CN107515246B - 一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法 - Google Patents

一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法。其包括通过超声探头获得岩心同一位置不同时刻的首波波至时间；基于已知的岩心高度，计算得到超声探头同一位置不同时刻的平均声速；将同一位置不同时刻的平均声速按照时间先后顺序排列，并通过曲线连接；基于获得的平均声速的曲线，找到该曲线的突变点；基于突变点对应的时间点即为气体驱驱替前缘到达超声探头所测位置的时间点。该检测方法属于非插入式方法，不影响岩心内部的流体分布；且线性度更好；相比于CT法与核磁共振法，该检测方法穿透能力强，速度快，成本低，安全无害；相比于微波法，该检测方法适用于含气检测，且测量结果不容易发生偏差。

Description

一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法
技术领域
本发明涉及一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法。
背景技术
对于低渗透油藏，运用超临界CO2驱比普通气驱、水驱等具有更明显的技术优势，超临界CO2具有类似气体的扩散性以及液体的溶解能力，同时具有低黏度、低表面张力的特性，使得超临界CO2流体能够迅速渗透进入孔隙的岩心，改善油水流度比，从而大幅度提高采收率。同时，将大气中的CO2埋存至地层可减少温室气体对大气环境的影响。因此，超临界CO2驱在提高原油采收率及CO2地下埋存方面有着巨大的应用前景，深入地研究超临界CO2驱油体系的渗流规律和驱油机理具有重要的理论和现实意义。CO2驱油过程中驱替前缘检测是超临界CO2驱替模拟实验的关键内容之一。
目前检测CO2驱油过程驱替前缘的主要方法可分为两大类：插入式检测法与非插入式检测法，两类方法的区别在于检测装置是否会影响岩心内的流场分布和渗流规律。插入式检测法主要包括：(1)电阻率法；(2)电容法。非插入式检测法主要包括：(1)CT法；(2)核磁共振法；(3)微波法。电阻率法测量精度较低，且由于超临界CO2和原油的电导率很低，所以电阻率法不适合检测CO2驱油过程的驱替前缘。电容法非线性严重，也不适合检测CO2驱油过程的驱替前缘。CT法与核磁共振法这两种方法具有实验费用高、不适合频繁使用等特点，且受穿透能力、射线防护的限制，对实验模型尺寸、实验环境、实验材料和实验流程有严格的限制。微波法仅适用于低含水饱和度的情况，而在高饱和度时由于溶剂与吸收剂的相互作用，以及折光指数随饱和度变化而变化，使得测量结果常发生偏差，也不适用于含气的情况。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，该检测方法属于非插入式方法，不影响岩心内部的流体分布；且线性度更好；相比于CT法与核磁共振法，该检测方法穿透能力强，速度快，成本低，安全无害；相比于微波法，该检测方法适用于含气检测，且测量结果不容易发生偏差；通过该检测方法可以测得岩心内部某一位置、某一时刻的驱替前缘是否到达，其采用的技术方案如下：
一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，所述方法包括：
通过超声探头获得岩心同一位置不同时刻的首波波至时间；
基于已知的岩心高度，计算得到超声探头同一位置不同时刻的平均声速；
将同一位置不同时刻的平均声速按照时间先后顺序排列，并通过曲线连接；
基于获得的平均声速的曲线，找到该曲线的突变点；
基于突变点对应的时间点即为气体驱驱替前缘到达超声探头所测位置的时间点。
在上述技术方案的基础上，所述超声探头的数量为若干个，分布于岩心不同位置进行测量。
在上述技术方案的基础上，同一位置不同时刻的首波波至时间为超声波透射岩心所用的时间，在波形图像上为滤波去噪后波形第一个波的起振点所对应的时间。
在上述技术方案的基础上，所述超声探头可采用1维或2维阵列布置方式。
在上述技术方案的基础上，所述超声探头包括超声发射探头和超声接收探头，所述超声发射探头和超声接收探头分布于岩心的对称两侧，且超声发射探头和超声接收探头的比例为1：n，n为正整数。
本发明具有如下优点：该检测方法属于非插入式方法，不影响岩心内部的流体分布；且线性度更好；相比于CT法与核磁共振法，该检测方法穿透能力强，速度快，成本低，安全无害；相比于微波法，该检测方法适用于含气检测，且测量结果不容易发生偏差；通过该检测方法可以测得岩心内部某一位置、某一时刻的驱替前缘是否到达，对油藏条件下CO2驱替物理模拟实验技术的探测具有重大贡献。
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种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1：本发明的检测方法流程图；
图2：本发明所述超声波透射的示意图；
图3：本发明同一位置的不同波至时间的时差示意图；
图4：本发明实施例超声接收探头的分布示意图；
图5：图4中其中一个超声接收探头的不同时刻的波形图；
图6：图5中超声接收探头所对应位置的不同时刻的波速图；
图7：图4中另一个超声接收探头所对应位置的不同时刻波速图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图7所示，本实施例的一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，所述方法包括：
通过超声探头获得岩心同一位置不同时刻的首波波至时间；该首波波至时间通过超声波仪器与软件直接读出，通过软件得到首波波至时间的的计算公式属于现有技术。
基于已知的岩心高度，计算得到超声探头同一位置不同时刻的平均声速；
将同一位置不同时刻的平均声速按照时间先后顺序排列，并通过曲线连接；
基于获得的平均声速的曲线，找到该曲线的突变点；
基于突变点对应的时间点即为气体驱驱替前缘到达超声探头所测位置的时间点。
优选的，所述超声探头的数量为若干个，分布于岩心不同位置进行测量。
优选的，同一位置不同时刻的首波波至时间为超声波透射岩心所用的时间，在波形图像上为滤波去噪后波形第一个波的起振点所对应的时间。
进一步，所述超声探头可采用1维或2维阵列布置方式。
更进一步，所述超声探头包括超声发射探头100和超声接收探头200，所述超声发射探头100和超声接收探头200分布于岩心300的对称两侧，且超声发射探头100和超声接收探头200的比例为1：n，n为正整数。
用户根据不同实验的需要，进行优化设计，确定超声探头的数量≤50、频率200KHz～10MHz、不同激发方式——正脉冲/负脉冲/正负脉冲、不同电压10～600Vpp；可采用1维或2维阵列布置方式；可采用“一发一收”或“一发多收”的发射-接收模式形式。
在岩心300的上下表面均匀分布若干对超声发射探头100和超声接收探头200，超声波的中心频率为300k。通过实验测得CO2驱油过程中各探头不同时刻的超声波透射过岩心的波形，进行滤波去噪后提取各时刻的首波波至时间，在岩心高度确定的情况下可得到该位置不同时刻的平均声速。在驱替前缘到来之前，理论上该位置处只含有油，那么该处的平均声速应当是不变的(实际有变化，但无突变)，而当驱替前缘到达时，该探头处超声波所穿透的路径内油气两相流体的含量发生突变，CO2的含量增加，油的含量减小，导致该时刻的首波波至时间发生突变，即该时刻的平均声速发生突变。
如图6所示，超声发射探头101的平均声速突变点时刻为9:25，即在该时刻驱替前缘到达超声发射探头101。同理，如图6所示，，在9:36时刻驱替前缘到达超声发射探头102。若图像中没有出现平均声速突变点，则表明驱替前缘未到达该探头位置处。
该检测方法属于非插入式方法，不影响岩心内部的流体分布；且线性度更好；相比于CT法与核磁共振法，该检测方法穿透能力强，速度快，成本低，安全无害；相比于微波法，该检测方法适用于含气检测，且测量结果不容易发生偏差；通过该检测方法可以测得岩心内部某一位置、某一时刻的驱替前缘是否到达。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
通过超声探头获得岩心同一位置不同时刻的首波波至时间；
基于已知的岩心高度，在岩心的上下表面均匀分布若干对超声发射探头和超声接收探头，超声探头包括超声发射探头和超声接收探头，计算得到超声探头同一位置不同时刻的平均声速；
将同一位置不同时刻的平均声速按照时间先后顺序排列，并通过曲线连接；
基于获得的平均声速的曲线，找到该曲线的突变点；
基于突变点对应的时间点即为气体驱驱替前缘到达超声探头所测位置的时间点。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，其特征在于：同一位置不同时刻的首波波至时间为超声波透射岩心所用的时间，在波形图像上为滤波去噪后波形第一个波的起振点所对应的时间。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，其特征在于：所述超声探头可采用1维或2维阵列布置方式。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳驱油驱替前缘的检测方法，其特征在于：所述超声探头包括超声发射探头和超声接收探头，所述超声发射探头和超声接收探头分布于岩心的对称两侧，且超声发射探头和超声接收探头的比例为1：n，n为正整数。
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