CN103063687A - 多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置 - Google Patents

多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置 Download PDF

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王军
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施晓乐
王代刚
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Abstract

本发明公开了一种多孔介质(岩石)中剩余油微观分布图像采集实验装置，包括微量注入系统、油水渗流模拟系统、层析扫描成像系统和产出流体分离计量系统。其中微量注入系统用于控制油水驱替模拟实验的实验条件(驱替流速、注入倍数)；油水渗流模拟系统为填砂管模型，用于提供模拟油水驱替的多孔介质环境；层析扫描成像系统用于实现油水驱替过程中岩心内部剩余油微观分布图像的采集；产出流体分离计量系统用于实现岩心出口端流体的分离和计量。基于层析扫描技术，在不损害岩心模型的前提下实现了多孔介质中剩余油微观分布图像的采集。本发明实用性强，在采集图像基础上可对岩心中剩余油的微观分布状态进行定量化描述，为进一步提高采收率研究提供了有效的工具。

Description

多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置
技术领域
本发明涉及一种石油开发领域的实验装置，特别是多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置。
背景技术
由于孔隙结构、岩石润湿性、注入方式等条件的差异，油田开发过程中有相当一部分原油滞留在储集层孔隙中及颗粒表面而形成剩余油。剩余油微观分布状态的研究对剩余油挖潜、提高采收率具有重要意义。
目前常用的多孔介质中剩余油微观分布规律的研究方法包括玻璃刻蚀模型（GMM）、岩心微观模型（SMM）和核磁共振成像技术（NMR）等。玻璃刻蚀模型能够较为真实地反映岩石的微观孔隙结构，而且通过显微镜可以直接对剩余油的微观分布状态进行观察和描述，但该模型的岩石表面性质和孔隙几何特征与真实岩心仍有较大差距；岩心微观模型利用实际的岩心薄片制作成微观可视化模型，但该模型的成像清晰度较差；以上两种方法都是基于二维微观模型对某一渗流截面的剩余油进行研究，不能反映剩余油在三维空间的真实分布状态。核磁共振成像作为一种成熟的无损检测技术，可以在三维空间上对油气储集层内的流体空间分布状况进行定量描述，但该技术的成像分辨率有限，不能达到孔隙级别内剩余油微观分布状态研究的标准。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置，用于对多孔介质中剩余油的微观分布状态进行定量表征。
为解决以上技术问题，本发明提供一种多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置，包括微量注入系统、油水渗流模拟系统、层析扫描成像系统和产出流体分离计量系统，微量注入系统、油水渗流模拟系统及产出流体分离计量系统顺次连接，层析扫描成像系统独立于以上三部分之外，用于岩心模型中剩余油微观分布图像的采集。其中微量注入系统由微量注入泵、模拟油容器和模拟水容器组成，模拟油容器和模拟水容器并联，其入口端与微量注入泵相连，出口端与填砂管（油水渗流模拟系统）相连；油水渗流模拟系统为真实油藏取芯填砂管，该填砂管外壁为聚四氟乙烯材料的圆柱体；产出流体分离计量系统由油水分离、计量装置和恒温箱组成，油水分离装置与油水计量装置相连，二者置于恒温箱中；层析扫描成像系统由X射线源、X射线探测器、扫描转台及计算机成像设备组成，X射线源发射X射线穿过填砂管后由射线探测器接收并存储衰减信号，扫描转台带动填砂管旋转，计算机成像设备将X射线衰减信号转换为图像信息并压缩存储。
上述微量注入泵驱替流速范围0.001~1.0mL/min。
上述填砂管的内径为5.0mm、长度为5.0cm，管壁厚度为1.0mm。
上述产出流体计量装置精度为0.01mL。
上述层析扫描成像系统成像分辨率最高可达6.6μm，扫描间距最小可达10.0μm，扫描速率大于100张/min。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是在微观岩心驱替实验基础上，以层析扫描成像技术为手段，结合聚四氟乙烯材料的新型填砂管，通过对油水驱替过程中的岩心模型进行扫描，实现了对不同驱替时刻多孔介质中剩余油微观分布图像的采集。
附图说明
图1为本发明所提供的多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置的示意图。
图2为填砂管模型横切面图。
图3为填砂管模型纵向剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
多孔介质中油水分布图像采集实验装置，包括微量注入系统、油水渗流模拟系统、层析扫描成像系统和产出流体分离计量系统。其中，微量注入系统包括微量注入泵1、模拟油容器2和模拟水容器3组成，微量注入泵1与模拟油容器2的入口和模拟水容器3的入口同时相连，用于控制油水驱替模拟实验的实验条件(如驱替流速、注入倍数等)；油水渗流模拟系统由填砂管4构成，用于提供模拟油水驱替的多孔介质环境，该填砂管的管壁11采用了聚四氟乙烯，内径为5.0mm，长度为5.0cm，管壁厚度为1.0mm，管壁下方的螺纹11’将填砂管4固定于扫描转台6，填砂管4内的填充物12来自实际油藏取芯；CT扫描成像系统由X射线源5、扫描转台6、X射线探测器7和计算机成像设备8组成，X射线源5用于发射X射线，X射线穿过填砂管4后由射线探测器7接受并存储衰减信号，扫描转台6用于带动填砂管4旋转，计算机成像设备8用于将X射线衰减信号转换为图像信息并压缩存储；产出流体分离计量系统中，油水分离、计量装置9用于产出流体的分离及体积测量，恒温箱10使产出流体维持在一定的温度从而使其密度及体积维持恒定。
本发明工作时，首先将填砂管模型抽真空饱和水，调节阀门向填砂管4中注入模拟油，当岩心处于束缚水状态时对其进行扫描并记录出水量，调节阀门设定微量注入泵1以恒定的流速向填砂管4中注入模拟水，设定不同的注入孔隙体积倍数时刻对岩心模型进行扫描并记录出油量，在每个驱替时刻通过计算机成像设备8生成层析扫描图像并进行存储。
本发明利用层析扫描技术，在不损坏岩心模型的前提下实现了不同驱替时刻多孔介质中剩余油微观分布状况的图像采集。在采集图像基础上可对岩心中剩余油的微观分布状态进行定量化描述，为进一步提高采收率研究提供了实用有效的工具。

Claims (3)

1.一种多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置，包括微量注入系统、油水渗流模拟系统、层析扫描成像系统和产出流体分离计量系统，其中微量注入系统由微量注入泵、模拟油容器和模拟水容器组成；油水渗流模拟系统为人造岩心填砂管；产出流体分离计量系统由油水分离、计量装置和恒温箱组成；层析扫描成像系统由X射线源、X射线探测器、扫描转台及计算机成像设备组成，其特征在于，微量注入系统、油水渗流模拟系统及产出流体分离计量系统顺次连接，用于完成不同条件下的微观驱替实验；层析扫描成像系统独立于上述三部分之外，用于岩心模型中剩余油微观分布图像的采集。
2.根据权利要求1所述的多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置，其特征在于，填砂管管壁采用聚四氟乙烯，填砂管内的填充物来自实际油藏取芯。
3.根据权利要求1所述的多孔介质中剩余油微观分布图像采集实验装置，其特征在于实验中所用的微观岩心模型直径为5.0mm，长度为5.0cm。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130424