同位素示踪井间监测技术简介2008.3.10.ppt

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1、示踪剂解释软件的理论基础是Brigham等提出的半解析流管模型，通过使用更为先进的流线方法取代流管方法，实现了解释系统的优化，突破了数值方法和解析方法的瓶颈。软件解释的理论方法和途径主要包括以下几个方面。示踪剂解释软件原理资料解释资料解释是我公司和石油大学（华东）石油工程学院教授共同开发研制的“示踪剂测试综合解释软件”，解释软件原理如下：1、压力的计算由于压力计算是流线计算的前提，因此首先需要进行压力的计算。压力计算采用黑油模型。利用数值方法确定注入示踪剂过程以及监测过程中的油层压力分布。研究中可以发现：压力的分布对于饱和度的变化以及分层与合层的处理不敏感。而对于

2、开发后期处于中高含水期的油田来说，油藏压力在短期内不会有太大的波动。因此模拟一个区块达到稳态或者拟稳态时的压力分布，可以作为后面拟合参数的基础。油水两相的连续性方程如下：式中：k为渗透率，kro,krw分别为油水相对渗透率，Bo,Bw为油水体积系数，μo,μw分别为油水粘度，ρo,ρw分别为油水密度，ρosc,ρwsc分别为油水地面状况下的标准密度，Po,Pw分别为油水压力，φ为孔隙度，so,sw分别为油水饱和度，qo,qw分别为地面标准状况下单位体积岩石中注入或者采出的油水质量流量，注入为负，采出为正，g为重力加速度，D为标高，▽.表示散度，▽表示梯度。2、流线

3、确定的数学模式流线计算在压力计算之后展开，这也是整个半解析方法的核心，计算完流线后，才可以进行浓度等的计算，完成示踪剂产出曲线的拟合工作。根据目前成熟的流线算法，计算流线在平面或者在空间上的分布。刚性介质中不可压缩流体的达西速度表示为：其中：λ=k/μ为位置的函数。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：可以得到网格各个方向的速度为：vi=bi+cili经推导（略）得到平面流函数为：ψ=ψo+αx+by+cxy从而可以确定平面流线分布。3、浓度的计算计算完流线分布之后，就可以在每个流线内部进行示踪剂浓度产出的拟合，由于流线的计算

4、已经把三维问题转化成了一维问题，因而就可以利用比较成熟并且不损失精度的解析方法计算浓度。根据一维扩散方程：其中：K为有效混合系数；c为示踪剂浓度；x为一维长度；u为一维渗流速度；t为时间；结合定解条件：c（x,t）=cox=0c（x,t）=0x=∞c（x,t）=0t=0可以得到一维浓度计算代数式：其中：co为注入浓度；erfc（x）为误差余函数。3、浓度的计算对于小段塞来讲，产出浓度如下：其中：△x为段塞长度上面为等速流时的产出浓度计算公式，经过合适的处理即为不等速流的产出浓度计算式。即：其中：△s为对应某一时间时的段塞长度：α为扩散常数在计算浓度的同时，需要考虑

5、示踪剂在地层中的吸附，示踪剂的吸附和示踪剂的种类关系比较密切，一般来说，化学示踪剂吸附较大。根据1980年Satter等的理论推导公式：确定滞后系数：其中：α为吸附系数，ρr为岩石密度，C为浓度，x为一维流动时x方向的距离，t为时间。一维浓度产出公式里的时间与段塞长度替换为：即等效为时间滞后，注入段塞缩短。S为转换后的浓度,R为上面计算的迟滞系数，t为产出时间。4、吸附的考虑各条流线最终在井筒汇合，井筒的浓度是各层、各条流线上产出浓度的混合效应的结果。因此需要累加各条流线浓度计算的结果，可以表示为：其中：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位置

6、的产出浓度；对流线的积分；为流线上某种流体的贡献量。根据以上数学模型，我们再经过反复调参将实测曲线与计算曲线相拟合，最终求出地下高渗透层参数及其它地层参数。5、井筒产出浓度的计算在饱和度分布均一的情况下，根据色谱原理，定义迟滞因子：根据非分配示踪剂突破时间tw与分配性示踪剂的突破时间t1的差别：t1=tw（1+β）可以得到剩余油饱和度：上面式中t1为分配示踪剂突破时间，t为非分配示踪剂突破时间，Sor为剩余油饱和度。Kd为与示踪剂相关的常数。因此，在流线上一定的饱和度分布前提下，在每一个网格内利用色谱理论，得到从注入井到产出井整个流动过程中分配性示踪剂的滞后时间，

7、从而得到示踪剂的浓度产出曲线，曲线拟合结果较好的情况下对应的饱和度为实际饱和度。6、饱和度的考虑根据以上的分析可以知道，对于一个具体区块来讲，在确定压力分布之前首先要确定地质模型，主要包括地层参数的各种分布的确定。(1)油藏范围的确定包括油藏范围的长度与宽度以及所要研究的层数，即确定所要研究的油藏范围。(2)井参数包括井名、井性质（注入/采出）、注入采出量、产水率、井底流压（可选）、井径，以及各层的厚度、孔隙度、原始渗透率、原始饱和度、目前射孔情况等。(3)网格参数包括平面划分网格数目、大小以及无效网格确定。(4)油藏顶部深度7、地质模型8、辅助参数的利用为了更为

8、合理的确定