CN103954639B - 一种探测凝胶在微孔道中分布的方法 - Google Patents

一种探测凝胶在微孔道中分布的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种探测凝胶在微孔道中分布的方法,属于石油工程提高采收率技术和实验流体力学领域。在石油工程中常常采用注入凝胶封堵多孔介质中的大孔道,调节注入液体的流动剖面,提高波及面积及驱油效率。目前实验室内岩心驱替实验只能通过端部或者边界的宏观参数来描述或者推演凝胶在岩心内部的流动状况以及封堵效果,无法直接获得凝胶在岩心微孔道内的分布状态。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。本发明采用低场核磁共振成像技术研究凝胶在微孔道中分布,可通过核磁共振成像技术和T2谱分析技术,直接观察岩心驱替实验中凝胶在多孔介质微孔道内的分布。

Description

一种探测凝胶在微孔道中分布的方法
技术领域
本发明涉及一种探测凝胶在微孔道中分布的方法,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。在石油工程中常常采用注入凝胶封堵多孔介质中的大孔道,调节注入液体的流动通道,提高波及面积和驱油效率。但是目前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,不能准确了解其内部的流体分布情况。本发明采用低场核磁共振成像技术研究凝胶在微孔道中分布的新方法。可通过核磁共振成像技术和T2谱分析技术,直接观察凝胶在多孔介质中的分布。
发明内容
针对目前岩心驱替过程中无法观察和研究凝胶在多孔介质中的分布的难题,本发明的目的是提供一种探测凝胶在微孔道中分布的方法,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凝胶在多孔介质中过的分布直观的表现出来。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种探测凝胶在微孔道中分布的新方法,包括如下步骤:
1)测量并记录岩心的长、宽、干重,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,与饱和之前的重量之差即为饱和的地层水质量M w ,得到岩心的孔隙体积PV,再按照公式计算孔隙度,其中,Vr为岩心体积、为地层水的密度;
2)将岩心放入核磁共振专用夹持器中,然后将夹持器放入核磁共振设备中的预定位置,最后将岩心夹持器与驱替设备相连接;
3)将配制好的两种驱替液(50PV的地层水和3PV凝胶样品)分别装入两个储液罐中,其中地层水中含有氯化锰(信号被抑制),凝胶样品采用不含氯化锰的水配制,两种驱替液信号可明显区分;
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2~5MPa,开泵,驱替2~10PV的地层水后注入0.2~0.5PV的凝胶样品;
6)静置一段时间(候凝时间),使凝胶样品凝固后再次注入1PV~30PV的地层水;
7)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);
8)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;
9)保存数据,并进行数据处理,得到凝胶在岩心中的分布特征。
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,实时的展示出岩心多孔介质内部凝胶的分布变化过程,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 为驱替过程中检测凝胶在多孔介质中分布的实验装置流程示意图。
图2 为注凝胶过程中凝胶在多孔介质中分布的核磁共振成像图。
图3 为水驱凝胶过程中凝胶在多孔介质中分布的核磁共振成像图。
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。
本实施例的探测凝胶在微孔道中分布的新方法,包括如下步骤:
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27.9%,孔隙体积为6.02mL 。
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(300mL)和凝胶样品(18.06mL)分别装入到储液罐2-2和2-1中,调节好流程。
4)开启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)调节好流量至0.1ml/min,调整环压与驱替压的压差至5MPa,开泵用地层水驱替,注入3PV后,注入0.3PV凝胶。
6)注入凝胶候凝8小时后,注入1.0PV地层水。
7)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。
8)保存数据,并进行处理,得到凝胶在岩心中的分布图像(图2,图3)。
如图2和图3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,绿色代表凝胶信号,蓝色代表地层水信号。可以看到在注入凝胶和注凝胶后水驱过程中凝胶在多孔介质中的运移情况,即获得凝胶在多孔介质微孔道中分布的动态变化过程。

Claims (1)

1.一种探测凝胶在微孔道中分布的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1).测量并记录岩心的长、宽、重量,然后用地层水抽真空饱和,计算得孔隙度为27.9%,孔隙体积为6.02mL;
(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300mL和凝胶样品18.06mL分别装入到储液罐中,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0.1ml/min,调整环压与驱替压的压差至5MPa,开泵用地层水驱替,注入3PV后,注入0.3PV凝胶;
(6).注入凝胶候凝8小时后,注入1.0PV地层水;
(7).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;
(8).保存数据,并进行处理,得到凝胶在岩心中的分布图像。
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