CN103018153A

CN103018153A - 一种渗流流场端部效应的评价方法

Info

Publication number: CN103018153A
Application number: CN2012105671412A
Authority: CN
Inventors: 狄勤丰; 顾春元; 程毅翀; 华帅; 叶峰
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: CN103018153B

Abstract

本发明涉及一种渗流流场端部效应的评价方法，利用专用岩心核磁共振设备检测岩心端部流体流场的分布，得到岩心端部效应形成过程的图像。具体方法如下：测量岩心的长、宽、重量后，放入盐水中用真空皿抽真空饱和。将岩心放入胶管，热塑后，放入专用夹持器，再放入核磁共振测试线圈内。将配制好的两种驱替液分别装入两个储液罐中。开启核磁MRI成像与岩心应用，及驱替软件，录入岩心与驱替液数据。调节好流量，驱替一定的孔隙体积的第一种驱替液，直至出口液无水，停泵，倒流程，改用第二种驱替液驱替。测录不同驱替PV数时岩心及流体的二维图像及T2谱，在其不变化时，停止驱替。处理数据，得到不同时刻岩心端部流体流场的信号云图。

Description

一种渗流流场端部效应的评价方法

技术领域

本发明涉及一种渗流流场端部效应的评价方法，属于石油工程提高采收率技术和实验流体力学领域。

背景技术

实验室内岩心驱替实验是一种公认的研究岩心内部流体流动的方法，被广泛应用于石油开发及环境科学等领域。同时低场核磁共振是一项近年来发展迅速的高新技术，已经在医疗以及食品行业有了很好的应用。如何使实验室内岩心驱替过程更接近实际现场试验情况，一直是流体力学和石油工程技术领域一直努力追求的目标和开展的重要工作，其中岩心的端部效应是影响实验室内岩心驱替过程的重要因素。本发明采用低场核磁共振成像技术研究岩心驱替过程中端部效应的可视化评价方法。

传统的岩心流动实验通常只能用端部或者边界的宏观参数（例如出口压力、入口压力、流速等）来描述或者推演流体在岩心内部的流动状况以及驱替效果。岩心对于研究者来说就相当于一个黑匣子，不能准确的知道其内部的情况，更不能知道其局部的流体分布情况。

在岩心流动实验中，液体从连接管道进入岩心的微通道，再从岩心流出，进入下端连接管道，由于流动通道大小的变化，流速和流态发生了明显的改变，使得流体在岩心内驱替时总存在一定的端部效应（力学术语），即在驱替过程中，受岩心外环境的影响，岩心端部的渗流流场受到不均匀扰动，从而不能反映真实的渗流规律。

发明内容

针对现有岩心驱替过程中真实存在、虽极力避免但难以具体说明的端部效应，本发明的目的是提供一种渗流流场端部效应的评价方法，将岩心流动实验和核磁共振检测技术有机的结合起来，形成一种新的检测方法，使传统仪器无法检测出来的端部效应直观的表现出来，观测驱替过程中端部效应的形成过程。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种渗流流场端部效应的评价方法，包括如下步骤：

1) 测量并记录岩心的长、宽、重量，然后将岩心没入盛有地层水的烧杯中，放入密封玻璃罐中抽真空12小时，取出后称重，与饱和之前岩心的重量之差为饱和的地层水质量M_w，计算孔隙度

Figure 2012105671412100002DEST_PATH_IMAGE002

，其中，M_w为地层水的质量、Vr为岩心体积、

为地层水的密度；

2) 将岩心以及前后连接头插入胶管，热塑后，形成驱替管，放入核磁共振设备中的岩心夹持器，接上两端快速接头转换器，放入核磁共振设备的测试线圈内；

3) 将配制好的两种驱替液分别装入两个储液罐中，调节好流程，两种驱替液须选择弛豫时间具有明显差异的不同组液体；

4) 开启核磁共振（MRI）成像软件，核磁共振弛豫（NMR）岩心应用软件以及岩心驱替控制软件，同时录入岩心数据，驱替液数据；

5) 调节好流量，调整环压与驱替压的压差至设定的压差2~5MPa，开泵，驱替一定的孔隙体积的第一种驱替液，直至出口液无水，停泵，倒流程，改用第二种驱替液驱替；

6) 在驱替的过程中，使用软件分别记录不同驱替孔隙体积数时岩心及流体的二维图像以及自旋-自旋弛豫时间谱（T₂谱）；

7) 驱替至T2谱以及二维图像不再变化后停止驱替，卸下环压，关闭流程；

8) 保存数据，并进行数据处理。最后得到不同时刻岩心端部的流体分布彩色云图。

上述的两种驱替液包括纯净水、盐水、氯化铵水溶液、氯化锰水溶液、重水、乙醇、柴油、煤油或原油。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：

本发明可以对驱替过程中的岩心进行检测，实时的展示出岩心端部效应的形成及变化过程，并且在检测的过程中不对岩心产生任何不可逆的损害。

附图说明

图1为驱替过程中检测端部效应方法的装置流程示意图。

图2 为驱替过程中端部效应的核磁共振成像图。

图3 几组常见的核磁驱替用液体。

具体实施方式

现将本发明结合附图的具体实施例叙述于后。

实施例

如图1所示，本测试方法的装置包括恒速恒压泵1、储液罐2、入口压力表3、核磁岩心夹持器4、环压跟踪泵5、出口压力表6、回压阀7、电子天平8、回压容器9、回压压力表10、回压泵11、计算机12、核磁共振线圈13。

本实施例的端部效应评价方法，测试步骤为：

1) 测量并记录岩心的长、宽、重量等数据，然后用地层水抽真空饱和，计算得孔隙度为24.59%。

2) 将岩心及驱替管放进夹持器，接上两端快速接头转换器，放入核磁共振线圈。

3) 将配制好的浓度为30g/L氯化铵溶液和柴油分别装入到储液罐2-2和2-1中，调节好流程。

4) 开启mini MRI 成像软件，NMR岩心应用软件以及岩心驱替控制软件。录入岩心数据，驱替液数据。

5) 调节好流量至0.5ml/min，调整环压与驱替压的压差至5MPa，开泵用油驱替，直至出口液无水，停泵。倒流程，改用氯化铵溶液驱替。

6) 在驱替的过程中，使用软件分别记录不同驱替孔隙体积（PV）数时岩心及流体的二维图像以及T2谱。

7) 驱替至T2谱以及二维图像不再变化后停止驱替，卸下环压，关闭流程。

8) 保存数据，并进行处理。

如图2所示，每个图都表示了一个时刻的岩心内流体分布，右侧为驱替入口，左侧为驱替出口，可以看到驱替出口端出现了聚集的情况，且随着驱替的进行，端部的聚集物越来越明显，即端部效应通过核磁共振的方法得到了动态的显示。

Claims

1.一种渗流流场端部效应的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量并记录岩心的长、宽、重量，然后将岩心没入盛有地层水的烧杯中，放入密封玻璃罐中抽真空12小时，取出后称重，与饱和之前岩心的重量之差为饱和的地层水质量M_w，计算孔隙度

，其中，M_w为地层水的质量、Vr为岩心体积、

为地层水的密度；

将岩心以及前后连接头插入胶管，热塑后，形成驱替管，放入核磁共振设备中的岩心夹持器，接上两端快速接头转换器，放入核磁共振设备的测试线圈内；

将配制好的两种驱替液分别装入两个储液罐中，调节好流程，两种驱替液须选择弛豫时间具有明显差异的不同组液体；

开启核磁共振成像软件，核磁共振弛豫岩心应用软件以及岩心驱替控制软件，同时录入岩心数据，驱替液数据；

调节好流量，调整环压与驱替压的压差至2~5MPa，开泵，驱替一定的孔隙体积的第一种驱替液，直至出口液无水，停泵，倒流程，改用第二种驱替液驱替；

在驱替的过程中，使用软件分别记录不同驱替孔隙体积数时岩心及流体的二维图像以及自旋-自旋弛豫时间谱，即T₂谱；

驱替至T2谱以及二维图像不再变化后停止驱替，卸下环压，关闭流程；

保存数据，并进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的渗流流场端部效应的评价方法，其特征在于，所述的两种驱替液包括纯净水、盐水、氯化铵水溶液、氯化锰水溶液、重水、乙醇、柴油、煤油或原油。