CN107965302A - 调驱处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种调驱处理装置及方法,该装置包括:恒温加热装置、调驱剂处理装置、填砂处理装置、驱动装置以及控制装置;其中,所述填砂处理装置,设置在所述恒温加热装置内,并与所述调驱剂处理装置相连接;调驱剂处理装置,设置在所述恒温加热装置内,并与所述驱动装置相连接;所述控制装置,用于获取最大注入压力值,以实现注入泵按照所述最大注入压力值向所述待注入目标地层注入所述调驱剂。本发明提供的调驱处理装置及方法,考虑了调驱剂进入不同地层时的门槛压力梯度差异,更加贴近油田开采现场实际情况,得到的最大注入压力值更加符合实际施工需求,能进一步提高调驱施工的调驱处理效果。

Description

调驱处理装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及油田开采技术领域,尤其涉及一种调驱处理装置及方法。
背景技术
[0002] 在非均质碎肩岩油藏采用水驱法开采过程中,由于不同地层的渗透率不同,会存 在高渗透地层和低渗透地层,因此,通过注水井注入的注入水会进入高渗透地层,而不能对 低渗透地层的油藏实施有效的水压驱动,从而降低非均质碎肩岩油藏的水驱效果。基于此, 目前主要采用调驱技术,以改善非均质碎肩岩油藏水驱效果。具体的,在采用调驱技术进行 的注水井调驱施工过程中,通过向注水井注入调驱剂以封堵高渗透地层中的孔隙及通道, 从而改变注入水的流动方向,迫使注入水进入水驱程度较低的低渗透层,以实现对低渗透 地层油藏进行有效的水压驱动,进而提高注入水对整个非均质碎肩岩油藏的波及体积,达 到提高采收率的目的。
[0003] 但是,在利用调驱剂进行调驱施工过程中,需要合理的控制调驱剂的注入压力,否 贝IJ容易使大量调驱剂进入非调驱层,即低渗透地层,造成非调驱层的污染,影响调驱的最终 效果。在现有技术中,调驱剂最大注入压力的设计方法为取以下四种压力中的最小值:(1) 注水井井口设备及注水井井下管柱的承压级别对应的最大压力;(2)调驱剂注入栗的最大 工作压力;(3)目标油藏地层破裂压力折算至井口的压力;(4)非调驱层注水启动压力梯度 折算至井口的压力。
[0004] 但是,非调驱层注水启动压力梯度折算至井口的压力一般远小于前三种压力。因 此若按照现有技术的调驱剂最大注入压力设计方法,应当取非调驱层注水启动压力梯度折 算至井口的压力作为调驱剂最大注入压力,但是由于调驱剂的粘度比水的粘度大,因此,若 是采用非调驱层注水启动压力梯度折算至井口的压力,则会造成调驱剂无法注入的问题。 另外,若是为了保证调驱剂的顺利注入,选取的调驱剂最大注入压力大于非调驱层注水启 动压力梯度折算至井口的压力时,则有可能会造成调驱剂进入非调驱层,造成非调驱层污 染的问题。
发明内容
[0005] 本发明提供一种调驱处理装置及方法,用以解决现有技术中调驱剂最大注入压力 的设计方法不符合实际施工需求的问题。
[0006] 第一方面,本发明提供一种调驱处理装置,包括:
[0007] 恒温加热装置、调驱剂处理装置、填砂处理装置、驱动装置以及控制装置;其中,
[0008] 所述填砂处理装置,设置在所述恒温加热装置内,并与所述调驱剂处理装置相连 接,用于分别填充不同数目的材料,以模拟待注入目标地层的调驱层和非调驱层;
[0009] 所述调驱剂处理装置,设置在所述恒温加热装置内,并与所述驱动装置相连接,用 于在所述驱动装置的驱动下,将设置在其内的调驱剂注入至所述填砂处理装置中;
[0010] 所述控制装置,分别与所述驱动装置、所述恒温加热装置和所述填砂处理装置相 连接,用于采集获取所述待注入目标地层的参数,并根据所述参数,控制恒温加热装置加 热,并控制驱动装置驱动所述调驱剂处理装置,以实现所述调驱剂处理装置以不同注入速 度向所述填砂处理装置注入所述调驱剂;
[0011] 所述控制装置,还用于根据所述参数,以及分别获取的所述填砂处理装置中的调 驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值,获取最大注入压力值,以实现注入栗按照所述最 大注入压力值向所述待注入目标地层注入所述调驱剂。
[0012] 进一步地,所述调驱剂处理装置包括:
[0013] 承压容器;设置在所述承压容器上端的磁力搅拌器;设置在所述磁力搅拌器上的 叶轮;设置在叶轮下方、且设置在所述承压容器侧壁上的保护环;以及用于分隔所述承压容 器的活塞;
[0014] 其中,所述承压容器包括:在所述活塞上部所形成的,且用于容纳调驱剂的上部空 间,以及在所述活塞下部所形成的,用于容纳所述驱动装置栗入的水的下部空间。
[0015] 进一步地,所述填砂处理装置包括:用于填充不同数目的材料的填砂管;设置在所 述填砂管两侧的第一法兰和第二法兰;与所述填砂管的注入端相连接,且用于采集填砂管 内调驱剂注入压力的压力表;与所述填砂管的注入端相连接,且与所述调驱剂处理装置相 连接的填砂管入口管线;以及与所述填砂处理装置中的填砂管的出口端相连接的填砂管出 口线。
[0016] 进一步地,所述控制装置包括:
[0017] 采集单元,用于采集获取所述待注入目标地层的参数;
[0018] 控制单元,用于根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及所述注入 栗排量值,计算获取所述调驱剂由井口至所述调驱层的时间数值;
[0019] 所述控制单元,还用于根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层油藏温度,控 制所述恒温加热装置进行加热处理,以使得所述恒温加热装置内的温度加热至所述调驱层 油藏温度;
[0020] 所述控制单元,还用于监控所述调驱剂在所述调驱剂处理装置内的膨胀时间,若 所述膨胀时间达到所述时间数值,则控制所述驱动装置中的恒流栗按照预设的不同注入速 度向所述承压容器的下部空间栗入水,以驱动活塞运动,使设置在所述上部空间的所述调 驱剂注入至所述填砂处理装置中。
[0021] 进一步地,所述控制单元,还用于针对所述填砂管模拟所述待注入目标地层的调 驱层时,分别记录获取所述恒流栗按照不同注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端 的第一压力值,并根据所述不同注入速度,每个注入速度对应的第一压力值,以及所述填砂 管的长度,获取所述调驱层对应的第一门槛压力梯度值;
[0022] 所述控制单元,还用于针对所述填砂管模拟所述待注入目标地层的非调驱层时, 分别记录获取所述恒流栗按照不同注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第二压 力值,并根据所述不同注入速度,每个注入速度对应的第二压力值,以及所述填砂管的长 度,获取所述非调驱层对应的第二门槛压力梯度值;
[0023] 所述控制单元,还用于根据所述第一门槛压力梯度值、所述第二门槛压力梯度值, 所述待注入目标地层的参数中的所述注入栗的排量、所述调驱剂的密度和粘度,获取第二 门槛压力梯度折算至井口压力值;
[0024] 所述控制单元,还用于根据所述第二门槛压力梯度折算至井口压力值,以及所述 待注入目标地层的参数中的井口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值、所述注入 栗的最大工作压力值以及所述待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值,获取所述最 大注入压力值。
[0025] 另一方面,本发明提供一种调驱处理方法,应用于上述第一方面所述的调驱处理 装置,所述方法包括:
[0026] 采集获取所述待注入目标地层的参数;
[0027] 根据所述参数,控制恒温加热装置加热,并控制驱动装置驱动调驱剂处理装置,以 实现所述调驱剂处理装置以不同注入速度向填砂处理装置注入调驱剂;
[0028] 根据所述参数,以及分别获取的所述填砂处理装置中的调驱层和非调驱层对应的 门槛压力梯度值,获取最大注入压力值,以实现注入栗按照所述最大注入压力值向所述待 注入目标地层注入所述调驱剂。
[0029] 进一步地,所述根据所述参数,控制所述恒温加热装置加热,包括:
[0030] 根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及所述注入栗排量值,计算 获取所述调驱剂由井口至所述调驱层的时间数值;
[0031] 根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层油藏温度,控制所述恒温加热装置进 行加热处理,以使得所述恒温加热装置内的温度加热至所述调驱层油藏温度。
[0032] 进一步地,根据所述参数,控制所述驱动装置驱动所述调驱剂处理装置,以实现所 述调驱剂处理装置以不同注入速度向所述填砂处理装置注入所述调驱剂,包括:
[0033] 监控所述调驱剂在所述调驱剂处理装置内的膨胀时间;
[0034] 若所述膨胀时间达到所述时间数值,则控制所述驱动装置中的恒流栗按照预设的 不同注入速度向所述承压容器的下部空间栗入水,以驱动活塞运动,使设置在上部空间的 所述调驱剂注入至所述填砂处理装置中。
[0035] 进一步地,所述调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值的获取方式包括:
[0036] 针对填砂管模拟所述待注入目标地层的调驱层时,分别记录获取恒流栗按照不同 注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第一压力值,并根据所述不同注入速度,每 个注入速度对应的第一压力值,以及所述填砂管的长度,获取所述调驱层对应的第一门槛 压力梯度值;
[0037] 针对所述填砂管模拟所述待注入目标地层的非调驱层时,分别记录获取所述恒流 栗按照不同注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第二压力值,并根据所述不同 注入速度,每个注入速度对应的第二压力值,以及所述填砂管的长度,获取所述非调驱层对 应的第二门槛压力梯度值。
[0038] 进一步地,所述根据所述参数,以及分别获取的所述填砂处理装置中的调驱层和 非调驱层对应的门槛压力梯度值,获取最大注入压力值,包括:
[0039] 判断所述第一门槛压力梯度值~7与所述第二门槛压力梯度值\„是否满足(λη-λγ) > 0.75λη;
[0040] 若判断出所述第一门槛压力梯度值Ay与所述第二门槛压力梯度值λη满足(λη-λγ) > 〇.75λη,则根据所述参数中的所述注入栗中的排量,所述调驱剂的密度和粘度,获取所述调 驱剂在井筒中的摩阻损失和液柱压力;
[0041] 根据所述摩阻损失和液柱压力,获取第二门槛压力梯度折算至井口压力值;
[0042] 将所述第二门槛压力梯度折算至井口压力值,以及所述待注入目标地层的参数中 的井口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值、所述注入栗的最大工作压力值以及 所述待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值这四者中最小压力值作为所述最大注 入压力值;
[0043] 其中,η表示非调驱层,y表示调驱层。
[0044] 本发明提供的调驱处理装置及方法,调驱处理装置包括恒温加热装置、调驱剂处 理装置、填砂处理装置、驱动装置以及控制装置,采用该调驱处理装置进行调驱处理,控制 装置可以获取待注入目标地层的参数,并根据该参数中的调驱层位油藏温度,控制恒温加 热装置加热,并控制驱动装置驱动该调驱剂处理装置,以实现该调驱剂处理装置以不同注 入速度向该填砂处理装置注入该调驱剂,由于该填砂处理装置可以分别模拟待注入目标地 层的调驱层和非调驱层,且在两种模拟情况下,在调驱装置以不同注入速度向该填砂处理 装置注入该调驱剂的过程中,控制装置可以分别采集获取调驱层和非调驱层对应的门槛压 力梯度值,因此,考虑了调驱剂进入不同地层时的门槛压力梯度差异,使得根据参数以及调 驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值所获取的最大注入压力值更为贴近现场实际需求, 从而当注入栗按照得到的最大注入压力值向该待注入目标地层注入该调驱剂时,不仅能够 保证调驱剂顺利有效注入到目标地层,还能减小在实际施工中对非调驱层的污染,进而提 高调驱施工的调驱处理效果。
附图说明
[0045] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0046] 图1为本发明实施例一提供的一种调驱处理装置的结构示意图;
[0047] 图2为本发明实施例二提供的一种调驱处理装置的结构示意图;
[0048] 图3为本发明实施例三提供的一种调驱处理方法的流程示意图;
[0049] 图4为本发明实施例四提供的一种调驱处理方法中步骤102的具体实现方式的流 程不意图;
[0050] 图5为本发明实施例四提供的一种调驱处理方法中步骤103的具体实现方式的流 程不意图;
[0051] 图6为对某非均质碎肩岩油藏实施调驱处理得到的调驱层驱替压力梯度变化曲线 图;
[0052] 图7为对某非均质碎肩岩油藏实施调驱处理得到的非调驱层驱替压力梯度变化曲 线图。
[0053] 附图标记说明:
[0054] 101-控制装置
[0055] 102-驱动装置
[0056] 103-调驱处理装置
[0057] 104-填砂处理装置
[0058] 105-恒温加热装置
[0059] 201-承压容器
[0060] 202-磁力搅拌器
[0061] 203-叶轮
[0062] 204-叶轮保护环
[0063] 205-活塞
[0064] 301-恒流栗
[0065] 302-安全阀
[0066] 303-安全阀排除口
[0067] 401-填砂管
[0068] 402-第一法兰
[0069] 403-第二法兰
[0070] 404-压力表
[0071] 405-填砂管入口管线
[0072] 406-填砂管出口线
[0073] 407-填砂管出口
[0074] 601-放空取样口
[0075] 602-三通
具体实施方式
[0076] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。此外,说明书中的 “第一”、“第二”仅是为了区分描述所指示的技术特征,而不能理解为指示或暗示相对重要 性或者隐含所指示的技术特征的数量。
[0077] 下面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以其他实 施例,都属于本发明保护的范围。
[0078] 下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施 例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0079] 实施例一
[0080] 本发明实施例一提供一种调驱处理装置,图1为本发明实施例一提供的一种调驱 处理装置的结构示意图。
[0081] 如图1所示,本发明实施例的调驱处理装置包括:控制装置101、驱动装置102、调驱 剂处理装置103、填砂处理装置104和恒温加热装置105。
[0082] 在本实施例中,填砂处理装置104和调驱剂处理装置103均设置在恒温加热装置 105内。其中,该填砂处理装置104与调驱剂处理装置103相连接,调驱剂处理装置103与驱动 装置102相连接。可选地,该填砂处理装置104可以填充不同数目的材料,以用于分别模拟待 注入目标地层的调驱层和非调驱层。举例来说,该材料可以为石英砂。
[0083] 另外,控制装置101分别与该驱动装置102、恒温加热装置105和填砂处理装置104 相连接。控制装置101可以采集获取待注入目标地层的参数,并根据该参数,例如调驱层位 油藏温度,来控制恒温加热装置105进行加热处理。并在恒温加热控制装置内的温度达到该 调驱层位油藏温度时,控制驱动装置102驱动该调驱剂处理装置103,以使得该调驱装置103 可以以不同注入速度向该填砂处理装置104注入该调驱剂。
[0084] 通过填砂处理装置104分别在模拟调驱层和非调驱层时,该调驱剂处理装置103以 不同注入速度向该填砂处理装置104注入该调驱剂的过程中,控制装置101可以获取填砂处 理装置中的调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值。进一步的,该控制装置101还根据参 数,以及填砂处理装置中的调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值,获取最大注入压力 值,以实现注入栗按照该最大注入压力值向该待注入目标地层注入该调驱剂。
[0085] 在本实施例中,控制装置可以采集获取待注入目标地层的参数,并根据该参数,控 制恒温加热装置加热,并控制驱动装置驱动该调驱剂处理装置,以实现该调驱剂处理装置 以不同注入速度向该填砂处理装置注入该调驱剂,由于该填砂处理装置可以分别模拟待注 入目标地层的调驱层和非调驱层,且在两种模拟情况下,在调驱装置以不同注入速度向该 填砂处理装置注入该调驱剂的过程中,控制装置可以分别采集获取调驱层和非调驱层对应 的门槛压力梯度值,因此,考虑到了调驱剂进入不同地层时的门槛压力梯度差异,使得根据 参数以及调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值所获取的最大注入压力值更为贴近现 场实际需求,从而当注入栗按照该最大注入压力值向该待注入目标地层注入该调驱剂时, 不仅能够保证调驱剂有效注入地层,还能够减少对非调驱层的伤害,进而提高了调驱效果。
[0086] 实施例二
[0087] 本发明实施例二提供一种调驱处理装置,图2为本发明实施例二提供的一种调驱 处理装置的结构示意图。在上述图1所示实施例一的基础上,如图2所示,该调驱剂处理装置 103包括:承压容器201,设置在该承压容器201上端的磁力搅拌器202,设置在该磁力搅拌器 202上的叶轮203,设置在叶轮203下方、且设置在该承压容器201侧壁上的保护环204,以及 用于分隔该承压容器201的活塞205。
[0088] 其中,该承压容器201包括:在该活塞205上部所形成的,且用于容纳调驱剂的上部 空间,以及在该活塞205下部所形成的,用于容纳该驱动装置102栗入的水的下部空间。
[0089] 另外,可选地,该驱动装置102可以包括恒流栗301。
[0090] 在本实施例中,可以在上部空间配置调驱剂溶液,并保证该调驱剂预膨胀的时间 与调驱剂由井口至调驱层的时间相同。其具体实现为:控制装置101包括采集单元和控制单 元(未画出),其中,采集单元用于采集获取待注入目标地层的参数,控制单元可以根据该待 注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及注入栗排量值,计算获取调驱剂由井口至所述 调驱层的时间数值,从而可以实现控制单元根据该调驱剂由井口至所述调驱层的时间数 值,监控上部空间内的调驱剂的膨胀时间,当监控该调驱剂在该上部空间内的膨胀时间达 到调驱剂由井口至调驱层的时间数值时,控制该恒流栗301,以使得该恒流栗301可以以不 同注入速度向活塞205下部空间栗入水,以驱动活塞205向上运动,从而使得设置在上部空 间的调驱剂注入至填砂处理装置104中。
[0091] 进一步的,该驱动装置102还可以包括:设置在恒流栗301与承压容器201之间的安 全阀302,用以实现恒流栗301和承压容器201之间的连接,从而可以有效保证模拟注入过程 的安全稳定进行,同时,该驱动装置还可以包括:与安全阀302连接的安全阀排除口 303,可 以对下部空间的具有较高压力的水进行泄流释压,进一步保证了模拟注入过程的安全性。
[0092] 还需要说明的是,考虑到调驱剂可能存在悬浮性较差的情况,通过在调驱处理装 置设置有磁力搅拌器202和叶轮203,从而可以实现对该调驱剂进行搅拌,使调驱剂与水混 合时能形成均匀的溶液,因而保障了模拟效果更贴近实际注入情况。
[0093] 更进一步的,该填砂处理装置104包括:用于填充不同数目材料的填砂管401,设置 在该填砂管401两侧的第一法兰402和第二法兰403,与该填砂管401的注入端相连接,且用 于采集填砂管401内调驱剂注入压力的压力表404,与该填砂管401的注入端相连接,且与该 调驱剂处理装置103相连接的填砂管入口管线405,以及与该填砂管401的出口端相连接的 填砂管出口线406。
[0094] 其中,该填砂管401的出口端相连接的填砂管出口线406可以与填砂管出口407相 连接,且该填砂管出口 407如图2所示,设置在该恒温加热装置105外。
[0095] 在本实施例中,可选地,该填砂管401的长度L可以根据实际应用中的场景来进行 选取,例如:填砂管的长度L的选取范围可以为[0.05,0.3],单位为米。
[0096] 可选地,压力表404与填砂管401的注入端和放空取样口 601通过三通接头602相连 接,其中,放空取样口601用于模拟对真实油藏取油样前进行的放空操作。
[0097] 当填砂管401模拟调驱层时,填制石英砂后,使得填砂管401的渗透率及孔隙度与 调驱层位渗透率及孔隙度相差均小于5%,并对填砂管401进行抽真空以及饱和水处理。当 填砂管401模拟非调驱层时,填制石英砂后,使得填砂管401的渗透率及孔隙度与非调驱层 位渗透率及孔隙度相差均小于5%,并对填砂管401进行抽真空以及饱和水处理。
[0098] 举例来说,采集单元可以采集获取待注入目标地层的参数还可以进一步包括:调 驱层位渗透率及孔隙度,以及非调驱层渗透率及孔隙度,则控制单元可以根据该调驱层位 渗透率及孔隙度,以及非调驱层渗透率及孔隙度,分别对填砂管401进行填制处理,以分别 模拟调驱层和非调驱层。
[0099] 当针对填砂管401模拟调驱层时,控制装置101可以触发调驱剂处理装置103以不 同注入速度向填砂管401注入调驱剂,以其中一个注入速度¥1为例,当以该注入速度向填砂 管401注入调驱剂时,待监测到填砂管出口 407有调驱剂,且压力表404稳定时,记录其对应 的第一压力值Pyl。基于上述方式,通过多次重新填制填砂管,进行不同注入速度1对应的重 复操作,可以获取多个序列(PyVUV1),再以V1作为横坐标,驱替压力梯度Pyl/L为纵坐标,拟 合曲线,并计算获取当¥1 = 0时的Pyl/L的值,该值即为调驱层对应的第一门槛压力梯度值 〇
[0100] 当针对填砂管401模拟非调驱层时,控制装置101可以触发调驱剂处理装置103以 不同注入速度向填砂管401注入调驱剂,以其中一个注入速度1为例,当以该注入速度向填 砂管401注入非调驱剂时,待监测到填砂管出口 407有调驱剂,且压力表404稳定时,记录其 对应的第二压力值Pni。基于上述方式,通过多次重新填制填砂管,进行不同注入速度V1对应 的重复操作,可以获取多个序列(Pm/UVD,再以V1作为横坐标,驱替压力梯度Pni/L为纵坐 标,拟合曲线,并计算获取当¥1 = 0时的Pni/L的值,该值即为非调驱层对应的第二门槛压力 梯度值λη。
[0101] 可选地,注入速度V1的选取可以为恒流栗额定流量量程以内的任一流量速度值, 例如,注入速度Vi的选取范围可以为[0.01,2],单位为ml/min。
[0102] 进一步地,采集单元采集获取的待注入目标地层的参数还可以包括:注入栗的排 量、调驱剂的密度和粘度,注水井注水控制半径,待注入目标地层的参数中的井口设备及井 下管柱的承压级别对应的最大压力值、注入栗的最大工作压力值,以及待注入目标地层破 裂压力折算至井口的压力值,则控制单元可以判断第一门槛压力梯度值\7与第二门槛压力 梯度值1„是否满足(λη-λγ)>〇.75λη;若判断出第一门槛压力梯度值\7与第二门槛压力梯度值 λη满足(λη-λγ) >〇. 75λη,则根据该参数中的注入栗的排量,调驱剂的密度和粘度,获取调驱 剂在井筒中的摩阻损失Pf,以及根据调驱剂的密度计算调驱剂的液柱压力Pi。
[0103] 具体的,摩阻损失Pf采用公式计算;液柱压力Pl采用公 式Pi=PgH计算;
Figure CN107965302AD00121
[0104] 其中,P为调驱剂密度,单位为g/Cm3;yt为调驱剂粘度,单位为Pa · s;H为调驱层深 度值,单位为m; q为排值,单位为L/s; d为油管直径,m。
[0105] 根据摩阻损失Pf和液柱压力Pi,采用公式Ρλη = λη X R-P1+Pf+Pr,计算获取第二门槛 压力梯度折算至井口压力值气,。
[0106] 其中,R表示注水井注水控制半径,Pr为油藏静压。
[0107] 则控制单元可以进一步根据第二门槛压力梯度折算至井口压力值&,以及待注 入目标地层的参数中的井口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值、注入栗的最大 工作压力值以及待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值这四者中最小压力值作为 最大注入压力值。
[0108] 实施例三
[0109] 本发明实施例三提供一种调驱处理方法,图3为本发明实施例三提供的一种调驱 处理方法的流程示意图,如图3所示,该方法可以应用于上述图1至图2所示实施例中的调驱 处理装置中,其方法具体包括如下步骤:
[0110] 步骤101、采集获取该待注入目标地层的参数。
[0111] 在本实施例中,可选地,该待注入目标地层的参数包括:调驱层油藏温度T、调驱层 深度值H、油藏静压Pr、注水井注水控制半径R、调驱层渗透率Ky、调驱层孔隙率?%、非调驱层 渗透率Kn、非调驱层孔隙率A、注水井井口设备及注水井井下管柱的承压级别对应的最大 压力Pw、调驱剂注入栗的最大工作压力Pp、注入栗排量值Q以及待注入目标地层破裂压力折 算至井口的压力P。。
[0112] 步骤102、根据该参数,控制恒温加热装置加热,并控制驱动装置驱动调驱剂处理 装置,以实现该调驱剂处理装置以不同注入速度向填砂处理装置注入调驱剂。
[0113] 在本实施例中,可选地,可以根据该参数中的调驱层油藏温度T,控制恒温加热装 置进行加热处理。
[01M] 步骤103、根据该参数,以及分别获取的该填砂处理装置中的调驱层和非调驱层对 应的门槛压力梯度值,获取最大注入压力值,以实现注入栗按照该最大注入压力值向该待 注入目标地层注入该调驱剂。
[0115] 在本实施例中,由于控制装置可以控制驱动装置实现对调驱剂处理装置的驱动, 使得调驱剂处理装置分别以不同注入速度向填砂处理装置注入调驱剂,从而可以得到驱替 压力梯度随不同注入速度的变化曲线,以获取调驱剂进入调驱层和非调驱层对应的门槛压 力梯度值。
[0116] 进一步地,控制装置可以根据上述参数、调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度 值,以及待注入目标地层的参数中的井口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值 Pw、注入栗的最大工作压力值PpW及待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值P。,获取 最大注入压力值。从而实现注入栗按照该最大注入压力值向该待注入目标地层注入该调驱 剂,以对目标地层进行调驱处理。
[0117] 本实施例提供的一种调驱处理方法,采用了如上述实施例提供的调驱处理装置, 该方法通过获取待注入目标地层的参数,并根据该参数中的调驱层位油藏温度,控制恒温 加热装置加热,并控制驱动装置驱动该调驱剂处理装置,以实现该调驱剂处理装置以不同 注入速度向该填砂处理装置注入该调驱剂,以最终得到最大注入压力值。由于该方法中的 填砂处理装置可以分别模拟待注入目标地层的调驱层和非调驱层,且在两种模拟情况下, 在调驱装置以不同注入速度向该填砂处理装置注入该调驱剂的过程中,控制装置可以分别 采集获取调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值,因此,考虑到了调驱剂进入不同地层 时的门槛压力梯度差异,使得根据参数以及调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值所获 取的最大注入压力值更为贴近现场实际需求,从而当注入栗按照该最大注入压力值向该待 注入目标地层注入该调驱剂时,不仅能够保证调驱剂有效注入地层,还能够减少对非调驱 层的伤害,进而提高了调驱效果。
[0118]实施例四
[0119] 本发明实施例四提供一种调驱处理方法,图4为本发明实施例四提供的一种调驱 处理方法中步骤102的具体实现方式的流程示意图,在上述图3所示实施例的基础上,如图4 所示,步骤102的一种具体实现方式为:
[0120] 步骤201、根据该待注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及该注入栗排量值, 计算获取该调驱剂由井口至该调驱层的时间数值。
[0121] 步骤202、根据该待注入目标地层的参数中的调驱层油藏温度,控制该恒温加热装 置进行加热处理,以使得该恒温加热装置内的温度加热至该调驱层油藏温度。
[0122] 步骤203、监控该调驱剂在该调驱剂处理装置内的膨胀时间。
[0123] 步骤204、若该膨胀时间达到该时间数值,则控制该驱动装置中的恒流栗按照预设 的不同注入速度向该承压容器的下部空间栗入水,以驱动活塞运动,使设置在上部空间的 该调驱剂注入至该填砂处理装置中。
[0124] 具体的,由控制装置执行上述步骤201到步骤204。控制装置首先采集获取待注入 目标地层的参数,再根据该待注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及该注入栗排量 值,计算获取该调驱剂由井口至该调驱层的时间数值。具体的,该时间数值用于在后续对调 驱剂进行预膨胀的时间监控。另外,控制装置还根据获取到的参数中的调驱层油藏温度对 恒温加热装置进行控制,具体的,控制恒温加热装置对置于其中的调驱处理装置和填砂处 理装置进行加热,当温度到达调驱层油藏温度时进行保温,以模拟真实油藏温度条件,使得 到的数据更贴近实际情况。
[0125] 在调驱剂预膨胀完成之后,控制装置会控制启动磁力搅拌器,磁力搅拌器带动叶 轮旋转,实现对经过预膨胀的调驱剂进行搅拌,使得承压容器上部空间的调驱剂可以与水 均匀混合,防止悬浮性较差的调驱剂较多的沉淀于上部空间底部位置,而不能被均匀注入 到填砂管,影响测量的结果。另外,控制装置可以控制驱动装置中的恒流栗,使其可以在其 额定流量量程内的任一流量速度下工作,通过控制恒流栗以不同的流量速度向下部空间栗 入水,使得下部空间的高压水可以推动活塞向上运动,以使上部空间的调驱剂可以以不同 注入速度注入到填砂管中。
[0126] 进一步地,图5为本发明实施例四提供的一种调驱处理方法中步骤103的具体实现 方式的流程不意图,在上述图3和图4所不实施例的基础上,如图5所不,步骤103的一种具体 实现方式为:
[0127] 步骤301、针对填砂管模拟该待注入目标地层的调驱层时,分别记录获取恒流栗按 照不同注入速度工作时,对应的该填砂管的注入端的第一压力值,并根据该不同注入速度, 每个注入速度对应的第一压力值,以及该填砂管的长度,获取该调驱层对应的第一门槛压 力梯度值。
[0128] 步骤302、针对该填砂管模拟该待注入目标地层的非调驱层时,分别记录获取该恒 流栗按照不同注入速度工作时,对应的该填砂管的注入端的第二压力值,并根据该不同注 入速度,每个注入速度对应的第二压力值,以及该填砂管的长度,获取该非调驱层对应的第 二门槛压力梯度值。
[0129] 步骤303、判断该第一门槛压力梯度值λγ与该第二门槛压力梯度值\„是否满足“^ Xy) >0 · 75λη〇
[0130] 步骤304、若判断出该第一门槛压力梯度值λγ与该第二门槛压力梯度值λη满足(λη-λγ)>0.75λη,则根据该参数中的该注入栗的排量、该调驱剂的密度和粘度,获取该调驱剂在 井筒中的摩阻损失和液柱压力。
[0131] 步骤305、根据该摩阻损失和液柱压力,获取第二门槛压力梯度折算至井口压力 值。
[0132] 步骤306、将该第二门槛压力梯度折算至井口压力值,以及该待注入目标地层的参 数中的井口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值、该注入栗的最大工作压力值以 及该待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值这四者中最小压力值作为该最大注入 压力值。
[0133] 举例来说,本发明一实施例中采用该调驱处理方法对某非均质碎肩岩油藏实施调 驱处理,调驱处理具体方法为:
[0134] 获取调驱层油藏温度T = 85°C、调驱层深度值H=3500m、油藏静压Pr = 36.2MPa、注 水井注水控制半径R= 150m、调驱层渗透率Ky=312ym2、调驱层孔隙度A =23%、非调驱层渗 透率Κη = 58μπι2、非调驱层孔隙度κ=13·2%;以及,获取注水井井口设备及注水井井下管柱 的承压级别对应的最大压力Pw=70MPa、调驱剂注入栗的最大工作压力PP = 40MPa及注入栗 排量值Q = 200m3/d、待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力Pc = 61MPa。
[0135] 进一步地,根据待注入目标地层的参数中的调驱层深度值H=3500m以及注入栗排 量值Q = 200m3/d,计算获取调驱剂由井口至调驱层的时间数值t = 1.6h。
[0136] 再进一步地,获取填砂管长度L = O. 05m,利用石英砂填制填砂管,控制填砂管渗透 率及孔隙度与调驱层渗透率Ky及调驱层孔隙度?%相差均小于5%;并对填砂管进行抽真空 和饱和水处理;连接实验流程,并利用调驱剂处理装置配置调驱剂溶液,对调驱剂进行预膨 胀处理,监控调驱剂预膨胀时间,当调驱剂预膨胀时间达到1.6h,控制恒温加热装置将温度 加热并保温于油藏温度85°C。
[0137] 再进一步地,控制启动磁力搅拌器对经过预膨胀的调驱剂溶液进行搅拌均匀,并 控制恒流栗以不同注入速度1将调驱剂压入填砂管中,待出口端返出颗粒后记录压力表显 示的压力稳定时填砂管入口端的压力Pn,计算驱替压力梯度Pyl/L,获得若干(PylA^V1)序 列;以注入速度V1为横坐标、Pyl/L为纵坐标作图,并拟合曲线,如图6所示,为对某非均质碎 肩岩油藏实施调驱处理得到的调驱层驱替压力梯度变化曲线图,根据图6中的拟合曲线求 得当Vi = O时的Pyi/L = 0.0148MPa/m,即为调驱层对应的第一门滥压力梯度值λγ = 0.0148MPa/m。
[0138] 以及,利用石英砂填制填砂管,控制填砂管渗透率及孔隙度与非调驱层渗透率Kn 及调驱层孔隙度A相差均小于5%;采用与获取第一门槛压力梯度值λγ相同的方法获取非 调驱层对应的第二门槛压力梯度值λη = 0.1217MPa/m,如图7所述,为对某非均质碎肩岩油 藏实施调驱处理得到的非调驱层驱替压力梯度变化曲线图;获取第二门槛压力梯度值夂„的 方法此处不再赘述。
[0139] 判断第一门槛压力梯度值人7与第二门槛压力梯度值λη,(λη-λγ) =〇·1〇69>0·75λη, 则根据所述参数中的注入栗的排量,调驱剂的密度和粘度,获取调驱剂在井筒中的摩阻损 失Pf = 3.545MPa,以及根据调驱剂的密度计算调驱剂的液柱压力Pi = 37.7MPa。
[0140] 再进一步地,采用公式PAn = AnXR-P1+Pf+Pr,计算获取第二门槛压力梯度折算至井 口压力值
Figure CN107965302AD00151
[0141] 更进一步地,设计最大注入压力为
Figure CN107965302AD00152
即{70,40,61,20.3}min =20.3MPa;控制注入栗按照最大注入压力值为20.3MPa向待注入目标地层注入调驱剂。
[0142] 本实施例提供的一种调驱处理方法,控制装置通过获取待注入目标地层的参数, 并根据该参数中的调驱层位油藏温度,控制恒温加热装置加热,并控制驱动装置驱动该调 驱剂处理装置,以实现该调驱剂处理装置以不同注入速度向该填砂处理装置注入该调驱 剂,以最终得到最大注入压力值为20 · 3MPa,并控制注入栗按照最大注入压力值为20 · 3MPa 向待注入目标地层注入调驱剂以进行调驱施工。在调驱施工中,该最大注入压力值20.3MPa 符合油藏开采现场实际情况,不仅能够使调驱剂被顺利有效的注入到调驱层,而且减小了 在施工中对非调驱层的污染,提高了调驱施工的调驱处理效果。
[0143] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。

Claims (10)

1. 一种调驱处理装置,其特征在于,包括: 恒温加热装置、调驱剂处理装置、填砂处理装置、驱动装置以及控制装置;其中, 所述填砂处理装置,设置在所述恒温加热装置内,并与所述调驱剂处理装置相连接,用 于分别填充不同数目的材料,以模拟待注入目标地层的调驱层和非调驱层; 所述调驱剂处理装置,设置在所述恒温加热装置内,并与所述驱动装置相连接,用于在 所述驱动装置的驱动下,将设置在其内的调驱剂注入至所述填砂处理装置中; 所述控制装置,分别与所述驱动装置、所述恒温加热装置和所述填砂处理装置相连接, 用于采集获取所述待注入目标地层的参数,并根据所述参数,控制恒温加热装置加热,并控 制驱动装置驱动所述调驱剂处理装置,以实现所述调驱剂处理装置以不同注入速度向所述 填砂处理装置注入所述调驱剂; 所述控制装置,还用于根据所述参数,以及分别获取的所述填砂处理装置中的调驱层 和非调驱层对应的门槛压力梯度值,获取最大注入压力值,以实现注入栗按照所述最大注 入压力值向所述待注入目标地层注入所述调驱剂。
2. 根据权利要求1所述的调驱处理装置,其特征在于,所述调驱剂处理装置包括: 承压容器;设置在所述承压容器上端的磁力搅拌器;设置在所述磁力搅拌器上的叶轮; 设置在叶轮下方、且设置在所述承压容器侧壁上的保护环;以及用于分隔所述承压容器的 活塞; 其中,所述承压容器包括:在所述活塞上部所形成的,且用于容纳调驱剂的上部空间, 以及在所述活塞下部所形成的,用于容纳所述驱动装置栗入的水的下部空间。
3. 根据权利要求1所述的调驱处理装置,其特征在于,所述填砂处理装置包括:用于填 充不同数目材料的填砂管;设置在所述填砂管两侧的第一法兰和第二法兰;与所述填砂管 的注入端相连接,且用于采集填砂管内调驱剂注入压力的压力表;与所述填砂管的注入端 相连接,且与所述调驱剂处理装置相连接的填砂管入口管线;以及与所述填砂管的出口端 相连接的填砂管出口线。
4. 根据权利要求2或3所述的调驱处理装置,其特征在于,所述控制装置包括: 采集单元,用于采集获取所述待注入目标地层的参数; 控制单元,用于根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及所述注入栗排 量值,计算获取所述调驱剂由井口至所述调驱层的时间数值; 所述控制单元,还用于根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层油藏温度,控制所 述恒温加热装置进行加热处理,以使得所述恒温加热装置内的温度加热至所述调驱层油藏 温度; 所述控制单元,还用于监控所述调驱剂在所述调驱剂处理装置内的膨胀时间,若所述 膨胀时间达到所述时间数值,则控制所述驱动装置中的恒流栗按照预设的不同注入速度向 所述承压容器的下部空间栗入水,以驱动活塞运动,使设置在所述上部空间的所述调驱剂 注入至所述填砂处理装置中。
5. 根据权利要求4所述的调驱处理装置,其特征在于, 所述控制单元,还用于针对所述填砂管模拟所述待注入目标地层的调驱层时,分别记 录获取所述恒流栗按照不同注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第一压力值, 并根据所述不同注入速度,每个注入速度对应的第一压力值,以及所述填砂管的长度,获取 所述调驱层对应的第一门槛压力梯度值; 所述控制单元,还用于针对所述填砂管模拟所述待注入目标地层的非调驱层时,分别 记录获取所述恒流栗按照不同注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第二压力 值,并根据所述不同注入速度,每个注入速度对应的第二压力值,以及所述填砂管的长度, 获取所述非调驱层对应的第二门槛压力梯度值; 所述控制单元,还用于根据所述第一门槛压力梯度值、所述第二门槛压力梯度值,所述 待注入目标地层的参数中的所述注入栗的排量、所述调驱剂的密度和粘度,获取第二门槛 压力梯度折算至井口压力值; 所述控制单元,还用于根据所述第二门槛压力梯度折算至井口压力值,以及所述待注 入目标地层的参数中的井口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值、所述注入栗的 最大工作压力值以及所述待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值,获取所述最大注 入压力值。
6. —种调驱处理方法,其特征在于,应用于上述权利要求1至5任一项所述的调驱处理 装置,所述方法包括: 采集获取所述待注入目标地层的参数; 根据所述参数,控制恒温加热装置加热,并控制驱动装置驱动调驱剂处理装置,以实现 所述调驱剂处理装置以不同注入速度向填砂处理装置注入调驱剂; 根据所述参数,以及分别获取的所述填砂处理装置中的调驱层和非调驱层对应的门槛 压力梯度值,获取最大注入压力值,以实现注入栗按照所述最大注入压力值向所述待注入 目标地层注入所述调驱剂。
7. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述参数,控制所述恒温加热装 置加热,包括: 根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层深度值以及所述注入栗排量值,计算获取 所述调驱剂由井口至所述调驱层的时间数值; 根据所述待注入目标地层的参数中的调驱层油藏温度,控制所述恒温加热装置进行加 热处理,以使得所述恒温加热装置内的温度加热至所述调驱层油藏温度。
8. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述参数,控制所述驱动装置驱动所 述调驱剂处理装置,以实现所述调驱剂处理装置以不同注入速度向所述填砂处理装置注入 所述调驱剂,包括: 监控所述调驱剂在所述调驱剂处理装置内的膨胀时间; 若所述膨胀时间达到所述时间数值,则控制所述驱动装置中的恒流栗按照预设的不同 注入速度向所述承压容器的下部空间栗入水,以驱动活塞运动,使设置在上部空间的所述 调驱剂注入至所述填砂处理装置中。
9. 根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述调驱层和非调驱层对应的门槛压 力梯度值的获取方式包括: 针对填砂管模拟所述待注入目标地层的调驱层时,分别记录获取恒流栗按照不同注入 速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第一压力值,并根据所述不同注入速度,每个注 入速度对应的第一压力值,以及所述填砂管的长度,获取所述调驱层对应的第一门槛压力 梯度值; 针对所述填砂管模拟所述待注入目标地层的非调驱层时,分别记录获取所述恒流栗按 照不同注入速度工作时,对应的所述填砂管的注入端的第二压力值,并根据所述不同注入 速度,每个注入速度对应的第二压力值,以及所述填砂管的长度,获取所述非调驱层对应的 第二门槛压力梯度值。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述参数,以及分别获取的所述 填砂处理装置中的调驱层和非调驱层对应的门槛压力梯度值,获取最大注入压力值,包括: 判断所述第一门槛压力梯度值~7与所述第二门槛压力梯度值1„是否满足(λη-λγ) >0.75 λη; 若判断出所述第一门槛压力梯度值与所述第二门槛压力梯度值λη满足(λη-λγ) >〇. 75 λη,则根据所述参数中的所述注入栗中的排量、所述调驱剂的密度和粘度,获取所述调驱剂 在井筒中的摩阻损失和液柱压力; 根据所述摩阻损失和液柱压力,获取第二门槛压力梯度折算至井口压力值; 将所述第二门槛压力梯度折算至井口压力值,以及所述待注入目标地层的参数中的井 口设备及井下管柱的承压级别对应的最大压力值、所述注入栗的最大工作压力值以及所述 待注入目标地层破裂压力折算至井口的压力值这四者中最小压力值作为所述最大注入压 力值; 其中,η表示非调驱层,y表示调驱层。
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