CN106840993A - 一种确定岩心可动流体空间的方法及装置 - Google Patents

一种确定岩心可动流体空间的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种确定岩心可动流体空间的方法，包括步骤1)将岩心钻取直径为2.5cm，长度不小于3.0cm的岩心柱子，并将断面切平，进行洗油后，取得岩心的孔隙度、气体渗透率和孔隙体积Vp；2)测试岩心水的可动空间Vw；3)测试岩心油的可动空间Vo；4)通过Vw、Vo分别计算岩心可动水、油的饱和度，本发明是一种全新的测试岩心可动空间的方法，通过油水相互驱替，同时记录不同压力下驱出的流体体积，通过计量流出的流体体积可以计算出这个压力下的岩心可动流体的空间，该方法简单，易操作，评价更直接。

Description

一种确定岩心可动流体空间的方法及装置
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探和开发过程中评价技术领域，具体涉及一种确定岩心可动流体空间的方法及装置。
背景技术
岩心的可动流体空间的确定对储层开发至关重要，它对油气藏采收率的计算，确定最终油气藏采收率有其重要的意义。对我们开发油气藏过程采取什么样的工作制度也有重要的指导意义。
近十几年国内外研究确定岩心的可动流体空间方法有很多，发表的文章也有，总体归纳起来有二种，最常用的是核磁共振技术，它是将核磁共振测井技术应用到室内试验上，发明了核磁共振岩心分析仪，利用NMR弛豫时间T2谱图来求取岩心物性参数，如渗透率、孔隙度、可动流体百分数、孔隙大小、油水饱和度等；岩石孔隙结构的研究表明，当孔径小到某一程度后，空隙中的流体将被毛管力束缚而无法流动，驰豫时间T2谱可以表征岩石孔径分布情况，因此对应在驰豫谱上存在一个时间界限，这个界限被称为可动流体截止值，当孔隙流体驰豫时间大于这个界限值时，流体可为可动流体，反之为束缚流体。另一种就是离心法，用高速离心机将岩心中的流体甩出，根据甩出的多少来确定可动流体。这两种方法都有其弱点，核磁共振技术它是静态测试的是根据实验经验来确定T2截止时间值的，人为因素很大，其次没有考虑真实流体与岩石之间的相互作用，它确定的岩石可动流体空间，往往比较大。离心机法由于受到离心机转速的影响，离心力不可能太大，并且岩石样品没有特殊的装置容易被甩破碎。
2001年波谱学杂志，王为民在《陆相储层岩石核磁共振物理特征的实验研究》一文中，介绍了核磁共振技术在室内实验如何测试岩石物性参数，指出我国油气田砂岩储层可动流体T2谱图的截止值具有地区经验性，主要分布在5～20ms之间。2005年青海石油，王爱民在《岩心/岩屑核磁共振分析在石油行业中的应用》也介绍了核磁共振技术在岩石测试的应用。
本发明综合上述二种方法存在的缺点，建立一种新的实验方法，确定岩心可动流体空间，同时可确定不同压力下的岩心可流动空间。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的局限性，解决不同实验方法造成实验结果的差异性，为此本发明建立了一种更接近实际的方法，该方法用不同的压力驱替岩心中的流体，同时记录不同压力下驱出的流体，通过计量流出的流体体积可以计算出这个压力下的岩心可动流体的的空间。
本发明所采用的技术方案如下：
一种确定岩心可动流体空间的方法，包括以下步骤：
1)将岩心钻取直径为2.5cm，长度不小于3.0cm的岩心柱子，并将岩心断面切平，按照GB/T 29172-2012的要求，进行洗油后，测定岩心的孔隙度、气体渗透率和孔隙体积Vp；
2)测试岩心水的可动空间：将待测的岩心抽空饱和水老化24小时以上后装入测试流程测试岩心水的可动空间Vw；
3)测试岩心油的可动空间：将待测的岩心抽空饱和油老化24小时以上后装入测试流程测试岩心油的可动空间Vo；
4)通过岩心水的可动空间Vw、岩心油的可动空间Vo分别计算出岩心的可动水、油饱和度；
5)通过岩心的可动水、油饱和度可确定储层可动用储量及油气藏的采收率。
所述的岩心水的可动空间Vw的测试流程包括以下步骤：将饱和好的岩心装入岩心加持器中，打开环压泵加围压密封，在岩心加持器出口接好油水分离器，打开模拟水容器进出口阀门，启动高压驱替泵，先用水驱替，让岩心充分饱和水，驱替倍孔隙体积Vp，关闭岩心夹持器进出口阀门，关闭模拟水容器进出口阀门，打开模拟油容器进出口阀门，排干净流程中的水，打开岩心夹持器进出口阀门，用模拟油驱替岩心中的水，以计量出口流量为标准选择驱替流速，流速先小后大，并以出口流量0.05ml/min～2.0ml/min等间隔调整，每个压力点驱替到油水分离器的出口没有水出来时，再提高驱替压力，直到再提高压力没有水驱出，可以结束实验，读取油水分离器中的水的体积Vw，驱出来水的就是岩心对应水的可动空间。
所述的岩心油的可动空间Vo的测试流程包括以下步骤：将饱和好的岩心装入岩心加持器中，打开环压泵加围压密封，在岩心加持器出口接好油水分离器，打开模拟油容器进出口阀门，启动高压驱替泵，先用油驱替，让岩心充分饱和油，驱替倍孔隙体积Vp，关闭岩心夹持器进出口阀门，关闭模拟油容器进出口阀门，打开模拟水容器进出口阀门，排干净流程中的油，打开岩心夹持器进出口阀门，用模拟水驱替岩心中的油，以计量出口流量为标准选择驱替流速，流速先小后大，并以出口流量0.05ml/min～2.0ml/min等间隔调整，每个压力点驱替到油水分离器的出口没有油出来时，再提高驱替压力，直到再提高压力没有油驱出，可以结束实验，读取油水分离器中的油的体积Vo，驱出来的油就是岩心对应油的可动空间。
所述的岩心的可动水、油饱和度的计算公式为：
SWd＝Vw/Vp×100％
SWd＝Vo/Vp×100％
Vw—岩心最终驱出的水体积，单位为ml；
Vo—岩心最终驱出的油体积，单位为ml；
Vp—岩心孔隙体积，单位为ml；
SWd—岩心可动水饱和度，％；
Sod—岩心可动油饱和度，％。
一种确定岩心可动流体空间的装置，至少包括高压驱替泵、模拟水容器、模拟油容器、压力计、岩心夹持器、油水分离器和环压泵，所述的模拟水容器和模拟油容器的进口均连接于高压驱替泵上，模拟水容器和模拟油容器的出口通过多通阀座与岩心夹持器相连，岩心夹持器上连接有环压泵，且岩心夹持器的出口处连接有油水分离器。
所述的模拟水容器的进、出口两端分别连接有一个模拟水容器进出口阀门；模拟油容器的进、出口两端分别连接有一个模拟油容器进出口阀门。
所述多通阀座上安装有压力计。
所述的模拟水容器的出口与多通阀座之间连接有第一过滤器。
所述的模拟油容器的出口与多通阀座之间连接有第二过滤器。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种全新的测试岩心可动空间的方法，通过油水的相互驱替，用不同的压力驱替岩心中的流体，同时记录不同压力下驱出的流体体积，通过计量流出的流体体积可以计算出这个压力下的岩心可动流体的的空间；同时考虑了油水介质与岩心中的矿物组分间的毛管力相互作用，真正反映出油和水在岩心孔隙中流动情况，实验过程中数据的分析人为因素影响少，方法简单、直观、可靠。同时，还可以测试不同压力下的岩心流体的可动空间，为油气田的开发以及制定各种开采制度提供储层的基础数据，更有效的提高油气藏的采收率。
附图说明
图1为岩心的可动空间测试流程图。
附图标记说明
1-高压驱替泵，2-模拟水容器，3-模拟油容器，4-过滤器，5-压力计，6-多通阀座，7-岩心夹持器，8-油水分离器，9-环压泵，10-模拟水容器进出口阀门，11-模拟油容器进出口阀门，12-岩心夹持器进出口阀门。
具体实施方式:
实施例1：
一种确定岩心可动流体空间的方法，包括以下步骤，
1)将岩心钻取直径为2.5cm，长度不小于3.0cm的岩心柱子，并将岩心断面切平，按照GB/T 29172-2012的要求，进行洗油后，测定岩心的孔隙度、气体渗透率和孔隙体积Vp；
2)测试岩心水的可动空间：将待测的岩心抽空饱和水老化24小时以上后装入测试流程测试岩心水的可动空间Vw；
3)测试岩心油的可动空间：将待测的岩心抽空饱和油老化24小时以上后装入测试流程测试岩心油的可动空间Vo；
4)通过岩心水的可动空间Vw、岩心油的可动空间Vo分别计算出岩心的可动水、油饱和度；
5)通过岩心的可动水、油饱和度可确定储层可动用储量及油气藏的采收率。
本发明的实验原理为用二种互不溶的流体，给岩心饱和其中的一种流体，用另一种流体在外力的作用下，驱替岩心中饱和的流体，岩心中的流体逐渐被驱替出来，直到压力升高到某一数值，而驱替的流体并未驱出，这时所驱替出来的流体就是岩心对于这种流体的可动空间。同一块岩心油和水的可动空间不一定一致，这与岩心的润湿性有关。
实施例2：
在实施例1的基础上，本发明所述的确定岩心可动流体空间的装置所采用的装置，至少包括高压驱替泵1、模拟水容器2、模拟油容器3、压力计5、岩心夹持器7、油水分离器8和环压泵9，所述的模拟水容器2和模拟油容器3的进口均连接于高压驱替泵1上，模拟水容器2和模拟油容器3的出口通过多通阀座6与岩心夹持器7相连，所述多通阀座6上安装有压力计5，岩心夹持器7上连接有环压泵9，且岩心夹持器7的出口处连接有油水分离器8。所述的模拟水容器2的进、出口两端分别连接有一个模拟水容器进出口阀门10；模拟油容器3的进、出口两端分别连接有一个模拟油容器进出口阀门11。所述的模拟水容器2出口端的模拟水容器进出口阀门10与多通阀座6之间连接有第一过滤器4，模拟油容器3出口端的模拟油容器进出口阀门11与多通阀座6之间连接有第二过滤器13。
一种确定岩心可动流体空间的方法，包括以下步骤，
1)将岩心钻取直径为2.5cm，长度不小于3.0cm的岩心柱子，并将岩心断面切平，按照GB/T 29172-2012《岩心分析方法》的要求，进行洗油后，对岩心的基本物性参数进行测试，取得岩心的孔隙度、气体渗透率和孔隙体积Vp；然后放入干燥器中待测，根据实验的要求分二种驱替方法，一种是水驱油，一种是油驱水，测试流程如图1所示；
2)测试岩心水的可动空间：将待测的岩心抽空饱和水老化24小时以上后装入测试流程测试岩心水的可动空间Vw，具体包括以下步骤：将饱和好的岩心装入岩心加持器7中，打开环压泵9加围压密封，在岩心加持器7出口接好油水分离器8，打开模拟水容器进出口阀门10，启动高压驱替泵1，先用水驱替，让岩心充分饱和水，驱替10倍孔隙体积Vp，关闭岩心夹持器进出口阀门12，关闭模拟水容器进出口阀门10，打开模拟油容器进出口阀门11，排干净流程中的水，打开岩心夹持器进出口阀门12，用模拟油驱替岩心中的水，根据岩心气体渗透率大小，选择驱替流速，流速先小后大，以计量出口流量为标准，出口流量从0.05ml/min～2.0ml/min、等间隔调整，每个压力点驱替到油水分离器8的出口没有水出来时，再提高驱替压力，直到再提高压力没有水驱出，可以结束实验，读取油水分离器8中的水的体积Vw，驱出来水的就是岩心对应水的可动空间。
3)测试岩心油的可动空间：将待测的岩心抽空饱和油老化24小时以上后装入测试流程测试岩心油的可动空间Vo；具体包括以下步骤：将饱和好的岩心装入岩心加持器7中，打开环压泵9加围压密封，在岩心加持器7出口接好油水分离器8，打开模拟油容器进出口阀门11，启动高压驱替泵1，先用油驱替，让岩心充分饱和油，驱替10倍孔隙体积Vp，关闭岩心夹持器进出口阀门12，关闭模拟油容器进出口阀门11，打开模拟水容器进出口阀门10，排干净流程中的油，打开岩心夹持器进出口阀门12，用模拟水驱替岩心中的油，根据岩心气体渗透率大小，选择驱替流速，流速先小后大，以计量出口流量为标准，出口流量从0.05ml/min～2.0ml/min、等间隔调整，每个压力点驱替到油水分离器8的出口没有油出来时，再提高驱替压力，直到再提高压力没有油驱出，可以结束实验，读取油水分离器8中的油的体积Vo，驱出来的油就是岩心对应油的可动空间；
4)通过岩心水的可动空间Vw、岩心油的可动空间Vo即可分别计算出岩心可动水饱和度SWd、岩心可动油饱和度Sod，岩心的可动水、油饱和度的计算公式为：
SWd＝Vw/Vp×100％
SWd＝Vo/Vp×100％
Vw—岩心最终驱出的水体积，ml；
Vo—岩心最终驱出的油体积，ml；
Vp—岩心孔隙体积，ml；
SWd—岩心可动水饱和度，％；
Sod—岩心可动油饱和度，％。
采用上述技术方案，对岩心可动空间的进行测试，实验记录如下表1和表2所示：
表1可动水饱和度测试
岩心可动空间测试记录
表2可动油饱和度测试
岩心可动空间测试记录
通过本发明所测得的油、水饱和度，可进一步计算储层的可动用储量及储层的最终采收率，对储层开发有极其重要的意义。对我们开发油气藏过程采取什么样的工作制度也有重要的指导意义；本发明克服其他方法的局限性，同时考虑了油水介质与岩心中的矿物组分间的毛管力相互作用，真正反映出油和水在岩心孔隙中流动情况，实验过程中数据分析，人为因素影响少，方法简单、直观、可靠。同时，还可以测试不同压力下的岩心流体的可动空间。为油气田的开发以及制定各种开采制度提供储层的基础数据，更有效的提高油气藏的采收率。

Claims (9)

1.一种确定岩心可动流体空间的方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)将岩心钻取直径为2.5cm，长度不小于3.0cm的岩心柱子，并将岩心断面切平，按照GB/T 29172-2012的要求，进行洗油后，测定岩心的孔隙度、气体渗透率和孔隙体积Vp；
2)测试岩心水的可动空间：将待测的岩心抽空饱和水老化24小时以上后装入测试流程测试岩心水的可动空间Vw；
3)测试岩心油的可动空间：将待测的岩心抽空饱和油老化24小时以上后装入测试流程测试岩心油的可动空间Vo；
4)通过岩心水的可动空间Vw、岩心油的可动空间Vo分别计算出岩心的可动水、油饱和度；
5)通过岩心的可动水、油饱和度可确定储层可动用储量及油气藏的采收率。
2.根据权利要求1所述的一种确定岩心可动流体空间的方法，其特征在于：所述的岩心水的可动空间Vw的测试流程包括以下步骤：将饱和好的岩心装入岩心加持器(7)中，打开环压泵(9)加围压密封，在岩心加持器(7)出口接好油水分离器(8)，打开模拟水容器进出口阀门(10)，启动高压驱替泵(1)，先用水驱替，让岩心充分饱和水，驱替10倍孔隙体积Vp，关闭岩心夹持器进出口阀门(12)，关闭模拟水容器进出口阀门(10)，打开模拟油容器进出口阀门(11)，排干净流程中的水，打开岩心夹持器进出口阀门(12)，用模拟油驱替岩心中的水，以计量出口流量为标准选择驱替流速，流速先小后大，并以出口流量0.05ml/min～2.0ml/min等间隔调整，每个流速点驱替到油水分离器(8)的出口没有水出来时，再提高驱替流速，直到再提高流速时没有水驱出，可以结束实验，读取油水分离器(8)中的水的体积Vw，驱出来水的就是岩心对应水的可动空间。
3.根据权利要求1所述的一种确定岩心可动流体空间的方法，其特征在于：所述的岩心油的可动空间Vo的测试流程包括以下步骤：将饱和好的岩心装入岩心加持器(7)中，打开环压泵(9)加围压密封，在岩心加持器(7)出口接好油水分离器(8)，打开模拟油容器进出口阀门(11)，启动高压计量驱替泵(1)，先用油驱替，让岩心充分饱和油，驱替10倍孔隙体积Vp，关闭岩心夹持器进出口阀门(12)，关闭模拟油容器进出口阀门(11)，打开模拟水容器进出口阀门(10)，排干净流程中的油，打开岩心夹持器进出口阀门(12)，用模拟水驱替岩心中的油，以计量出口流量为标准选择驱替流速，流速先小后大，并以出口流量0.05ml/min～2.0ml/min等间隔调整，每个流速点驱替到油水分离器(8)的出口没有油出来时，再提高驱替流速，直到再提高流速没有油驱出，可以结束实验，读取油水分离器(8)中的油的体积Vo，驱出来的油就是岩心对应油的可动空间。
4.根据权利要求1所述的一种确定岩心可动流体空间的方法，其特征在于：所述的岩心的可动水、油饱和度的计算公式为：
SWd＝Vw/Vp×100％
SWd＝Vo/Vp×100％
Vw—岩心最终驱出的水体积，单位为ml；
Vo—岩心最终驱出的油体积，单位为ml；
Vp—岩心孔隙体积，单位为ml；
SWd—岩心可动水饱和度，％；
Sod—岩心可动油饱和度，％。
5.一种确定岩心可动流体空间的装置，其特征在于：至少包括高压计量驱替泵(1)、模拟水容器(2)、模拟油容器(3)、岩心夹持器(7)、油水分离器(8)和环压泵(9)，所述的模拟水容器(2)和模拟油容器(3)的进口均连接于高压计量驱替泵(1)上，模拟水容器(2)和模拟油容器(3)的出口通过多通阀座(6)与岩心夹持器(7)相连，岩心夹持器(7)上连接有环压泵(9)，且岩心夹持器(7)的出口处连接有油水分离器(8)。
6.根据权利要求5所述的一种确定岩心可动流体空间的装置，其特征在于：所述的模拟水容器(2)的进、出口两端分别连接有一个模拟水容器进出口阀门(10)，模拟油容器(3)的进、出口两端分别连接有一个模拟油容器进出口阀门(11)。
7.根据权利要求5所述的一种确定岩心可动流体空间的装置，其特征在于：所述的多通阀座(6)上还安装有压力计(5)。
8.根据权利要求5所述的一种确定岩心可动流体空间的装置，其特征在于：所述的模拟水容器(2)的出口与多通阀座(6)之间连接有第一过滤器(4)。
9.根据权利要求5所述的一种确定岩心可动流体空间的装置，其特征在于：所述的模拟油容器(3)的出口与多通阀座(6)之间连接有第二过滤器(13)。
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