CN104481504A - 稠油溶解气驱开发模拟实验系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油天气开发领域，具体涉及一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统和方法。现有的技术不能研究渗透率分布差异对含气稠油溶解气驱“泡沫油”效应的影响，本发明的目的在于提供一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统，利用所述系统进行实验的方法主要为：用2个渗透率差异若干倍的均质岩心串联代表一种油层渗透率分布，然后将2个岩心互换位置代表另外一种油层渗透率分布，分别进行含气稠油溶解气驱实验，实验过程中分别计量各岩心内稠油重量的变化，扫描岩心的含气饱和度的变化，计量总采油量及总采出气量，最后对比分析得出渗透率分布差异对含气稠油溶解气驱“泡沫油”效应及开发效果的影响。

Description

稠油溶解气驱开发模拟实验系统及其方法

技术领域

本发明属于石油天然气开发领域，尤其涉及一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统及其方法。

背景技术

含气稠油溶解气驱开发中一般伴有“泡沫油”效应，就是当油藏压力下降到泡点压力后，由于稠油的较强的粘滞力作用，脱出的溶解气开始都是以大量微气泡的形式包裹在原油中，随原油一起流动，形成所谓“泡沫油”效应。“泡沫油”效应的强弱关系到稠油溶解气驱的开发效果。实验已经证明，稠油溶解气驱的“泡沫油”效应与油藏渗透率有一定的关系。

目前研究渗透率对“泡沫油”效应影响的实验方法为：选取渗透率彼此互不相同的均质岩心2个或3个，单独对每个岩心进行含气稠油溶解气驱衰竭实验，对比每个岩心的原油采出及气体采出情况，在实验的过程中同时对岩心进行CT扫描，观察对比原油脱气后含气饱和度在岩心内的变化，最终分析获得不同的油藏渗透率对含气稠油溶解气驱过程中“泡沫油”效应强弱的影响。

地下油藏一般都具有一定的非均质性，即使同一油层，不同区域的渗透率也有所不同。上述实验方法是对某种特定渗透率的均质岩心单独进行实验研究，因此只能获得具体的某一渗透率对稠油溶解气驱“泡沫油”效应的影响，或者，通过对多次实验的结果进行对比分析之后得出不同的渗透率对稠油溶解气驱“泡沫油”效应的影响。但各个不同的渗透率对稠油溶解气驱“泡沫油”效应的影响是有相互作用关系的。上述实验方法不能获得某一油藏的渗透率分布(即油藏的渗透率不是固定不变的，而是沿某一方向不断变化的)对稠油溶解气驱“泡沫油”效应的影响，也不能获得具有不同渗透率分布的油藏(即某一油藏具有两种或两种以上的渗透率分布)对稠油溶解气驱“泡沫油”效应的影响。因此，有必要研究油藏渗透率分布差异对含气稠油溶解气驱开发过程中“泡沫油”效应的影响。

发明内容

为了克服现有技术的实验方法不能反映油藏渗透率分布差异对含气稠油溶解气驱开发过程中“泡沫油”效应的影响的缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种溶解气驱开发模拟实验系统和方法。

本发明实施例所采用的技术方案如下：

一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统，所述系统包括第一溶解气驱开发模拟实验装置、第二溶解气驱开发模拟实验装置和气体计量装置，

所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的一端与所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的一端相连接，所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的另一端与背压阀相连接，所述背压阀与所述气体计量装置相连接，

所述第一溶解气驱开发模拟实验装置和所述第二溶解气驱开发模拟实验装置都包括：岩心夹持器，用于计量该岩心夹持器内稠油重量的重量计量器，用于计量该岩心夹持器内稠油压力的压力计量器，以及用于扫描该岩心夹持器内岩心的含气饱和度的CT扫描器。

优选地，所述系统还包括配样器，所述配样器的一端通过截止阀与所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的另一端相连接，所述配样器用于配制含气稠油。

优选地，所述气体计量装置包括：集油器，以及用于计量所有岩心夹持器内岩心的产气量之和的气体计量器，所述背压阀和所述气体计量器都与所述集油器的同一端相连接。

优选地，所述系统还包括高压泵，所述高压泵与所述配样器的另一端相连接，所述高压泵用于将所述配样器内的含气稠油注入到所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器内。

一种稠油溶解气驱开发模拟实验方法，该方法包括：

步骤1、选取渗透率彼此不同的2个均质岩心，所述2个均质岩心的渗透率的平均值与目的油层渗透率的平均值相同或相近；

步骤2、选取其中一个岩心作为第一岩心，另一个岩心作为第二岩心，将所述第一岩心装入所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器，将所述第二岩心装入所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器；

步骤3、向所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器内注入含气稠油，使2个岩心夹持器内含气稠油的压力都等于预设的初始压力，所述初始压力大于所述含气稠油的泡点压力；

步骤4、调节所述背压阀，使所述两个岩心夹持器内含气稠油的压力同步逐渐降低，直到每个岩心夹持器内含气稠油的压力都等于同一个预设的截止压力为止，在调节所述背压阀的过程中，实时计量每个岩心夹持器内含气稠油的重量，实时扫描每个岩心夹持器内岩心的含气饱和度；

步骤5、计量所述2个均质岩心的产气量之和；

步骤6、将所述第一岩心装入所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器，将所述第二岩心装入所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器，重复执行一次步骤3至步骤5。

优选地，所述截止压力大于标准条件下的大气压力。

优选地，所述2个均质岩心的渗透率相差1倍或2倍。

上述技术方案具有如下有益效果：用2个渗透率彼此不同的均质岩心串联代表一种油层渗透率分布，进行含气稠油溶解气驱实验，然后将2个岩心互换位置代表另外一种油层渗透率分布，再次进行含气稠油溶解气驱实验。因此，本发明实施例的实验系统和方法能够反映渗透率分布的差异对含气稠油溶解气驱开发过程中“泡沫油”效应的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统的结构示意图；

图2为本发明实施例溶解气驱开发模拟实验装置的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供的一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统，如图1所示，该系统包括两个相同的溶解气驱开发模拟实验装置1和2，溶解气驱开发模拟实验装置1的输出端与溶解气驱开发模拟实验装置2的输入端相连接。配样器4通过截止阀3与溶解气驱开发模拟实验装置1的输入端相连接，高压泵8与配样器4相连接。溶解气驱开发模拟实验装置2的输出端连接背压阀5，背压阀5与集油器6相连接，集油器6与气体计量器7相连接，计量器7的一端探入集油器6中。

图1中箭头所示方向为含气稠油液体的流动方向。

如图2所示，该图表示出了溶解气驱开发模拟实验装置的内部结构图，溶解气驱开发模拟实验装置200包括重量计量器201、压力计量器202、CT扫描器203以及岩心夹持器204。岩心夹持器204的进口端205即为该溶解气驱开发模拟实验装置200的进口端205(即溶解气驱开发模拟实验装置200的进口端与岩心夹持器204的进口端是同一个端口)，岩心夹持器204的出口端206即为该溶解气驱开发模拟实验装置200的出口端206(即溶解气驱开发模拟实验装置200的出口端与岩心夹持器204的出口端是同一个端口)，重量计量器201用于计量岩心夹持器204内含气稠油的重量变化，压力计量器202用于计量岩心夹持器204内含气稠油的压力变化，CT扫描器203用于扫描岩心夹持器204内岩心的含气饱和度，岩心夹持器204用于夹持待测的均质岩心。

利用本发明实施例的实验系统进行含气稠油溶解气驱开发模拟实验的方法具体如下：

1)选取2个渗透率相差1倍、2倍或其它若干倍的均质岩心，2个均质岩心渗透率的平均值可以代表油层研究对象渗透率的平均值，即2个岩心渗透率的平均值与目的油层渗透率的平均值相同或相近，均质岩心是指整个岩心的渗透率是一致的岩心；

2)将其中一个岩心装入溶解气驱开发模拟实验装置1的岩心夹持器，另一个岩心装入溶解气驱开发模拟实验装置2的岩心夹持器，2个岩心相互串联代表一种油层渗透率分布。

3)向2个岩心饱和配制好的含气稠油样品到某一相同的设定压力；

具体方法为：在配样器4中配制油藏条件下的含气稠油样品，打开截止阀3，关闭背压阀5，通过高压泵8将配样器4中的含气稠油样品注入到溶解气驱开发模拟实验装置1的岩心夹持器内和溶解气驱开发模拟实验装置2的岩心夹持器内，利用溶解气驱开发模拟实验装置1的压力计量器实时测量该装置的岩心夹持器的含气稠油的压力，利用溶解气驱开发模拟实验装置2的压力计量器实时测量该装置的岩心夹持器的含气稠油的压力，直到都达到预置压力时停止注入，关闭截止阀3。所述预置压力高于泡点压力。需要说明的是，由于溶解气驱开发模拟实验装置1和溶解气驱开发模拟实验装置2之间是相互连通的，所以二者之间的含气稠油的压力是相同的。

4)进行含气稠油溶解气驱实验；

通过调节背压阀5逐步降低溶解气驱开发模拟实验装置1的岩心夹持器内和溶解气驱开发模拟实验装置2的岩心夹持器内含气稠油的压力，2个岩心夹持器内的原油逐渐从稠油产出端产出，但溶解气驱开发模拟实验装置1的岩心夹持器内岩心的原油要经过溶解气驱开发模拟实验装置2的岩心夹持器内的岩心才能产出，当压力小于泡点压力后，气体开始逐渐从原油中脱出，形成“泡沫油”，原油在“泡沫油”溶解气驱作用下大量产出，通过溶解气驱开发模拟实验装置1的重量计量器实时监测该装置的岩心夹持器内岩心的原油重量变化，通过溶解气驱开发模拟实验装置2的重量计量器实时监测该装置的岩心夹持器内岩心的原油重量变化。通过溶解气驱开发模拟实验装置1的CT扫描器实时扫描该装置的岩心夹持器内岩心的含气饱和度的变化，通过溶解气驱开发模拟实验装置2的CT扫描器实时扫描该装置的岩心夹持器内岩心的含气饱和度的变化。用集油装置6采集产出的原油，用气体气体计量装置7计量2个岩心的溶解气量之和。

用溶解气驱开发模拟实验装置1的压力计量器实时测量该装置的岩心夹持器内岩心的含气稠油的压力，用溶解气驱开发模拟实验装置2的压力计量器实时测量该装置的岩心夹持器内岩心的含气稠油的压力，当两个压力都下降到设定的截止压力时，关闭背压阀5，停止实验。计量每个岩心的产油量，计量2个岩心的总产油量和总产气量。所述截止压力是标准条件下的大气压力或高于标准条件下的大气压力。

5)把2个岩心的位置互换，代表渗透率的分布发生变化，即另一种油层渗透率分布。重复一次步骤3)和步骤4)。

最后对比分析渗透率分布变化对含气稠油溶解气驱“泡沫油”效应及开发效果的影响。

本发明实施例的实验方法，用2个渗透率彼此不同的均质岩心串联代表一种油层渗透率分布，然后2个岩心互换位置代表另外一种油层渗透率分布，分别对两种渗透率分布进行含气稠油溶解气驱实验，实验过程中分别计量各岩心内原油重量的变化，CT扫描岩心的含气饱和度的变化，计量总采油量及总采出气量，最后对比分析渗透率分布差异对含气稠油溶解气驱“泡沫油”效应及开发效果的影响。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统，其特征在于，所述系统包括第一溶解气驱开发模拟实验装置、第二溶解气驱开发模拟实验装置和气体计量装置，

所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的输出端与所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的输入端相连接，所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的输出端与背压阀的输入端相连接，所述背压阀的输出端与所述气体计量装置相连接，

所述第一溶解气驱开发模拟实验装置和所述第二溶解气驱开发模拟实验装置包括：

岩心夹持器；

用于计量该岩心夹持器内稠油重量的重量计量器；

用于计量该岩心夹持器内稠油压力的压力计量器；

以及用于扫描该岩心夹持器内岩心的含气饱和度的CT扫描器。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括配样器，所述配样器的输出端通过截止阀与所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的输入端相连接，所述配样器用于配制含气稠油。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体计量装置包括：集油器，以及用于计量所有岩心夹持器内岩心的产气量之和的气体计量器，所述背压阀的输出端与所述集油器相连接，所述计量器的一端探入所述集油器中。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括高压泵，所述高压泵与所述配样器的输入端相连接，所述高压泵用于将所述配样器内的含气稠油注入到所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器内和所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器内。

5.一种利用如权利要求1-4中任一项所述的系统模拟稠油溶解气驱开发的实验方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1、选取渗透率彼此不同的2个均质岩心，所述2个均质岩心的渗透率的平均值与目的油层渗透率的平均值相同或相近；

步骤2、选取其中一个岩心作为第一岩心，另一个岩心作为第二岩心，将所述第一岩心装入所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器，将所述第二岩心装入所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器；

步骤3、向所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器内注入含气稠油，使每个岩心夹持器内含气稠油的压力等于预设的初始压力，所述初始压力大于所述含气稠油的泡点压力；

步骤4、调节所述背压阀，使2个岩心夹持器内含气稠油的压力同步逐渐降低，直到每个岩心夹持器内含气稠油的压力等于预设的截止压力为止，在调节所述背压阀的过程中，实时计量每个岩心夹持器内含气稠油的重量，实时扫描每个岩心夹持器内岩心的含气饱和度；

步骤5、计量所述2个均质岩心的产气量之和；

步骤6、将所述第一岩心装入所述第二溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器，将所述第二岩心装入所述第一溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器，重复执行一次步骤3、步骤4和步骤5。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述截止压力大于标准条件下的大气压力。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述2个均质岩心的渗透率相差1倍或2倍。