CN104481523B - 稠油溶解气驱开发模拟实验系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油天然气开发领域，现有技术的实验方法不能研究渗透率分布差异对稠油溶解气驱效果的影响，因此，本发明提供一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统及其实验方法。利用所述系统进行实验的方法主要为：利用多个具有不同渗透率的均质岩心代表不同渗透率的油层，分别饱和相同的含气稠油后，把它们并联在一起，组成统一的一个出口，然后通过调节背压阀逐步降低这个出口的压力，使得连接在一起的多个均质岩心的稠油在溶解气驱作用下从同一个出口采出，实时测量每个岩心的原油采出量，实时扫描每个岩心的含气饱和度，最终通过实验结果分析岩心渗透率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。
Description
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和方法。
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：选取不同渗透率的均质岩心2个或3个，代表具有不同渗透率的油层或油层内不同渗透率的区域，对每个均质岩心进行单独的一维岩心含气稠油溶解气驱衰竭实验，对比具有不同渗透率的每个均质岩心的原油采出及气体采出情况，同时对岩心CT扫描，观察对比原油脱气后含气饱和度在不同渗透率岩心内的变化，最终分析获得不同油层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。
在实际油藏开发中，可能同时开发多个油层，各个油层渗透率可能有较大差异，或者用水平井开发某一层，但在相同的油层内平各区域渗透率也不尽相同；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，存在不同渗透率的油层对稠油溶解气驱“泡沫油”效应影响不能通过对多个上述实验的结果进行分析而得出。因此，在这种渗透率存在差异的油藏进行稠油溶解气驱开发时，需要研究在不同渗透率层或区域的“泡沫油”效应及溶解气驱开发效果。
发明内容
为了克服现有技术的实验方法不能真实反映存在不同渗透率的油层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稠油溶解气驱开发模拟实验系统和方法。
本发明实施例的技术方案如下：
一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统，所述系统包括至少两个溶解气驱开发模拟实验装置，所述系统还包括气体计量装置，每个所述溶解气驱开发模拟实验装置的出口端分别通过与其相对应的一个截止阀与同一个背压阀相连接，所述背压阀与所述气体计量装置相连接，
每个所述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，每个所述溶解气驱开发模拟实验装置都还有一个进口端，所述系统还包括与所述溶解气驱开发模拟实验装置相同数量的配样器，所述配样器用于配制含气稠油，每个所述配样器的一端分别通过与其相对应的一个截止阀与与该配样器相对应的一个所述溶解气驱开发模拟实验装置的进口端相连接。
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计量器，所述背压阀和所述计量器分别与所述集油器的同一端相连接。
优选地，所述系统包括两个溶解气驱开发模拟实验装置。
优选地，所述系统包括三个溶解气驱开发模拟实验装置。
优选地，所述系统还包括与所述配样器相同数量的高压泵，每个所述高压泵与与其相对应的一个配样器的另一端相连接，每个所述高压泵用于将与其相对应的配样器内的含气稠油注入到与该配样器相连接的岩心夹持器内。
一种稠油溶解气驱开发模拟实验方法，该方法包括：
选取与所述岩心夹持器相同数量的均质岩心，所述均质岩心彼此之间具有不同的渗透率，所有所述均质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；
将每个所述岩心夹持器内都装入一个所述均质岩心；
分别向每个所述岩心夹持器内注入同一种含气稠油，使每个所述岩心夹持器内含气稠油的压力都等于同一个预设的初始压力，所述初始压力大于所述含气稠油的泡点压力；
调节所述背压阀，使所有每个所述岩心夹持器内含气稠油的压力同步逐渐降低，直到每个所述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，实时计量每个所述岩心夹持器内含气稠油的重量，实时扫描每个所述岩心夹持器内岩心的含气饱和度；
计量所有所述均质岩心的产气量之和。
优选地，所述截止压力大于标准条件下的大气压力。
本发明实施例提供的稠油溶解气驱开发模拟实验装置和方法具有如下的有益效果：
采用多个不同渗透率的均质岩心代表不同渗透率的油层或油层内不同渗透率区域，分别饱和相同的含气稠油后，把它们并联在一起，组成统一的一个出口，然后通过调节背压阀逐步降低这个出口压力，使得连接在一起多个均质岩心的含气稠油在溶解气驱作用下从同一个出口采出。因此，本发明实施例提供的实验系统和实验方法能够研究存在不同渗透率的油藏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，包括至少两个溶解气驱开发模拟实验装置，每个溶解气驱开发模拟实验装置都分别有一个出口端和一个进口端，每个溶解气驱开发模拟实验装置的出口端都通过一个截止阀与同一个背压阀相连接，所述背压阀与所述气体计量装置相连接。
每个所述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。
每个溶解气驱开发模拟实验装置的进口端都通过一个截止阀与一个配样器的一端相连接，该配样器用于配制含气稠油样品。每个配样器的另一端都连接一个高压泵，用于将该配样器内配制好的含气稠油注入到与该配样器所连接的岩心夹持器内。
气体计量装置包括集油器和计量器，背压阀和计量器与该计量器的同一端相连接，所述计量器用于计量所有岩心夹持器内岩心的溶解气量之和。岩心所产出的含气稠油首选会进入到集油器内，有一部分气体会进入到计量器，但集油器内的稠油仍含有一部分气体，因此需要用集油器把含有一部分气体的含气稠油收集起来，待含气稠油中的所有气体都进入到计量器中。
优选地，如图1所示，该图表示出了包括两个溶解气驱开发模拟实验装置的稠油溶解气驱开发模拟实验系统，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和2分别各有一个进口端5和8，也分别各有一个出口端7和6。配样器11通过截止阀10与溶解气驱开发模拟实验装置1的进口端5相连接，配样器12通过截止阀9与溶解气驱开发模拟实验装置2的进口端8相连接，高压泵16与配样器11相连接，高压泵17与配样器12相连接。
溶解气驱开发模拟实验装置1的出口端7连接截止阀3，溶解气驱开发模拟实验装置2的出口端6连接截止阀4，背压阀13与截止阀3和截止阀4之间的连接管相连接，背压阀13与集油器14相连接，集油器14与计量器15相连接，计量器15的一端探入到集油器14中。
图1中的箭头所示的方向为系统中含气稠油的流动方向。
与图1所示的模拟实验系统相类似，本申请的稠油溶解气驱开发模拟实验系统也可以包括3个或3个以上的溶解气驱开发模拟实验装置。
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。
利用本申请的实验系统进行稠油溶解气驱开发模拟实验的方法具体如下：
1)选取与岩心夹持器相同数量的均质岩心，所有这些均质岩心彼此之间具有不同的渗透率，所有的均质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，所选取的均质岩心用于代表不同渗透率的油层或油层内不同渗透率区域，均质岩心是指整个岩心的渗透率是一致的岩心；
2)将每个岩心夹持器内都装入一个均质岩心，由于多个岩心夹持器之间是并联的关系，即每个岩心夹持器都有一个进口端，但它们有一个共同的出口端，因此，每个岩心夹持器都装入均质岩心后，所有这些均质岩心之间也是并联的关系，这些均质岩心有一个共同的出口端；
3)向所有的岩心饱和相同的预先配制好的含气稠油，即分别向每个所述岩心夹持器内注入同一种含气稠油，使每个所述岩心夹持器内含气稠油的压力都等于同一个预设的初始压力，所述初始压力大于所述含气稠油的泡点压力；
4)调节所述背压阀，使所有每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，实时计量每个所述岩心夹持器内含气稠油的重量，实时扫描每个所述岩心夹持器内岩心的含气饱和度；
5)利用气体计量装置计量所有的均质岩心的产气量之和。
最后根据测量的结果分析不同渗透率岩心的“泡沫油“效应。
下面结合图1，详细的叙述利用图1所示的实验系统进行稠油溶解气驱开发模拟实验的过程：
1)选取2个渗透率彼此互不相同的均质岩心，2个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。将其中一个岩心装入溶解气驱开发模拟实验装置1的岩心夹持器内，另一个岩心装入溶解气驱开发模拟实验装置2的岩心夹持器内。
2)向2个均质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11和12中配制完全相同的油藏条件下的含气稠油样品，打开截止阀10和9，关闭截止阀3和4、以及背压阀13，通过高压泵16和17分别将配样器11和12中的含气稠油样品通过进口端5和8分别注入到溶解气驱开发模拟实验装置1内的岩心夹持器内和溶解气驱开发模拟实验装置2内的岩心夹持器内，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，直到达到预置压力时停止注入，关闭截止阀10和9。所述预置压力高于泡点压力。
3)进行含气稠油溶解气驱实验；
打开截止阀3和4，通过调节背压阀13同步逐步降低溶解气驱开发模拟实验装置1的岩心夹持器的含气稠油压力和溶解气驱开发模拟实验装置2的岩心夹持器的含气稠油压力，压力降低后，2个岩心夹持器内的原油逐渐产出，通过连接管流入到集油器14中，当压力小于泡点压力后，气体开始逐渐从原油中脱出进入到计量器15中，形成“泡沫油”，原油在“泡沫油”溶解气驱作用下大量产出，同时伴有气体产出。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14采集产出的原油，用气体气体计量装置15计量2个岩心内的溶解气量之和。
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13，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。
本发明实施例的实验方法，利用多个(可以使2个、3个或其它任何多个)不同渗透率的均质岩心代表不同渗透率的油层或油层内不同渗透率区域，分别饱和相同的含气稠油后，把它们并联在一起，组成统一的一个出口，然后通过调节背压阀逐步降低这个出口压力，使得连接在一起的多个均质岩心的含气稠油在溶解气驱作用下从同一个出口采出，每个溶解气驱开发模拟实验装置都有一个重量计量器，可以测量该装置的岩心夹持器内岩心的原油采出量，同时可CT扫描每个岩心夹持器内岩心的含气饱和度情况，这样就可以模拟研究存在渗透率差异的油层或区域泡沫油溶解气驱的“泡沫油”效应及开发效果。
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 (8)
1.一种稠油溶解气驱开发模拟实验系统，其特征在于，所述系统包括气体计量装置和至少两个溶解气驱开发模拟实验装置，每个所述溶解气驱开发模拟实验装置的输出端通过与其相对应的截止阀与同一个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；
每个所述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，所述系统还包括与所述溶解气驱开发模拟实验装置相同数量的配样器，所述配样器用于配制含气稠油，每个所述配样器的输出端通过与其相对应的截止阀与与该配样器相对应的溶解气驱开发模拟实验装置的输入端相连接。
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，所述系统还包括与所述配样器相同数量的高压泵，每个所述高压泵与与其相对应的配样器的输入端相连接，所述高压泵用于将与其相连接的配样器内的含气稠油注入到与该配样器相连接的溶解气驱开发模拟实验装置的岩心夹持器内。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括两个溶解气驱开发模拟实验装置。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括三个溶解气驱开发模拟实验装置。
7.一种利用如权利要求1-6中任一项所述的实验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：
选取与所述岩心夹持器相同数量的均质岩心，所述均质岩心彼此之间具有不同的渗透率，所有所述均质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；
将每个所述岩心夹持器内装入一个所述均质岩心；
分别向每个所述岩心夹持器内注入同一种含气稠油，使每个所述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；
调节所述背压阀，使所有所述岩心夹持器内含气稠油的压力同步逐渐降低，直到每个所述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，实时计量每个所述岩心夹持器内含气稠油的重量，实时扫描每个所述岩心夹持器内岩心的含气饱和度；
计量所有所述均质岩心的产气量之和。
8.如权利要求7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。
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