CN101793137A - 一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，包括纵向非均质多层平板模型水驱油效率实验方法、平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，其主要步骤有：1.给多层平板模型岩心夹持器加围压，再将模型抽真空饱和地层水，然后加热；2.将活塞式容器中的模拟地层油注入多层平板模型岩心夹持器中，进行油驱水建立束缚水饱和度；3.将活塞式容器中的模拟地层水注入多层平板模型岩心夹持器中，进行水驱油得到不同注水倍数下的累计驱替出油量和水量，得到驱油效率。本发明不仅能进行高温高压下纵向非均质多层平板模型驱替实验研究而且能进行高温高压下平面非均质平板模型不同注采井网的驱替实验研究。该实验方法达到的最高压力为25MPa、最高温度为100℃。

Description

一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法
技术领域
本发明涉及一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，特别是用于石油行业室内高温高压纵向非均质(不同沉积结构储层)平板模型和高温高压下不同注采井网的平面非均质(不同沉积相带)平板模型水驱油效率实验研究。
背景技术
水驱油效率实验研究是指导水驱油藏开发，制定水驱油藏提高采收率措施方向，改善油田开发效果的重要室内实验研究。
目前公知的驱替实验方法按照驱替使用岩心类型分析主要有：小岩心驱替实验、全直径岩心驱替实验、长岩心驱替实验及平板模型水驱油实验。对于一些非均质性较强油藏，需要进行平面和纵向上非均质水驱油实验研究，目前公知的非均质驱替实验研究主要有：多个小岩心组合研究纵向非均质性、多个长岩心组合研究纵向非均质性、平板模型纵向非均质研究及低温低压下平板模型平面非均质性研究，而不能进行高温高压下平面非均质和不同注采井网的驱替实验研究。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法。该实验方法不仅能进行高温高压下纵向非均质多层平板模型驱替实验研究而且能进行高温高压下平面非均质平板模型不同注采井网的驱替实验研究，主要可以模拟五点井网、七点井网、九点井网、排状井网。除了进行水驱油实验外还可进行气驱实验、化学剂驱实验、调剖实验、堵水实验、三次采油实验、孔隙度和渗透率测定实验，及缝洞型、裂缝型组合模型测试等。该实验方法所能达到的最高压力为25MPa、最高温度为100℃。
发明的技术方案：
本发明一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，包括纵向非均质多层平板模型水驱油效率实验方法、平面非均质平板模型水驱油效率实验方法。
所述纵向非均质多层平板模型水驱油效率实验方法，采用以下步骤：
(1)将纵向非均质多层平板模型装入为其特制的多层平板模型岩心夹持器中；
(2)打开围压泵，给多层平板模型岩心夹持器加围压至实验设定压力并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最大压力为25MPa；
(3)将纵向非均质多层平板模型抽真空饱和地层水；
(4)开启恒温箱将多层平板模型岩心夹持器加热至实验设定温度并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最高温度为100℃；
(5)开启回压泵并按照实验设计的出口压力设定回压泵的压力；
(6)开启恒压、恒速驱替泵加驱替压力，将活塞式容器中的模拟地层油注入多层平板模型岩心夹持器中，使油以恒定速度，驱替纵向非均质多层平板模型中的水，为了建立每一层的束缚水饱和度，需要用开启回压装置的阀门，并用计量装置分别计量每一层驱替出的水量和油量，当某一层建立好设定的束缚水饱和度时关闭该层，直至所有层都建立好束缚水饱和度时油驱水实验结束；
(7)根据实验设计的注入速度调节恒压、恒速驱替泵的速度；
(8)通过已调节好的恒压、恒速驱替泵加驱替压力，将活塞式容器中的模拟地层水，以实验设定的速度恒速注入多层平板模型岩心夹持器中进行水驱油实验；然后根据实验设计的一系列注入孔隙体积倍数值，用计量装置分别计量每一孔隙体积倍数下多层平板模型每一层的累计驱替出油量和水量，并用压力计量装置记录进口压力和出口压力，当某一层的含水率达到100％时关闭该层，直至所有层的含水率都达到100％时实验结束；
所述平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，采用以下步骤：
(1)将恒压、恒速驱替泵和活塞式容器连接到平面非均质注入系统上；
(2)将平面非均质平板模型装入为其特制的多层平板模型岩心夹持器中；
(3)打开围压泵，给多层平板模型岩心夹持器加围压至实验设定压力并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最大压力为25MPa；
(4)将平面非均质平板模型抽真空饱和地层水；
(5)开启恒温箱将多层平板模型岩心夹持器加热至实验设定温度并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最高温度为100℃；
(6)开启回压泵，并按照实验设计的出口压力设定回压泵的压力；
(7)开启恒压、恒速驱替泵，将活塞式容器中的模拟地层油注入多层平板模型岩心夹持器中，使油以恒定速度，驱替平面非均质平板模型中的水，为了建立平面非均质平板模型的束缚水饱和度，开启回压装置其中的一个阀门用计量装置计量驱替出的水量和油量，当建立好设定的束缚水饱和度时油驱水实验结束；
(8)根据实验设计的注入速度调节恒压、恒速驱替泵的速度；
(9)通过已调节好的恒压、恒速驱替泵将活塞式容器中的模拟地层水，以实验设定的速度恒速注入多层平板模型岩心夹持器中进行水驱油实验；然后根据实验设计的一系列注入孔隙体积倍数值，用计量装置分别计量每一孔隙体积倍数下各个采液口累计驱替出油量和水量，并用压力计量装置记录进口压力和出口压力，当某一采液口的含水率达到100％时关闭该采液口，直至所有采液口的含水率都达到100％时实验结束。
对于需要做不同渗透率平板组合的纵向非均质模型水驱油效率实验中，要反复使用不同渗透率单层，对于使用过的单层平板模型要反复用石油醚进行驱替，直至驱替出的石油醚为无色透明为止，然后用氮气吹干，以待再次用于实验。
同现有技术相比本发明具有如下优点：
1、能进行高温高压下平面非均质平板模型不同注采井网的驱替实验研究，主要可以模拟五点井网、七点井网、九点井网、排状井网；
2、除了进行水驱油实验外还可进行气驱实验、化学剂驱实验、调剖实验、堵水实验、三次采油实验、孔隙度和渗透率测定实验，及缝洞型、裂缝型组合模型测试等。
3、实验能达到的最高压力为25MPa、最高温度为100℃。
附图说明
图1是本发明一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法的流程示意图；
图2是本发明纵向非均质多层平板组合模型示意图；
图3是本发明平面非均质平板模型示意图。
图中1.多层平板模型岩心夹持器，2.恒温箱，3.恒压、恒速驱替泵，4.围压泵，5.回压泵，6.活塞式容器，7.回压装置，8.压力计量装置，9.计量装置，10.回压泵，11.回压装置，12.计量装置，13.平面非均质注入系统，14.压力计量装置，15.压力计量装置。
具体实施方式
下面结合实例进一步描述本发明一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法：
实施例一：如图1、图2、图3所示，本发明的纵向非均质水驱油实验采用以下工艺步骤：
1.如图2所示，将规格为300mm×300mm×180mm的纵向非均质三层平板模型，装入为其特制的多层平板模型岩心夹持器1中。其中测定高、中、低渗层渗透率分别为1010.6mD、501.01mD、97.1mD；高、中、低渗层孔隙度分别为32.2％、26.4％、21.6％。
2.打开围压泵4，给多层平板模型岩心夹持器1加围压至20MPa；
3.再将装有三层平板模型的多层平板模型岩心夹持器1抽真空；
4.然后注入模拟地层水饱和岩心，开启恒温箱2将多层平板模型岩心夹持器1加热至90℃，并保持恒定；
5.开启回压泵5并设定出口压力为18MPa；
6.开启恒压、恒速驱替泵3加驱替压力，将活塞式容器6中的模拟地层油恒速注入多层平板模型岩心夹持器1中，进行油驱水建立束缚水饱和度，得到高、中、低渗透层的束缚水饱和度分别为35.2％、35.8％、35.6％。
7.开启恒压、恒速驱替泵3加驱替压力，将活塞式容器6中的模拟地层水恒速注入多层平板模型岩心夹持器1中，开启回压装置7的阀门，分别在注入体积倍数为0.1、0.2、1、2PV时用计量装置9分别记录驱替出来的油量和水量并用压力计量装置8记录进口压力、压力计量装置14记录出口压力，计算驱替程度以及驱油效率结果如下表1：
表1不同注水倍数下不同渗透层的驱替程度
Figure GSA00000017753400041
8.在含水率达到98％时高、中、低渗透层的驱油效率分别为67.26％、67.6％、47.65％；组合模型的平均驱油效率为61.49％。
实例二：本发明的平面非均质水驱油实验采用以下工艺步骤：
1.将恒压、恒速驱替泵3和活塞式容器6连接到平面非均质注入系统13上；
2.如图3所示，将规格为300mm×300mm×60mm的平面非均质平板模型，装入为其特制的多层平板模型岩心夹持器1中。平面非均质平板模型高渗带、中渗带、低渗带渗透率分别为1010.6mD、501.01mD、97.1mD；高渗带、中渗带、低渗带孔隙度分别为32.2％、26.4％、21.6％。测定平面非均质平板模型的平均孔隙度为25.68％。
3.打开围压泵4，给多层平板模型岩心夹持器1加围压至20MPa；
4.再将装有平面非均质平板模型的多层平板模型岩心夹持器1抽真空；
5.然后注入模拟地层水饱和岩心，开启恒温箱2将多层平板模型岩心夹持器1加热至90℃，并保持恒定；
6.开启回压泵10并设定出口压力为18MPa；
7.开启恒压、恒速驱替泵3将活塞式容器6中的模拟地层油恒速注入多层平板模型岩心夹持器1中，进行油驱水建立束缚水饱和度，得到平面非均质平板模型束缚水饱和度为35.73％。
8.开启恒压、恒速驱替泵3将活塞式容器6中的模拟地层水恒速注入多层平板模型岩心夹持器1中，进行五点井网水驱油实验，开启回压装置11的阀门，分别在注入体积倍数为0.1、0.2、0.5、1、2PV时用计量装置12分别记录驱替出来的油量和水量并用压力计量装置8记录进口压力、压力计量装置15记录出口压力，计算驱替程度分别为15.49％、30.97％、48.81％、54.43％、56.89％。在含水率为98％时驱油效率为56.13％。

Claims (2)

1.一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，包括纵向非均质多层平板模型水驱油效率实验方法、平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，其特征在于，所述纵向非均质多层平板模型水驱油效率实验方法，采用以下步骤：
①将纵向非均质多层平板模型装入为其特制的多层平板模型岩心夹持器(1)中；
②打开围压泵(4)，给多层平板模型岩心夹持器(1)加围压至实验设定压力并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最大压力为25MPa；
③将纵向非均质多层平板模型抽真空饱和地层水；
④开启恒温箱(2)将多层平板模型岩心夹持器(1)加热至实验设定温度并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最高温度为100℃；
⑤开启回压泵(5)并按照实验设计的出口压力设定回压泵(5)的压力；
⑥开启恒压、恒速驱替泵(3)加驱替压力，将活塞式容器(6)中的模拟地层油注入多层平板模型岩心夹持器(1)中，使油以恒定速度，驱替纵向非均质多层平板模型中的水，为了建立每一层的束缚水饱和度，需要用开启回压装置(7)的阀门，并用计量装置(9)分别计量每一层驱替出的水量和油量，当某一层建立好设定的束缚水饱和度时关闭该层，直至所有层都建立好束缚水饱和度时油驱水实验结束；
⑦根据实验设计的注入速度调节恒压、恒速驱替泵(3)的速度；
⑧通过已调节好的恒压、恒速驱替泵(3)加驱替压力，将活塞式容器(6)中的模拟地层水，以实验设定的速度恒速注入多层平板模型岩心夹持器(1)中进行水驱油实验；然后根据实验设计的一系列注入孔隙体积倍数值，用计量装置(9)分别计量每一孔隙体积倍数下多层平板模型每一层的累计驱替出油量和水量，并用压力计量装置(8)记录进口压力、压力计量装置(14)记录出口压力，当某一层的含水率达到100％时关闭该层，直至所有层的含水率都达到100％时实验结束；
所述平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，采用以下步骤：
①将恒压、恒速驱替泵(3)和活塞式容器(6)连接到平面非均质注入系统(13)上；
②将平面非均质平板模型装入为其特制的多层平板模型岩心夹持器(1)中；
③打开围压泵(4)，给多层平板模型岩心夹持器(1)加围压至实验设定压力并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最大压力为25MPa；
④将平面非均质平板模型抽真空饱和地层水；
⑤开启恒温箱(2)将多层平板模型岩心夹持器(1)加热至实验设定温度并保持恒定，该岩心夹持器所承受的最高温度为100℃；
⑥开启回压泵(10)，并按照实验设计的出口压力设定回压泵(10)的压力；
⑦开启恒压、恒速驱替泵(3)，将活塞式容器(6)中的模拟地层油注入多层平板模型岩心夹持器(1)中，使油以恒定速度，驱替平面非均质平板模型中的水，为了建立平面非均质平板模型的束缚水饱和度，开启回压装置(11)其中的一个阀门用计量装置计量驱替出的水量和油量，当建立好设定的束缚水饱和度时油驱水实验结束；
⑧根据实验设计的注入速度调节恒压、恒速驱替泵(3)的速度；
⑨通过已调节好的恒压、恒速驱替泵(3)将活塞式容器(6)中的模拟地层水，以实验设定的速度恒速注入多层平板模型岩心夹持器(1)中进行水驱油实验；然后根据实验设计的一系列注入孔隙体积倍数值，用计量装置(12)分别计量每一孔隙体积倍数下各个采液口累计驱替出油量和水量，并用压力计量装置(8)记录进口压力、压力计量装置(15)记录出口压力，当某一采液口的含水率达到100％时关闭该采液口，直至所有采液口的含水率都达到100％时实验结束。
2.根据权利要求1所述的一种纵向和平面非均质平板模型水驱油效率实验方法，其特征在于，对于需要做不同渗透率平板组合的纵向非均质模型水驱油效率实验中，要反复使用不同渗透率单层，对于使用过的单层平板模型要反复用石油醚进行驱替，直至驱替出的石油醚为无色透明为止，然后用氮气吹干，以待再次用于实验。
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