CN106869879B

CN106869879B - 一种模拟井组内注采平面矛盾的实验方法

Info

Publication number: CN106869879B
Application number: CN201710113737.8A
Authority: CN
Inventors: 钱志鸿; 姚峰; 吕红梅; 邓秀模
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-10-30
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: CN106869879A

Abstract

本发明涉及模拟井组内注采平面矛盾的实验方法，本发明包含3个主要步骤：实验用砂的制备、物模装置的制备、平面矛盾的模拟。其中平面矛盾的模拟阶段包括如下步骤：使整个装置处于水饱和状态；关闭其他方向采油井，仅打开一注一采井，通热水，溶蚀该方向上的特殊温敏物质，按照实际模拟的平面矛盾各注水方向的受效比例，各方向设置一定的溶蚀时间；打开所有采油井，通水，验证溶蚀处理后各方向注水受效情况，如有偏差可重复溶蚀，达到满意效果为止。该方法可以在室内快速建立注入水冲蚀形成的高渗条带和大孔道，实现对单、多个井组内不同方向不同注水受效情况的模拟。

Description

一种模拟井组内注采平面矛盾的实验方法

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种油井采集的物模方法。

背景技术

目前，中国的大部分油田以水驱作为主要的开发方式，这些油田在经历了长期注入水冲刷后，储层原生、次生非均质特性更加突出，具体表现为纵向上部分相对高渗层水窜问题日益严重，储层内局部高渗区域形成了注入水的优势通道，注采平面上水驱方向性明显，水驱波及体积逐渐固定或减小。调剖技术是解决层间、层内、平面矛盾，实现纵向和平面的液流转向，改善高含水区块开发效果的有效手段。

物模技术作为室内研究调剖工艺主要研究手段之一，可以模拟调剖剂在岩心一定渗透率、温度、压力等条件下运移、封堵及后续液流转向等情况，经过多年研究，目前已形成单管、多管、长岩心填砂管、立体模型等多种型号的物模仪器及相关实验方案，较好实现层间、层内矛盾的模拟及调剖效果分析测试。但随着调剖应用规模的不断扩大，整体调剖、区块综合治理等改善注采平面矛盾的技术手段应用扩大，相应的室内需要研发用于模拟井组内存在平面矛盾的物模装置和实验方案。

尽管物模技术已形成系列物模仪器及相关实验方案。但对平面矛盾的模拟和用于整体调剖室内评价的物模仪器较少，主要有以下3种且均有一定局限性：1、多根岩心或填砂管并联，通过设置不同渗透率来实现注入水往不同方向上的去水强度大小(即注水平面矛盾)，此方案的缺陷是模拟的各个水驱方向仅在注水井井眼处是连通的，在其他地方均不连通，无法模拟同层开采的井组间的真实的平面注采矛盾；2、玻璃刻蚀板模型，主要通过激光在玻璃板上刻蚀出注水井不同方向上的渗透率差异或大孔道分布，从而实现注采平面矛盾和后期调剖的模拟，它最主要的优点是可视化，缺点是装置不耐压，且模拟的环境距真实油藏情况相差较大；3、立体物理模型，它可以使用事先定制生产的非均质岩心或直接通过人工填砂法来实现平面矛盾，但两者均是事先制造不同的渗透率区域或大孔道，与真实水冲蚀形成孔道有一定区别，同时物理模型无法模拟出多个不同方向的去水强度(即较复杂的平面矛盾)。

发明内容

为了解决上述技术问题，发明提供了一种模拟井组内注采平面矛盾的实验方法，能够在室内模拟出注入水冲蚀形成的高渗条带和大孔道，并实现对单、多个井组内不同方向不同注水受效情况的模拟，能在室内更真实的模拟区块存在的平面矛盾，并以此为手段评价调剖、堵水等化学剂、工艺及措施实施后的效果。

本发明采用的技术方案为：

一种模拟井组内注采平面矛盾的实验方法，包括如下步骤：

(1)实验用砂的制备：实验用砂主要包括石英砂、特殊温敏物质和胶结物质，按照实验要求按比例混合，其中按照重量百分比计，石英砂为70-90％，特殊温敏物质为1-5％，胶结物质为5-29％；其中石英砂的颗粒粒径选取20～100目，特殊温敏物质在添加前进行研磨，颗粒粒径控制在20～50目。

(2)物模装置的制备：加工立体物模模型，模型上盖板预先钻出注水井眼和采油井眼；往立体物模模型中加入步骤(1)得到的实验用砂，压实，盖上上盖板，密封；对应每个注水井眼和采油井眼的位置插入预制好的钢管束模拟井筒，钢管束的长度应超过立体物模模型高度的1/2，并用环氧树脂密封接口处；

所述立体物模模型上设有底部进水口，底部进水口与第一进水管线连接；注水井眼对应的钢管与第二进水管线连接；每个采油井眼对应的钢管依次连接有出水管线和计量装置；

(3)平面矛盾的模拟：步骤(3-1)，向立体物模模型内通水，使整个模型的含水量达到饱和状态；步骤(3-2)，关闭其他方向采油井，仅打开第二进水管和所需模拟的采油井眼对应的出水管线，通热水，溶蚀该方向上的特殊温敏物质，按照实际模拟的平面矛盾各注水方向的受效比例，各方向设置一定的溶蚀时间，通常温水，迅速降至室温；步骤(3-3)打开所有采油井眼对应的出水管线，模拟水驱生产，验证溶蚀处理后各方向注水受效情况，如有偏差可重复溶蚀，达到满意效果为止；其中溶蚀过程采用的热水温度应大于90℃，前期饱和水过程以及后续实验过程中水驱和注入其他液体温度应控制在室温范围，一般为15～30℃；溶蚀时间设定为1～2min/次，如存在多个方向不同程度的注水窜进，设定总溶蚀时间与窜流比例成正比，设定溶蚀流速与正常实验水驱速度一致；验证溶蚀处理后各方向注水受效情况，以打开所有对应油井正常生产时，各对应井出液比例能够明显表现出所需模拟的注水平面矛盾为准。

进一步地，所述特殊温敏物质包括三聚氰胺、水杨酸或苯甲酸，胶结物质按照环氧树脂WSR-618为1～3份，水为0.5～2份，固化剂为1～0.5份的比例混合均匀制得。

进一步地，所述特殊温敏物质包括三聚氰胺、水杨酸或苯甲酸，胶结物质按照环氧树脂WSR-634为1～3份，水为0.5～2份，固化剂为1～0.5份的比例混合均匀制得。

进一步地，其中钢管束为外径3-6mm的中空钢管，且上下端开口。

进一步地，所有进水管线和出水管线上均设有控制阀。

进一步地，所述实验用砂的组成为石英砂为85％，特殊温敏物质为3％，胶结物质为12％。

进一步地，所述步骤(3-1)的具体操作为：关闭第二进水管线，打开第一进水管线，引导常温水从底部进水口进入，依次打开所有出水管线，直至第一进水管线的进液速度和所有出水管线的出液速度相同，从而确保每个区域都已饱和水。

进一步地，所述第一进水管线和第二进水管线上分别设有进液控制阀；所有出水管线上分别设有出液控制阀。

进一步地，所述第二进水管线上设有压力监测装置。

进一步地，所述立体物模模型选用316不锈钢或哈氏合金。

本发明可用于油田开发领域，调剖、堵水、三采等改善储层非均质性化学剂和措施工艺的室内评价。相比较现有的物模实验装置和实验方案，本发明具有的有益效果在于：首先是可以在室内按照实验需要快速模拟出注采平面上注入水冲蚀形成的高渗条带和大孔道；第二，由于实验采用事先制备的混合砂的方法，可溶物质比较均匀，注入水按照压力分布流动溶蚀，形成水蚀通道更真实；第三，可以在实验中随时调整，优化模拟的水冲蚀通道，第四，能够实现对单、多个井组内在不同方向不同程度注水矛盾的模拟。因此本发明能在室内更真实的模拟区块存在的平面矛盾，并以此为手段评价调剖、堵水等化学剂、工艺及措施实施后的效果。本发明实施简单，不需要大的经济投入，能快速实现平面矛盾的模拟及后续评价实验，因此具有较高实际应用价值。

附图说明

图1为本发明物模装置的结构示意图；

图中，1、第一进水管线；2、第二进水管线；3、压力监测装置；4、钢管束；5、立体物模模型；6、第一出液控制阀；7、第二出液控制阀；8、第三出液控制阀；9、第四出液控制阀；10、计量装置；11、上盖板；12、第一进液控制阀；13、底部进水口；14、第二进液控制阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

实施例1

如图1为实验过程中使用的物模装置的结构示意图。首先加工立体物模模型5，其上盖板11预先钻出注水井眼和采油井眼，往立体物模模型5中加入实验用砂，压实，盖上上盖板11，密封；对应每个注水井眼和采油井眼的位置插入预制好的钢管束4模拟井筒，钢管束4的长度应超过立体物模模型5高度的1/2，并用环氧树脂密封接口处；立体物模模型5上设有底部进水口13，底部进水口13与第一进水管线1连接；注水井眼对应的钢管与第二进水管线2连接；每个采油井眼对应的钢管依次连接有出水管线和计量装置10；其中钢管束为外径3-6mm的钢管，且上下端开口；所有进水管线和出水管线上均设有控制阀。物模模型如需耐高压，可以选用316不锈钢、哈氏合金等高强度钢材。

本实施例的实验方法，包括如下步骤：

实验用砂主要包括石英砂、特殊温敏物质和胶结物质，按照实验要求按比例混合，其中按照重量百分比计，石英砂为80％，特殊温敏物质为5％，胶结物质为15％；特殊温敏物质具有常温下微溶于水，在高温下(80～100℃)溶解度增加的特点，本实施例选用水杨酸。胶结物质按WSR-618为2重量份，水为0.8重量份，固化剂为0.5重量份的比例稀释混合得到。

平面矛盾的模拟：首先向立体物模模型5内通水，使整个模型的含水量达到饱和状态，具体步骤为：关闭第二进水管线2的第二进液控制阀14和所有出液控制阀，打开第一进水管线1的第一进液控制阀12，引导常温水从底部进水口13进入，常温水为25℃；然后依次打开所有出水管线，直至第一进水管线的进液速度和所有出水管线的出液速度相同，从而确保每个区域都已饱和水。

然后，关闭其他方向采油井，仅打开第二进液控制阀14和第一出液控制阀6，通95℃的热水，溶蚀该方向上的特殊温敏物质，按照实际模拟的平面矛盾各注水方向的受效比例，溶蚀时间为1min/次。通常温水，迅速降至室温；步骤(3-3)打开所有采油井眼对应的出水管线，模拟水驱生产，验证溶蚀处理后各方向注水受效情况，如有偏差可重复溶蚀，达到满意效果为止；如存在多个方向不同程度的注水窜进，设定溶蚀时间与窜流比例成正比，设定溶蚀流速与正常实验水驱速度一致；验证溶蚀处理后各方向注水受效情况，以打开所有对应油井正常生产时，各对应井出液比例能够明显表现出所需模拟的注水平面矛盾为准。

实施例2

本实施例的实验方法，包括如下步骤：

实验用砂主要包括石英砂、特殊温敏物质和胶结物质，按照实验要求按比例混合，其中按照重量百分比计，石英砂为85％，特殊温敏物质为3％，胶结物质为12％；特殊温敏物质为三聚氰胺，胶结物质按WSR-634为2重量份，水为1重量份，固化剂为1重量份的比例稀释混合得到。

井组内不同程度大孔道建立：关闭第一进液控制阀12、第二出液控制阀7、第三出液控制阀8、第四出液控制阀9，仅打开第二进液控制阀14、第一出液控制阀6，保持一注一采井生产，通92℃的热水，溶蚀时间为1.5min/次，溶蚀该方向上的特殊温敏物质；关闭第一出液控制阀6，改为打开另外3个出液控制阀中任意一个，可按实际模拟的2个注水突进方向确定打开其中的控制阀，通热水，设置一定的溶蚀时间(时间设定要与第一次不同，例如2min/次，根据2个方向注水突进强弱比例，确定溶蚀时间)，溶蚀该方向上的特殊温敏物质。

同时打开第一出液控制阀6、第二出液控制阀7、第三出液控制阀8、第四出液控制阀9，通常温水，验证溶蚀处理后各方向注水受效情况与拟模拟的平面矛盾是否一致，如有偏差可重复溶蚀，直至达到满意效果为止。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种模拟井组内注采平面矛盾的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)实验用砂的制备：实验用砂主要包括石英砂、特殊温敏物质和胶结物质，按照实验要求按比例混合，其中按照重量百分比计，石英砂为70-90％，特殊温敏物质为1-5％，胶结物质为5-29％；其中石英砂的颗粒粒径选取20～100目，特殊温敏物质在添加前进行研磨，颗粒粒径控制在20～50目；

2.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述特殊温敏物质包括三聚氰胺、水杨酸或苯甲酸，胶结物质按照环氧树脂WSR-618为1～3份，水为0.5～2份，固化剂为1～0.5份的比例混合均匀制得。

3.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述特殊温敏物质包括三聚氰胺、水杨酸或苯甲酸，胶结物质按照环氧树脂WSR-634为1～3份，水为0.5～2份，固化剂为1～0.5份的比例混合均匀制得。

4.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，其中钢管束为外径3-6mm的中空钢管，且上下端开口。

5.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述实验用砂的组成为石英砂为85％，特殊温敏物质为3％，胶结物质为12％。

6.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述步骤(3-1)的具体操作为：关闭第二进水管线，打开第一进水管线，引导常温水从底部进水口进入，依次打开所有出水管线，直至第一进水管线的进液速度和所有出水管线的出液速度相同，从而确保每个区域都已饱和水。

7.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述第一进水管线和第二进水管线上分别设有进液控制阀；所有出水管线上分别设有出液控制阀。

8.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述第二进水管线上设有压力监测装置。

9.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述立体物模模型选用316不锈钢或哈氏合金。