CN106437639A - 一种co2混相驱油效率和剩余油分布评价方法和专用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法和专用装置,属于油气田开发实验技术领域。该装置由注采模拟系统、数据采集处理系统组成,其中注采模拟系统由注入装置、产出装置、增压装置、模拟油藏的密闭容器及置于密闭容器内的模拟油藏岩心的试样构成;数据采集处理系统包括置于模拟油藏密闭容器的透光通道下方的光源和其透光通道上方的摄像装置,摄像装置与数据处理装置相连接。该装置可用于高温高压条件下水驱、化学驱、气驱等不同开发方式驱油机理的研究。本发明中评价方法可直观评价试样内CO2与原油多次接触混相过程,确定CO2驱在油藏内的驱油效率、波及范围、剩余油分布特征,指导现场CO2驱方案的调整。

Description

一种CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法和专用装置
技术领域
本发明涉及一种CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法和专用装置,属于油气田开发实验技术领域。
背景技术
混相是CO2驱区别于其他气驱方式(如空气驱、氮气驱)的关键,能够实现CO2高效驱油。目前,针对CO2与原油混相的研究主要集中于CO2与原油的最小混相压力测定,即达到最小混相压力之后可实现混相,但无法模拟油藏多孔介质条件下原油与CO2如何混相,无法计算混相后驱油效率及分析剩余油类型,影响对CO2混相驱效果的评价。而测定CO2混相驱的实验方法主要有两种:一种是在岩心驱替实验后端添加可视化窗口,即在岩心驱替实验的产出端添加一个可视化窗口,近似于观察产出管线中流体的外观,从而评价是否达到混相,但是岩心内混相过程及剩余油分布规律不明确,影响评价结果的准确性;另一种是采集生产井不同时段产出流体样品,利用液相色谱仪和气相色谱仪分析原油、气体的组成,获得不同时段产出流体中CO2、C1~C3等原油组分的变化规律,确定CO2与原油混相后的产出油组成(混相均匀的产出油以轻质组分为主),但是仍存在岩心内CO2与原油混相过程及剩余油分布规律不明确的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法,以解决现有技术存在的岩心内CO2与原油动态混相过程及剩余油分布规律不明确的问题。
同时,本发明再提供一种专用于上述CO2混相驱油效率和剩余油分布评价的装置。
为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:
专用于CO2混相驱油效率和剩余油分布评价的装置,由注采模拟系统、数据采集处理系统组成,其中:
注采模拟系统由注入装置、产出装置、增压装置、模拟油藏的密闭容器及置于密闭容器内的模拟油藏岩心的试样构成;
数据采集处理系统包括置于模拟油藏密闭容器的透光通道下方的光源和其透光通道上方的摄像装置,摄像装置与数据处理装置相连接。
一种CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法,其步骤包括:
(1)依据油藏真实岩心结构及其物性参数,通过软件计算、模拟出岩心孔道结构,采用激光在透明材料制作的底盖中心凹槽端面处雕刻,形成模拟油藏岩心的试样;将模拟油藏岩心的试样安装在密闭容器的透光通道处;
(2)根据现场测试的油藏压力、温度,通过加热保温装置使密闭容器恒温至油藏温度,通过增压装置和产出装置所包括的背压装置使密闭容器增压至油藏压力,建立包括由注入装置、产出装置、增压装置、密闭容器及置于密闭容器内的模拟油藏岩心的试样组成的注采模拟系统;
(3)将光源置于密闭容器的透光通道下方,摄像装置置于密闭容器透光通道上方,摄像装置与数据处理装置相连接,建立数据采集处理系统;
(4)在注采模拟系统的注入装置的中间容器内分别灌装原油、水和CO2驱替介质,由注采模拟系统的柱塞泵依次将水、原油注入到密闭容器内模拟油藏岩心的试样中,形成模拟油藏原始状态;
(5)由注采模拟系统的柱塞泵将中间容器内的水、CO2经过多通阀依次注入到密闭容器内模拟油藏岩心的试样中,利用注采模拟系统依次模拟水驱、超临界CO2驱的生产井开发状况,采用数据采集处理系统记录不同开发方式驱油过程及剩余油分布状态,确定不同开发阶段CO2与原油动态混相过程和CO2混相驱波及范围的变化,定量评价不同开发方式的驱油效率和剩余油分布状态。
本发明的有益效果:
本发明利用模拟油藏真实物性的注采模拟系统和数据采集系统,可直观评价试样内CO2与原油多次接触混相过程,确定CO2驱在油藏内的驱油效率、波及范围、剩余油分布特征,指导现场CO2驱方案的调整,同时本发明提供的实验装置可用于高温高压条件下水驱、化学驱、气驱等不同开发方式驱油机理的研究。
附图说明
图1为本发明专用装置的结构示意图;
图2为模拟油藏岩心的试样的结构示意图;
图3为模拟油藏岩心的试样的俯视图;
图4为模拟油藏岩心的试样中剩余油的分布图;
图5为模拟油藏岩心的试样中剩余CO2的分布图。
具体实施方式
下述实施例仅对本发明作进一步详细说明,但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
如图1所示,专用于CO2混相驱油效率和剩余油分布评价的装置包括注采模拟系统和数据采集处理系统,其中:
注采模拟系统由注入装置、产出装置、增压装置、密闭容器7及置于密闭容器7内的模拟油藏岩心的试样5构成,注采模拟系统放置于恒温箱14中;
数据采集处理系统包括置于密闭容器7的透光通道下方的光源9和其透光通道上方的摄像装置11,摄像装置11与数据处理装置10相连接。
所述的注入装置包括高压注入管线4及安装在高压注入管线4上的柱塞泵401、中间容器402、第一多通阀405、第二多通阀403,以及安装在第二多通阀403上的压力传感器404,中间容器402至少两个容器并联,中间容器402内分别灌装原油和水、CO2作为驱替介质。
所述的产出装置包括产出管线6及并联在产出管线6上的背压装置13、调压泵1和产出液采集装置2。
所述的增压装置包括增压管线3及安装在增压管线3上的增压泵301、阀门302和压力传感器303。
所述的密闭容器7上安装有加热保温装置12,其内腔与增压装置和产出装置连通。密闭容器7的上、下盖板上设有由透明材料制作的透光通道8,置于密闭容器7内的模拟油藏岩心的试样5安装在密闭容器7的透光通道8处。
模拟油藏岩心的试样5如图2、图3所示,试样5包括由耐温耐压透明材料制作的底盖501和压盖502,底盖501的上端面上雕刻模拟油藏的孔道506,在其孔道506的两端分别开有与注入装置的高压注入管线4连通的进液孔503和与产出装置的产出管线6连通的出液孔504;压盖502为与底盖501形状和结构相同的透光体,由固定螺栓505与底盖501固定,底盖501的雕刻模拟油藏的孔道506周边镶嵌有密封环507。
本实施例CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法,包括以下步骤:
1)依据某油藏真实岩心结构及其物性参数,通过软件计算、模拟出岩心孔道后,采用激光在透明材料制作的模拟油藏岩心试样5的底盖501上端面处雕刻模拟孔道506;将模拟油藏岩心的试样5安装在密闭容器7的透光通道处8;
2)依据油藏温度82.5℃,设定加热保温装置12至油藏温度82.5℃;依据油藏压力20MPa,通过调压泵1将背压装置13调至20MPa,通过增压装置使密闭容器7增压至20MPa,建立包括由注入装置、产出装置、增压装置、密闭容器7及置于密闭容器7内的模拟油藏岩心的试样5组成的注采模拟系统,注采模拟系统放置于恒温箱14中;
3)将光源9置于密闭容器7的透光通道8下方,摄像装置11置于密闭容器7的透光通道8上方,摄像装置11与数据处理装置10相连接,建立数据采集处理系统;
4)注采模拟系统的注入装置的中间容器402内分别灌装有原油、水、CO2,由注采模拟系统的柱塞泵401依次将中间容器402内的水、油经过第二多通阀403依次注入到密闭容器7内模拟油藏岩心的试样5中,形成模拟油藏原始状态;
5)利用注采模拟系统的柱塞泵401和第一多通阀405将中间容器402内的水、CO2经第二多通阀403依次注入到密闭容器7内模拟油藏岩心的试样5中,利用注采模拟系统依次模拟水驱、超临界CO2驱的生产井开发状况,采用数据采集处理系统记录不同开发方式驱油过程及剩余油分布状态,确定不同开发阶段CO2与原油动态混相过程和CO2混相驱波及范围的变化,定量评价不同开发方式的驱油效率和剩余油分布状态。
模拟油藏岩心的试样5中CO2驱后剩余油分布状态如图4所示,由于CO2与原油的混相作用,模拟油藏岩心的试样5中部剩余油减少,剩余油呈零星分布。CO2混相驱对波及范围的改善效果如图5所示,CO2驱后剩余油分布以油藏边角部为主。通过剩余油定量计算得出如表1所示的油藏整体剩余油饱和度51.33%。表明本发明中CO2混相驱油效率和剩余油分布评价方法和专用装置可连续地、直观地记录CO2在多孔介质内与原油动态混相驱油过程,定量的分析CO2混相驱油效率及剩余油分布状态等。
表1模拟油藏岩心试样中CO2驱后剩余油定量评价表

Claims (8)

1.一种CO2混相驱油效率和剩余油分布评价装置,其特征在于:由注采模拟系统和数据采集处理系统组成,注采模拟系统由注入装置、产出装置、增压装置、密闭容器(7)及置于密闭容器(7)内的模拟油藏岩心的试样(5)构成,注采模拟系统放置于恒温箱(14)中;数据采集处理系统包括置于密闭容器(7)的透光通道下方的光源(9)和其透光通道上方的摄像装置(11),摄像装置(11)与数据处理装置(10)相连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述注入装置包括高压注入管线(4)及安装在高压注入管线(4)上的柱塞泵(401)、中间容器(402)、第一多通阀(405)、第二多通阀(403),以及安装在第二多通阀(403)上的压力传感器(404)。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于:所述产出装置包括产出管线(6)及并联在产出管线(6)上的背压装置(13)、调压泵(1)和产出液采集装置(2)。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述增压装置包括增压管线(3)及安装在增压管线(3)上的增压泵(301)、阀门(302)和压力传感器(303)。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述密闭容器(7)上安装有加热保温装置(12),密闭容器(7)的内腔与增压装置和产出装置连通;密闭容器(7)的上、下盖板上均设有由透明材料制作的透光通道(8),试样(5)安装在密闭容器(7)的透光通道(8)处。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于:所述试样(5)包括由耐温耐压透明材料制作的底盖(501)和压盖(502),底盖(501)的上端面上雕刻模拟油藏的孔道(506),孔道(506)的两端分别开有与注入装置的高压注入管线(4)连通的进液孔(503)和与产出装置的产出管线(6)连通的出液孔(504)。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于:所述压盖(502)为与底盖(501)形状和结构相同的透光体,由固定螺栓(505)与底盖(501)固定,底盖(501)的雕刻模拟油藏的孔道(506)周边镶嵌有密封环(507)。
8.采用如权利要求1所述装置进行CO2混相驱油效率和剩余油分布评价的方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)依据油藏真实岩心结构及其物性参数,通过软件计算、模拟出岩心孔道结构,采用激光在透明材料制作的底盖的中心凹槽端面处雕刻,形成模拟油藏岩心的试样(5);将模拟油藏岩心的试样(5)安装在密闭容器(7)的透光通道处;
2)根据现场测试的油藏压力、温度,通过加热保温装置使密闭容器(7)恒温至油藏温度,通过增压装置和产出装置所包括的背压装置使密闭容器(7)增压至油藏压力,建立包括由注入装置、产出装置、增压装置、密闭容器(7)及置于密闭容器(7)内的模拟油藏岩心的试样(5)组成的注采模拟系统;
3)将光源置于密闭容器(7)的透光通道下方,摄像装置(11)置于密闭容器(7)透光通道上方,摄像装置(11)与数据处理装置(10)相连接,建立数据采集处理系统;
4)在注采模拟系统的注入装置的中间容器内分别灌装原油、水和CO2驱替介质,由注采模拟系统的柱塞泵依次将水、原油注入到密闭容器(7)内模拟油藏岩心的试样(5)中,形成模拟油藏原始状态;
5)由注采模拟系统的柱塞泵将中间容器内的水、CO2注入到密闭容器(7)内模拟油藏岩心的试样(5)中,利用注采模拟系统依次模拟水驱、超临界CO2驱的生产井开发状况,采用数据采集处理系统记录不同开发方式驱油过程及剩余油分布状态,确定不同开发阶段CO2与原油动态混相过程和CO2混相驱波及范围的变化,定量评价不同开发方式的驱油效率和剩余油分布状态。
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