CN103091346B - 一种岩心驱替效果的可视化评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩心驱替效果的可视化评价方法，利用专用岩心核磁共振设备进行岩心内一种液体A驱替另一种液体B的分布特征和效果，液A和B必须选自不同组，弛豫时间具有明显的差异。具体方法如下：将岩心放入胶管，热塑后，放入防磁夹持器，再放入核磁共振测试线圈内。将液体A、B装入储液罐中。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。调好流量、环压与驱替压的压差，开泵驱替液A，在出口只有A液时，倒流程，改驱液B。液B驱替液A过程中，测录不同时刻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，得到不同时刻流体的分布云图。

Description

一种岩心驱替效果的可视化评价方法

技术领域

本发明涉及一种岩心驱替效果的可视化评价方法，通过低场核磁共振成像的方法显示两相流体在岩心驱替实验过程中的分布特征，属于石油工程提高采收率技术和实验流体力学技术领域。

背景技术

实验室内岩心驱替过程是一种公认的研究岩心内流体流动的方法，被广泛应用于石油开发以及环境科学等领域。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。如何观测到岩心多孔介质内流体的流动或分布特征，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。本发明采用低场核磁共振成像技术研究岩心驱替过程中驱替效果的可视化评价方法。

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。

为了了解岩心内部的真实流动状况，将岩心流动实验和核磁共振检测技术有机的结合起来，形成一种新的方法，将传统仪器没有办法检测出来的内部流动状况通过图像直观地、实时地展现出来，观测驱替效果。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种岩心驱替效果的可视化评价方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种岩心驱替效果的可视化评价方法，利用专用岩心核磁共振设备进行岩心内不同液体分布特征的检测，从而得到不同时刻岩心微通道内一种液体驱替另一种液体的效果。包括如下步骤：

1)将岩心和前后连接头插入胶管，热塑后，形成驱替管，放入核磁共振设备专用岩心夹持器，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；

2)将配制好的液体A、液体B装入到储液罐中，调节好流程；

3)打开计算机，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，同时录入岩心数据和驱替液数据；

4)调好流量，调整环压与驱替压的压差至设定值4~5MPa，开泵，首先驱替一定的孔隙体积的液体A，当出口只有液体A时，停泵；

5)调节流程，用液体B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；

6)驱替至T₂谱以及二维图像不再变化，停泵，卸下环压，关闭流程，保存数据，并进行处理，最后得到不同时刻岩心及流体分布彩色云图。

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，实时地展示出一种液体将岩心内的另一种液体驱替出来的过程，并且在检测的过程中不会对岩心产生损害。

附图说明

图1为岩心驱替效果的检测装置及流程示意图。

图2为氯化锰溶液驱替氯化铵溶液时岩心及流体的核磁成像图。

图3为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1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。

本实施例的驱油效果的可视化方法，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，计算得到孔隙度为24.59%。

2)将岩心和前后连接头插入胶管，热塑后，形成驱替管，放进核磁岩心夹持器4，接上两端快速接头转换器，放入低场核磁共振仪13的测试线圈内。

3)将配制好的30g/L的氯化铵溶液（液体A）、5g/L氯化锰溶液（液体B）装入到储液罐中，调节好流程。

4)打开计算机12，启动miniMRI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)调好流量为0.5ml/min，调整环压与驱替压的压差为5MPa，启动恒速恒压泵1，用氯化铵驱替一定的孔隙体积，停泵。

6)调流量为0.5ml/min，设定环压与驱替压的压差至5MPa，启动恒速恒压泵1，用氯化锰溶液驱替20PV。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，保存数据，并进行处理。

测试结果见图2。图2中每张图表示驱替不同孔隙体积（PV）数氯化锰后岩心流道中流体的分布。氯化锰为驱替液，在孔隙中显示蓝色像素，地层水为被驱替液，显示红色像素。岩心右侧为驱替入口，左侧为驱替出口。可以看到驱替液（蓝色像素）先占据了岩心旁边的孔道，然后从中间向前推进，将地层水（红色像素）向前驱替，逐步排出岩心，地层水越来越少（红色像素减少），氯化锰驱到20PV时，仅出口端还残余少量的地层水。图2显示了整个驱替过程中岩心内地层水的分布，说明本发明采用的方法可以直观地观测到驱替效果。

如图3所示，所述的液体A和液体B的弛豫时间具有明显的差异，选择不同组的任一种液体，包括纯净水、各种浓度的盐水或氯化铵水溶液、各种浓度的氯化锰水溶液或重水、乙醇、柴油、煤油、原油。

Claims (2)

1.一种岩心驱替效果的可视化评价方法，其特征在于，利用专用岩心核磁共振设备进行岩心内不同液体分布特征的检测，从而得到不同时刻岩心微通道内一种液体驱替另一种液体的效果；步骤如下：

将岩心和前后连接头插入胶管，热塑后，形成驱替管，放入核磁共振设备专用岩心夹持器，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；

将配制好的液体A、液体B装入到储液罐中，调节好流程；

打开计算机，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，同时录入岩心数据和驱替液数据；

调好流量，调整环压与驱替压的压差至设定值4~5MPa，开泵，首先驱替一定的孔隙体积的液体A，当出口只有液体A时，停泵；

调节流程，用液体B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，停泵，卸下环压，关闭流程，保存数据，并进行处理，最后得到不同时刻岩心及流体分布彩色云图。

2.根据权利要求1所述的岩心驱替效果的可视化评价方法，其特征在于，所述的液体A和液体B的弛豫时间具有明显的差异，选择不同组的任一种液体，包括纯净水、各种浓度的盐水或氯化铵水溶液、各种浓度的氯化锰水溶液或重水、乙醇、柴油、煤油、原油。