，也难以获得与实际油层构造中流体分布规律相符合的认识。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种适用phc桩基础的sbs改性沥青抗冻拔装置技术，主要解决的是剩余油孔隙微观量化方法不能有效反应油层构造中剩余油分布规律和测井和数值模拟宏观方法剩余油解释成果精度尺寸过大，不能有效指导复杂构造油层各构造部位剩余油开发方案优选的问题。
5.本方法基于相似准则，设计模型构造可以有效代表油藏地质构造和层间差异，利用室内检测和流体分布计算方法，给出复杂构造部位亚毫米级剩余油分布认识，成果可以实现实验检测过程与油田实际油层构造及油田实际开发过程流体流动过程的相似性，并可以提供复杂构造部位亚毫米尺度油水三维分布及量化测试分析成果认识，对油田复杂构造部位开发方案设计具有重要指导意义。
6.基于上述目的，本发明采用的技术方案为：一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法，研究方法如下：
7.(1)复杂构造油藏地质模拟的抽提和室内模拟实验用米级尺度大模型的制作；为保证本项目中利用米级尺度大模型开展的室内水驱油的实验过程能够真实再现同井网条件下油层油水的流动现象的物理本质，保证模型实验过程和油藏地层中流动现象的物理本质相同，实现流体力学的相似；保持几何相似是流体力学实验模型制作的最基本的要求，在模型制作过程中，保证模型与模拟地层原型的全部对应线性长度的比尺一致，长、宽、高比尺kl均为0.04，在实验室中按该比尺缩尺制作模型，开展模拟流动实验。
[0008][0009]
式中：l'—表示模型长度；l—表示地层长度；
[0010]
(2)实验流体注入参数的设计相似原理；模型几何相似性保证的前提下，为保证模型和油层中流体流动过程中流体微团渗流过程的相似性，要求在二者中流体经过对应的路径所需要是时间必须成一定比例，其时间比尺计算如下：
[0011][0012]
式中：t’—表示模型时间；
[0013]
t—表示地层时间；
[0014]
v’—表示模型时间；
[0015]
v—表示地层时间；
[0016]
其中，基于几何相似和运动相似的k
l
、kv运动学量的比尺如下：
[0017]
加速度比尺：
[0018]
体积流量比尺：
[0019]
运动粘度比尺：
[0020]
角速度比尺：
[0021]
式中：a’—表示模型加速度；
[0022]
a—表示地层加速度；
[0023]
ω’—表示模型角速度；
[0024]
ω—表示地层角速度。
[0025]
通过计算确定模型和油层的长度比尺和速度比尺，进而计算了模型和油层的运动学量的比尺，保证了模型和油层中流体渗流过程的相似性；
[0026]
(3)室内模拟实验步骤，利用大型非均质模型开展水驱油实验，不同阶段水驱至阶段含水98％结束实验，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图；
[0027]
(4)实验介质原始ct值的获取；为测定和计算不同实验阶段测试模型中流体饱和度变化，在实验开始前对不同组分开展ct检测，进行ct值测试和标定；
[0028]
(5)复杂构造模型各层和物性隔层附近岩心ct值的确定；计算机对x线从多个方向扫描得到的信息，计算出每个体素(相对于每个像素对应的组织“块”的体积)的x线吸收系数，也即衰减系数(μ值)，这是成像的数字基础。已知水的衰减系数(μw)为1，骨(μb)为2.0，空气(μa)为0.0013(≥0)
[1]
；通过μ值换算得到的用以表示每个体素的x线吸收能力，即表达ct图像中的组织密度的统一单位，是一种相对数值称为ct值，规定将受测物质的衰减系数(μm)与水的衰减系数作为比值计算，并分别以骨质和空气的衰减系数作为上、下限进行分度，由此计算出ct值，
[0029][0030]
式中：α―分度因数，现在ct值一般选用亨氏单位(hu)，则α为1000；
[0031]
利用ct值计算方法，目前常用的含油饱和度计算公式如下，
[0032][0033]
式中：h
two-phase
―水驱油某时刻岩心ct值，
[0034]hoil
―原油的ct值，
[0035]ha,r
―饱和地层水前干岩心平均ct值，
[0036]hair
―空气的ct值，
[0037]hw,r
―饱和地层水后湿岩心的平均ct值，
[0038]hwater
―地层水的ct值
[0039]
由于是复杂多层构造的岩心模型，其检测过程中各部位在单次检测过程中各部位具有不同的流体分布规律，故而需要对各部位流体分布单独开展计算，本发明根据各部位体积权重设计了含油饱和度计算统计公式如下，开展各部位像素点含油饱和度和模型含油饱和度计算分析。
[0040][0041][0042]
where:s
ori
—部位含油饱和度，[％,i＝1～x
×y×
z]
[0043]
v—部位体积值，[cm3]
[0044]wvi～n
—部位体积权重,[％,i＝1～13]
[0045]
x,y,z—analysis partx,y,z scanpixel number；
[0046]
(6)不同开发阶段模型各部位油水三维分布及定量描述；对不同开发阶段三维模型开展检测，基于大型医用ct检测数据，计算不同水驱阶段岩心内部剩余油分布亚毫米尺度量化数据；
[0047]
(7)物性隔层部位油水三维分布分析；针对物理驱油实验模型大型医用 ct检测结果计算获取的剩余油分布数据，对物性隔层附近不同水驱阶段剩余油分布规律开展分析，评价毫米尺度剩余油动用规律；
[0048]
(8)不同开发阶段对隔层附近剩余油动用效果评价；对米级三维复杂模型的基础井网常规水驱后的模型依次开展提压、改变液流方向、直平联合等方法的驱油物理模拟，并进行剩余油分布扫描分析，评价各种措施作用效果。
[0049]
所述的步骤(3)中实验步骤如下：
[0050]
1)高排量真空泵在岩心出口端抽空饱和水，然后使用驱替泵注入含ki水饱和模型，至注采流体量相等结束，记录饱和水量，计算孔隙度，进行ct扫描测试；
[0051]
2)对岩心饱和油，注入速度2.40ml/min的条件下油驱水至模型出口端只出油为止；每隔一段时间记录下入口端的进油量、出水量、出油量、入口端压力；
[0052]
3)水驱过程中至出口端实时含水率98％结束，汇总各井采油量，计算采收率；
[0053]
4)ct测试，分析各层剩余油分布。
[0054]
5)更改驱油方案继续驱替，重复步骤3)和4)至实验结束。
[0055]
采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：
[0056]
1、本方法相比于传统电阻率饱和度测定方法，本发明跨数量级的提升了剩余油描述精度，检测结果对复杂砂岩模型的测试分析精度可以达到0.25毫米；
[0057]
2、本方法利用米级尺寸复杂构造模型开展流体驱油实验，保证模型模拟实验和油层开发过程的相似性，同时在获取亚毫米尺度流体分布量化数据过程中方法可靠，且对检测模型结构无损伤；
[0058]
3、本方法基于亚毫米尺度流体分布数据分析，能分析不同开发阶段不同构造部位的流体分布状态，并提供油水流体分布量化数据，测试结果和油层开发相似性好，可用于指导油田下一步开发方案的设计选择；
[0059]
4、本发明建立了复杂构造模型亚毫米尺度流体分布定量测试分析方法；
[0060]
5、本方法对基础井网常规水驱后的模型依次开展提压、改变液流方向、直平联合等方法的驱油物理模拟，剩余油分布扫描分析结果表明：直平联合阶段增油效果最佳。
附图说明：
[0061]
图1本发明亚毫米尺度流体分布实验检测方法的流程图；
[0062]
图2实际油层抽提后设计模型尺寸对比示意图；
[0063]
图3室内复杂孔道模型三维发育展示图；
[0064]
图4岩心样品x射线检测原始数据示意图；
[0065]
图5岩心样品x射线扫描数据转化流体分布二维图；
[0066]
图6亚毫米尺度流体分布三维图；
[0067]
图7模型不同驱替阶段采收率、注入压力和阶段含水曲线；
[0068]
图8模型层位1不同开发阶段流体分布举例；
[0069]
图9底部隔层部位饱和油和直平联合阶段流体分布示意图举例。
具体实施方式：
[0070]
参照各图，一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法，研究方法如下：
[0071]
(1)复杂构造油藏地质模拟的抽提和室内模拟实验用米级尺度大模型的制作；为保证本项目中利用米级尺度大模型开展的室内水驱油的实验过程能够真实再现同井网条件下油层油水的流动现象的物理本质，保证模型实验过程和油藏地层中流动现象的物理本质相同，实现流体力学的相似；保持几何相似是流体力学实验模型制作的最基本的要求，在模型制作过程中，保证模型与模拟地层原型的全部对应线性长度的比尺一致，长、宽、高比尺kl均为0.04，室内模型制作参数和实际油层厚度参数如表1所示，在实验室中按该比尺缩尺制作模型，开展模拟流动实验。
[0072][0073]
式中：l'—表示模型长度；l—表示地层长度；
[0074]
(2)实验流体注入参数的设计相似原理；模型几何相似性保证的前提下，为保证模型和油层中流体流动过程中流体微团渗流过程的相似性，要求在二者中流体经过对应的路径所需要是时间必须成一定比例，其时间比尺计算如下：
[0075][0076]
式中：t’—表示模型时间；
[0077]
t—表示地层时间；
[0078]
v’—表示模型时间；
[0079]
v—表示地层时间；
[0080]
其中，基于几何相似和运动相似的k
l
、kv运动学量的比尺如下：
[0081][0082]
加速度比尺：加速度比尺：
[0083]
体积流量比尺：
[0084]
运动粘度比尺：
[0085]
角速度比尺：
[0086]
式中：a’—表示模型加速度；
[0087]
a—表示地层加速度；
[0088]
ω’—表示模型角速度；
[0089]
ω—表示地层角速度。
[0090]
通过计算确定模型和油层的长度比尺和速度比尺，进而计算了模型和油层的运动学量的比尺，保证了模型和油层中流体渗流过程的相似性；
[0091]
(3)室内模拟实验步骤，利用大型非均质模型开展水驱油实验，不同阶段水驱至阶段含水98％结束实验，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图；
[0092]
(4)实验介质原始ct值的获取；为测定和计算不同实验阶段测试模型中流体饱和度变化，在实验开始前对不同组分开展ct检测，进行ct值测试和标定；
[0093]
(5)复杂构造模型各层和物性隔层附近岩心ct值的确定；计算机对x线从多个方向扫描得到的信息，计算出每个体素(相对于每个像素对应的组织“块”的体积)的x线吸收系数，也即衰减系数(μ值)，这是成像的数字基础。已知水的衰减系数(μw)为1，骨(μb)为2.0，空气(μa)为0.0013(≥0)
[1]
；通过μ值换算得到的用以表示每个体素的x线吸收能力，即表达ct图像中的组织密度的统一单位，是一种相对数值称为ct值，规定将受测物质的衰减系数(μm)与水的衰减系数作为比值计算，并分别以骨质和空气的衰减系数作为上、下限进行分度，由此计算出ct值，
[0094][0095]
式中：α―分度因数，现在ct值一般选用亨氏单位(hu)，则α为1000；
[0096]
利用ct值计算方法，目前常用的含油饱和度计算公式如下，
[0097][0098]
式中：h
two-phase
―水驱油某时刻岩心ct值，
[0099]hoil
―原油的ct值，
[0100]ha,r
―饱和地层水前干岩心平均ct值，
[0101]hair
―空气的ct值，
[0102]hw,r
―饱和地层水后湿岩心的平均ct值，
[0103]hwater
―地层水的ct值
[0104]
由于是复杂多层构造的岩心模型，其检测过程中各部位在单次检测过程中各部位具有不同的流体分布规律，故而需要对各部位流体分布单独开展计算，本发明根据各部位体积权重设计了含油饱和度计算统计公式如下，开展各部位像素点含油饱和度和模型含油饱和度计算分析。
[0105][0106][0107]
where:s
ori
—部位含油饱和度，[％,i＝1～x
×y×
z]
[0108]
v—部位体积值，[cm3]
[0109]wvi～n
—部位体积权重,[％,i＝1～13]
[0110]
x,y,z—analysis partx,y,z scanpixel number；
[0111]
模型各部位体积权重如下表所示，
[0112]
表2模型不同渗透率部位体积计算值
[0113][0114][0115]
(6)不同开发阶段模型各部位油水三维分布及定量描述；对不同开发阶段三维模型开展检测，基于大型医用ct检测数据，计算不同水驱阶段岩心内部剩余油分布亚毫米尺度量化数据；
[0116]
(7)物性隔层部位油水三维分布分析；针对物理驱油实验模型大型医用 ct检测结果计算获取的剩余油分布数据，对物性隔层附近不同水驱阶段剩余油分布规律开展分析，评价毫米尺度剩余油动用规律；
[0117]
(8)不同开发阶段对隔层附近剩余油动用效果评价；对米级三维复杂模型的基础井网常规水驱后的模型依次开展提压、改变液流方向、直平联合等方法的驱油物理模拟，并进行剩余油分布扫描分析，评价各种措施作用效果。
[0118]
所述的步骤(3)中实验步骤如下：
[0119]
1)高排量真空泵在岩心出口端抽空饱和水，然后使用驱替泵注入含ki水饱和模型，至注采流体量相等结束，记录饱和水量，计算孔隙度，进行ct扫描测试；
[0120]
2)对岩心饱和油，注入速度2.40ml/min的条件下油驱水至模型出口端只出油为止；每隔一段时间记录下入口端的进油量、出水量、出油量、入口端压力；
[0121]
3)水驱过程中至出口端实时含水率98％结束，汇总各井采油量，计算采收率；
[0122]
4)ct测试，分析各层剩余油分布。
[0123]
5)更改驱油方案继续驱替，重复步骤3)和4)至实验结束。
[0124]
本发明的目的是研究带物性隔层的非均质复杂三维模型提供孔隙毫米级油水分布识别量化方法，它用于解决目前油田开发和三次采油过程中，缺少既能够保证油层构造、
井位布置与油藏和实际矿场的相似性，同时可以直观获取毫米级尺寸量化分析油水分布和剩余油分布的测试方法缺失的问题，该方法可以解决实际工程领域千米级剩余油分布方法和岩心孔隙纳微米尺度剩余油分布研究方法的技术缺陷。本发明提供的多层非均质模型不同开发阶段物性隔层附近剩余油三维分布研究方法，基于米级尺寸包含物性隔层的物理模型驱油实验样品，利用医用ct检测获取不同开发阶段流体分布数据，从毫米尺度定量分析了隔层和模型各部位剩余油形成机理和动用情况，为油田开发过程中研究实际油层剩余油形成和分布演变提供了一种可靠有效方法。
[0125]
本发明要解决的技术问题主要集中两个方面：
[0126]
(1)室内模型流体驱替实验过程和油层实际复杂构造部位流体渗流过程的高度相似模拟
[0127]
本方法基于相似准则，设计模型构造可以有效代表油藏地质构造和层间差异，利用室内检测和流体分布计算方法，给出复杂构造部位亚毫米级剩余油分布认识，保证研究成果实现实验检测过程和油田实际油层构造及油田实际开发过程流体流动过程的相似性。
[0128]
(2)复杂构造模型隔层部位流体分布亚毫米尺度量化和分析
[0129]
在流体分布检测过程中，保证在亚毫米尺度进行测试，准确区分模型不同构造部位的流体分布，区分不同开发阶段流体的变化，并能对含油饱和度进行量化分析。
[0130]
结合图1所示，为了解决上述两个问题，本发明采用的技术方案具体为：
[0131]
首先，根据实际油层信息抽提制备实验用复杂三维孔隙模型参数；
[0132]
大尺寸模型室内制作过程中保持了和实际油层构造的相似性，在模型设计过程中遵循了渗流力学中比例物理模型的原则，在实验室中按一定的比尺(一般为缩尺)进行重演或预演的流动现象。根据实际区块典型非均质储层分布特征，设计室内实验模拟研究人造模型油层组成和构造尺寸。
[0133]
其次，为保证模拟过程和实际油层的相似性，开展相似性实验参数计算和实验步骤设计
[0134]
实验设计在满足几何相似的条件下，使用与油层相近的流体和介质，模拟压力控制在0.1-0.3mpa之间，符合采用正态模型，模型几何相似性保证的前提下，为保证模型和油层中流体流动过程中流体微团渗流过程的相似性，要求在二者中流体经过对应的路径所需要是时间必须成一定比例，其时间比尺计算如下。
[0135][0136]
其中，基于几何相似和运动相似的k
l
、kv运动学量的比尺如下：
[0137]
模型几何相似性保证的前提下，为保证模型和油层中流体流动过程中流体微团渗流过程的相似性，要求在二者中流体经过对应的路径所需要是时间必须成一定比例，其时间比尺计算如下。
[0138]
基于体积流量比尺，计算模型实验注入速度，公式如下：
[0139][0140]
最后扫描结果计算分析
[0141]
(1)流体实验结果分析
[0142]
为研究不同水驱阶段剩余油变化和水驱极限条件下不同开发措施效果评价，开展室内驱油实验，模型饱和ki水，计算孔隙度和模型原始含油饱和度，开展不同开发方式驱油实验，计量模型出口产液、产水和含水率，计算采收率，分析不同开发方式的驱油效果。
[0143]
(2)亚毫米尺度流体分布和量化结果分析
[0144]
1)岩心骨架、水和油灰度标定，如表1；
[0145]
表1室内驱油实验各组分ct值标定
[0146][0147]
2)不同开发阶段模型流体分布检测，结果实例如图5；
[0148]
为研究基于大型医用ct测试条件下，模拟油藏条件物理驱油实验过程中岩心内部剩余油的分布变化规律，利用大型医用ct对不同水驱阶段岩心开展扫描测试，获取不同开发阶段模型检测数据。
[0149]
3)重构孔隙中油、水二维图像，如图6；
[0150]
为分析医用ct测试模型各阶段剩余油的分布变化，利用大型医用ct测试数据，结合ct值计算公式，计算模型各部位流体ct值，并利用图像处理软件形成流体分布对比图，对分析部位的含油饱和度进行分析对比。
[0151]
4)利用图像分析软件和ct检测数据计算成果，构建模型三维流体分布模型，对模型各部位流体随开发方式变化的影响进行分析。
[0152]
结果处理分析：
[0153]
通过上述各步骤协调工作，能够获取米级尺度复杂三维模型流体亚毫米尺度分布图像和量化数据，可以有效指导复杂构造油层剩余油分布识别，可以开展不同开发方式对复杂构造油层各部位流体动用能力评价分析。
[0154]
(1)分析实验模拟结果，和油层实际开发井组开发效果对比；
[0155]
(2)分析不同开发阶段对亚毫米尺度剩余油的影响规律；
[0156]
(3)分析不同部位剩余油在开发过程中动用效果差异和影响因素；
[0157]
(4)对比不同构造部位剩余油类型变化及比例。
[0158]
实施例1：
[0159]
1、模型参数抽提设计及制作
[0160]
首先，根据实际油层参数，设计室内模拟实验模型数据，遵循几何相似准则，模型最终尺寸为长度60.0厘米，高度20.8厘米，宽度30厘米，包含两个隔层，厚度4毫米，净重82.6千克和81.5千克。基础井网按照五点法设置，中心水井(w1和w2)和6口油井(o1、o2、o3、o4、o5和o6)。为研究不同驱替阶段剩余油分布，分析隔层、渗透率等参数对含油饱和度分布的影响，抽取了 8个水平层位进行对比，各分析层位由上到下逐层对比分析，同时在含油饱和度变化对比分析中引入水平正视图和右侧视图进行对比分析，各层数据见表2，各分析层位发育图见附图2，三维发育示意图见附图3。
[0161]
表2复杂非均质模型各层位和模型各模拟部位参数表
[0162][0163]
2、实施例驱油实验方案步骤
[0164]
利用大型非均质模型开展水驱油实验，不同阶段水驱至阶段含水98％结束实验，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图。
[0165]
根据相似准则按照模拟区块每米油层厚度注入速度2.16米每天设计室内实验注入速度，根据体积流量比尺计算，室内模型两口注入水井的普通水驱阶段单井注入速度为2.40毫升每分钟(单位：ml/min)开展室内水驱模拟实验，不同开发方式模拟实验和流体检测步骤如下：
[0166]
1)普通水驱阶段：w1和w2水驱，注入速度单井2.40ml/min，o
1-o6井采油，开展普通水驱，模型普通水驱至含水98％结束，水驱后开展ct扫描评价。
[0167]
2)第一次提压水驱实验阶段：
[0168]
w1和w2水驱注入井，模型a第一次提压单井注入速度为3.04ml/min，进行 ct扫描，获取各层剩余油分布图；
[0169]
3)第二次提压水驱实验阶段：
[0170]
w1和w2水驱注入，第二次提压单井注入速度为3.60ml/min，水驱至阶段含水98％结束，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图。
[0171]
4)改变液流方向实验阶段：
[0172]
w1和w2井关闭，o2和o5井调整为注入井注水，单井注入速度调整为 3.60ml/min，o1、o3、o4和o6井采油，水驱至阶段含水98％结束，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图。
[0173]
5)直平联合驱油实验阶段：
[0174]
w1和w2井关闭，o2和o5作为注入井注水，单井注入速度3.60ml/min，水平井p1和p2采油，水驱至阶段含水98％结束，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图。模型在水驱液流转向结束后距离顶部2.5cm处钻取了水平井筒，在直平联合阶段投入生产。
[0175]
3、物理驱油实验结果分析
[0176]
实验用模型参数见表3，室内水驱实验方案、注入条件及结果见表4，实验特征曲线见附图8。
[0177]
表3模型参数
[0178][0179]
表4实验方案和结果
[0180][0181]
从实验结果可以看出，水驱至含水98％时后开展的提压水驱实验增油效果较低，该阶段两次提压仅增油6.32％；提压水驱后改变注采关系阶段，在模型中形成新的液流通道后增油为7.85％。最后进行直井+水平井联合开发效果增油较高，阶段采收率增值达到了16.82％，模型a累计采收率为41.36％。
[0182]
1、亚微米尺度三维模型不同开发阶段流体分布和量化结果分析
[0183]
(1)不同部位流体分布
[0184]
模型不同开发阶段改善水驱开发效果措施对模型各分析部位的毫米尺度剩余油分布结果可以看出，隔层对附近构造部位含油饱和度变化存在影响，隔层对部位1、2、3、5和6在各水驱开发措施中剩余油动用影响明显，部位7、8 则影响较小。具体举例为模型层位1各阶段含油饱和度分布图，见附图9。
[0185]
(2)不同部位含油饱和度量化分析
[0186]
模型a依次开展水驱、初次提压水驱、二次提压水驱、改变液流方向和直平联合水驱开发方式对比，根据室内驱油实验数据，模型各驱替阶段中基础水驱含油饱和度降低10.36％和直平联合阶段含油饱和度降低16.82％，是各驱替方式中开发效果最好的，再次是液流转向阶段，含油饱和度降低了7.85％。
[0187]
表5模型不同驱替阶段各部位含油饱和度数据
[0188][0189][0190]
从ct检测毫米尺度含油饱和度量化数据表7、表8和图1可以看出，各驱替阶段中，各层在水驱、直平联合和液流转向阶段的含油饱和度降低幅度较大；通过ct检测数据可以进一步分析各渗透率不同和隔层附近部位在不同驱替阶段的含油饱和度变化，各层在水驱不同阶段含油饱和度总体呈下降趋势，但个别部位其中在水驱不同阶段含油饱和度异常增加，其中，分析部位1右侧部分在水驱后高于原始含油7.52％；分析部位5右侧部位含油增加1.14％。
[0191]
(3)利用二维和三维流体分布图像，在亚微米尺度下对比分析流体分布结果，评价不同开发方式对复杂模型不同构造部位含油饱和度的影响，给出不同部位剩余油东印度有效方式，指导油田矿场开展开发方案设计。模型隔层部位流体分布量化图见附图。
[0192]
本发明中利用医用ct首次对米级尺寸的复杂构造模型流体驱替实验进行无损检测，在米级尺寸大模型的剩余油检测分析中，模型的测试精度空间分辨率达到0.2毫米，克服了目前剩余油评价和研究方法存在的问题，在油层构造和井网布置与油层完全相似的几何相似和运动学量相似的条件下，保证了模拟实验过程和油田开发过程的一致性，获取的流体分布量化结果，可有效研究分析不同开发方式对复杂构造各部位含油饱和度的动用规律，为油田开发方案设计提供了有利支撑。
[0193]
综上所述，本发明具体实施步骤包括：复杂构造油藏地质模拟的抽提和室内模拟实验用米级尺度大模型的制作；基于相似原理实验参数的设计；复杂构造模型各层和物性隔层附近岩心含油饱和度的确定；不同开发阶段模型各部位油水三维分布及定量描述；基
于模型各部位和隔层附近剩余油动用规律分析，评价不同开发阶段对隔层附近剩余油动用效果。本发明提供的多层非均质模型不同开发阶段物性隔层附近剩余油三维分布研究方法，基于米级尺寸包含物性隔层的物理模型驱油实验样品，利用医用ct检测获取不同开发阶段流体分布数据，从毫米尺度定量分析了隔层和模型各部位剩余油形成机理和动用情况，为油田开发过程中研究实际油层剩余油形成和分布演变提供了一种可靠有效方法。
[0194]
针对孔隙纳微米尺寸级别量化剩余油描述方法和宏观米级尺度油田剩余油研究方法的欠缺，基于相似准则设计模型尺寸和实验参数，利用制备的米级尺寸物理模型，保证模型构造可以有效代表油藏地质构造和层间差异，开展室内不同开发方法驱油效果实验，利用医用ct检测系统，获取不同开发阶段模型中流体分布数据，设计单一检查复杂构造模型各部位含油饱和度度计算公式，给出亚毫米级剩余油分布结果，从而保证了该方法获取的剩余油分布数据是在兼顾与油田实际油层构造和油田实际开发过程流体流动过程相似的条件下，建立了亚毫米尺度复杂构造模型油水三维分布及量化测试分析方法，对油田复杂构造部位开发方案设计具有重要指导意义。

技术特征：

1.一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法，其特征在于：其研究方法步骤如下：(1)复杂构造油藏地质模拟的抽提和室内模拟实验用米级尺度大模型的制作；为保证本项目中利用米级尺度大模型开展的室内水驱油的实验过程能够真实再现同井网条件下油层油水的流动现象的物理本质，保证模型实验过程和油藏地层中流动现象的物理本质相同，实现流体力学的相似；保持几何相似是流体力学实验模型制作的最基本的要求，在模型制作过程中，保证模型与模拟地层原型的全部对应线性长度的比尺一致，长、宽、高比尺kl均为0.04，在实验室中按该比尺缩尺制作模型，开展模拟流动实验。式中：l'—表示模型长度；l—表示地层长度；(2)实验流体注入参数的设计相似原理；模型几何相似性保证的前提下，为保证模型和油层中流体流动过程中流体微团渗流过程的相似性，要求在二者中流体经过对应的路径所需要是时间必须成一定比例，其时间比尺计算如下：式中：t’—表示模型时间；t—表示地层时间；v’—表示模型时间；v—表示地层时间；其中，基于几何相似和运动相似的k
l
、k
v
运动学量的比尺如下：加速度比尺：体积流量比尺：运动粘度比尺：角速度比尺：式中：a’—表示模型加速度；a—表示地层加速度；ω’—表示模型角速度；ω—表示地层角速度。通过计算确定模型和油层的长度比尺和速度比尺，进而计算了模型和油层的运动学量
的比尺，保证了模型和油层中流体渗流过程的相似性；(3)室内模拟实验步骤，利用大型非均质模型开展水驱油实验，不同阶段水驱至阶段含水98％结束实验，进行ct扫描，获取各层剩余油分布图；(4)实验介质原始ct值的获取；为测定和计算不同实验阶段测试模型中流体饱和度变化，在实验开始前对不同组分开展ct检测，进行ct值测试和标定；(5)复杂构造模型各层和物性隔层附近岩心ct值的确定；计算机对x线从多个方向扫描得到的信息，计算出每个体素(相对于每个像素对应的组织“块”的体积)的x线吸收系数，也即衰减系数(μ值)，这是成像的数字基础。已知水的衰减系数(μ
w
)为1，骨(μ
b
)为2.0，空气(μ
a
)为0.0013(≥0)
[1]
；通过μ值换算得到的用以表示每个体素的x线吸收能力，即表达ct图像中的组织密度的统一单位，是一种相对数值称为ct值，规定将受测物质的衰减系数(μ
m
)与水的衰减系数作为比值计算，并分别以骨质和空气的衰减系数作为上、下限进行分度，由此计算出ct值，式中：α―分度因数，现在ct值一般选用亨氏单位(hu)，则α为1000；利用ct值计算方法，目前常用的含油饱和度计算公式如下，式中：h
two-phase
―水驱油某时刻岩心ct值，h
oil
―原油的ct值，h
a,r
―饱和地层水前干岩心平均ct值，h
air
―空气的ct值，h
w,r
―饱和地层水后湿岩心的平均ct值，h
water
―地层水的ct值由于是复杂多层构造的岩心模型，其检测过程中各部位在单次检测过程中各部位具有不同的流体分布规律，故而需要对各部位流体分布单独开展计算，本发明根据各部位体积权重设计了含油饱和度计算统计公式如下，开展各部位像素点含油饱和度和模型含油饱和度计算分析。度计算分析。where:s
ori
—部位含油饱和度，[％,i＝1～x
×
y
×
z]v—部位体积值，[cm3]w
vi～n
—部位体积权重,[％,i＝1～13]x,y,z—analysis partx,y,z scanpixel number；(6)不同开发阶段模型各部位油水三维分布及定量描述；对不同开发阶段三维模型开展检测，基于大型医用ct检测数据，计算不同水驱阶段岩心内部剩余油分布亚毫米尺度量
化数据；(7)物性隔层部位油水三维分布分析；针对物理驱油实验模型大型医用ct检测结果计算获取的剩余油分布数据，对物性隔层附近不同水驱阶段剩余油分布规律开展分析，评价毫米尺度剩余油动用规律；(8)不同开发阶段对隔层附近剩余油动用效果评价；对米级三维复杂模型的基础井网常规水驱后的模型依次开展提压、改变液流方向、直平联合等方法的驱油物理模拟，并进行剩余油分布扫描分析，评价各种措施作用效果。2.根据权利要求1所述的一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法，其特征在于：所述的步骤(3)中实验步骤如下：1)高排量真空泵在岩心出口端抽空饱和水，然后使用驱替泵注入含ki水饱和模型，至注采流体量相等结束，记录饱和水量，计算孔隙度，进行ct扫描测试；2)对岩心饱和油，注入速度2.40ml/min的条件下油驱水至模型出口端只出油为止；每隔一段时间记录下入口端的进油量、出水量、出油量、入口端压力；3)水驱过程中至出口端实时含水率98％结束，汇总各井采油量，计算采收率；4)ct测试，分析各层剩余油分布。5)更改驱油方案继续驱替，重复步骤3)和4)至实验结束。

技术总结

一种复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法，属于油气田领域，包括底板、抱箍、SBS改性沥青卷材、PHC管桩和桩尖，底板底部与PHC管桩上部连接，PHC管桩下部与桩尖连接，PHC管桩桩壁上缠绕SBS改性沥青卷材，SBS改性沥青卷材由上至下依次设有若干个抱箍。本复杂构造大模型亚毫米尺度流体分布研究方法其抗低温能力、弹性和韧性好、粘结能力特别强，用它包裹PHC管桩起到抗冻拔作用。本发明基于米级尺寸包含物性隔层的物理模型驱油实验样品，利用医用CT检测获取不同开发阶段流体分布数据，从毫米尺度定量分析了隔层和模型各部位剩余油形成机理和动用情况，为油田开发过程中研究实际油层剩余油形成和分布演变提供了一种可靠有效方法。效方法。效方法。