CN108414415B - 一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置以及制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置以及制造方法。主要为了用于实验室结合实际地层从厘米级别上模拟地层非均质性。其特征在于：装置由大小为1×1×30cm的不同渗透率长方体人造岩心，第一螺纹接头，第二螺纹接头，人造厘米级浇筑非均质岩心，进口阀，出口阀以及岩心托架组成；制造该装置首先要获得实际地层的实测数据的分布规律，根据其规律来确定厘米级岩心的渗透率分布，从而使地层中的渗透率分布规律在厘米级岩心中可以模拟出来，由此来模拟地层的非均质性。通过该装置可以使得非均质地层中微小的变化可以在实验室中得以模拟，也使得实验室中的模拟非均质地层驱油试验更加符合实际地层的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于模拟地层非均质性原油驱替实验中的模拟地层非均质性的装置。
背景技术
由于储层在形成过程中受沉积环境，成岩过程和构造作用的影响，在空间分布及内部属性上都存在着不均匀的变化，即储层的非均质性。在目前的油气田开发过程中，储层非均质性在一定程度上制约着驱油的开发效果，所以研究不同渗透率岩心的驱油过程中的渗透规律对油气田开发具有着重要的指导意义。目前实验室中研究储层非均质性往往只是通过不同渗透率岩心简单的并联来研究其驱油规律，即使有通过多个不同渗透率的岩心组成的非均质岩心来研究其驱油规律，但其每块岩心的渗透率值基本都是通过取每个地层渗透率的平均值所得到。由于受沉积作用的影响，储层内也存在着微小的不均匀的变化，因此在层内的渗透率也会存在着差异，仅仅使用地层渗透率的平均值就很难准确模拟出储层的细微变化，所以会导致实验室中非均质性驱油试验结果和现场的实施效果存在差异，从而使得实验室的实验结果失去对现场开发的指导意义。
发明内容
为了解决技术背景中所提到的技术问题，本发明提供了一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置以及制造方法，本发明从现场中提取的渗透率出发，通过统计得到实际地层的渗透率分布频率，并根据该地层中渗透率出现的频率设置厘米级岩心的渗透率的分布，从而得到厘米级岩心模型。该模型利用实际地层中的渗透率分布规律并将其在厘米级岩心将其模拟出来，从而将地层中的分布规律可以在非均质岩心中得以体现。该模型以现场的实际数据出发，所得到的非均质岩心更加符合实际地层。该模型将储层非均质性细分为厘米级，并且将各个厘米级岩心设置有不同的渗透率，能够更加精细的将储层自身的细微变化模拟出来，使得实验室中模拟储层非均质性驱油实验更加接近储层的实际情况，并为现场中非均质地层的驱油开发方案设计提供更为可靠的实验依据。
本发明的技术方案是：一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置，该装置主要由进口阀，第一螺纹接头，1×1×30cm不同渗透率长方体人造岩心，人造厘米级浇筑非均质岩心，第二螺纹接头，岩心托架以及出口阀组成。
所述人造厘米级浇筑非均质岩心由25块1×1×30cm渗透率各不相同的长方体厘米级岩心组成，其中厘米级长方体岩心由不同粒径的石英砂胶结而成，然后将25块渗透率各不相同的长方体厘米级岩心按5×5排列，其中每块厘米级岩心的渗透率通过统计实际地层中的渗透率分布规律所得，最后在两端放置垫块后外层由环氧树脂浇筑形成人造厘米级浇筑非均质岩心。
所述第一螺纹接头两端同时设置有螺纹，第一螺纹接头左端与进口阀螺纹通孔通过旋拧连接，右端与人造厘米级浇筑非均质岩心左端通孔通过旋拧连接。
所述第二螺纹接头两端同时设置有螺纹，第二螺纹接头左端与人造厘米级浇筑非均质岩心右端通孔通过旋拧连接，其右端与出口阀螺纹通孔通过旋拧连接。
所述岩心托架用于实验中放置人造厘米级浇筑非均质岩心，其由放置岩心的平板，两个直角形支架和四个固定螺栓组成，实验室可根据需要自行设计支架的高度。
用于制作所述模拟地层非均质性装置的方法，包括如下步骤：
第一步，提取待模拟实际地层的渗透率数据，建立地层渗透数据表；
第二步，对第二步中所得到的渗透率数据进行统计，计算其分布到每个渗透率区间的样本数量，然后根据样本总数计算每个渗透率区间样本百分比；
第三步，确定不同渗透率厘米级岩心在每个渗透率区间的数量，即确定各个渗透率段的厘米级岩心数量；
第四步，根据第一步至第三步所得到的岩心渗透率以及数量分布，由不同粒度的石英砂和环氧树脂胶结形成不同渗透率的厘米级岩心，然后将25块具有不同渗透率的厘米级岩心按各个渗透率段的厘米级岩心数量比例分布，使其所模拟的地层更加符合实际情况；
第五步，将第四步中形成的岩心，外层由环氧树脂胶结，两端装上进口阀和出口阀，最后即形成利用厘米级岩心模拟地层非均质性装置。
本发明具有以下有益效果：本发明通过将现场中的实际地层数据进行统计分析后得到每个渗透率段的分布频率，即得到了该实际地层渗透率的分布规律。通过地层渗透率的实测规律所设计得到的人造厘米级非均质岩心，和目前实验中仅仅使用地层平均渗透率代替某一段地层的渗透率相比，其更加真实的模拟出地层的真实变化规律，使得实验室用于研究储层非均质性驱油实验的岩心更加符合实际地层，同时也为现场非均质地层驱油提供更为可靠实验依据。
附图说明：
图1是一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置示意图。
图2是一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置横向剖面图。
图3是一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置纵向剖面图。
图4是进口阀与第一螺纹接头剖面图。
图5是出口阀与第二螺纹接头示意图。
图6是岩心支架剖面图。
图中1-人造厘米级浇筑非均质岩心，2-进口阀，3-第一螺纹接头，4-第二螺纹接头，5-出口阀，6-固定螺栓，7-平板，8-直角形支架，9-岩心托架，10-1×1×30cm厘米级长方体人造岩心，11-环氧树脂，12-螺纹通孔，13-岩心垫块，14-螺钉，15-螺母。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1到图6所示，一种利用厘米级岩心模拟地层非均质性的装置，该装置主要由进口阀2，第一螺纹接头3，1×1×30cm不同渗透率长方体人造岩心10，人造厘米级浇筑非均质岩心1，第二螺纹接头4，岩心托架9以及出口阀5组成。
所述人造厘米级浇筑非均质岩心1由25块1×1×30cm渗透率各不相同的长方体厘米级岩心10组成，其中厘米级长方体岩心10由不同粒径的石英砂胶结而成，然后将25块渗透率各不相同的长方体厘米级岩心10按5×5排列，其中每块厘米级岩心的渗透率通过统计实际地层中的渗透率分布规律所得，最后在两端放置垫块13后外层由环氧树脂11浇筑形成人造厘米级浇筑非均质岩心1。
所述第一螺纹接头3两端同时设置有螺纹，第一螺纹接头3左端与进口阀2螺纹通孔通过旋拧连接，右端与人造厘米级浇筑非均质岩心1左端通孔通过旋拧连接。
所述第二螺纹接头4两端同时设置有螺纹，第二螺纹接头4左端与人造厘米级浇筑非均质岩心1右端通孔通过旋拧连接，其右端与出口阀5螺纹通孔通过旋拧连接。
所述岩心托架9用于实验中放置人造厘米级浇筑非均质岩心1，其由放置岩心的平板7，两个直角形支架8和四个固定螺栓6组成，实验室可根据需要自行设计支架的高度。
该种利用厘米级岩心模拟地层非均质性装置的制作方法，该方法由以下步骤组成：
第一步，提取实际地层的渗透率数据，所述25块1×1×30cm渗透率各不相同的长方体厘米级岩心的渗透率大小由大庆油田某区块实际地层的渗透率分布数据所得，设有十口井的岩心分析数据，每口井取10块样品，共得到100个渗透率值（mD），通过对这100个渗透率值进行统计可以得到如下表1所示的地层渗透数据表。
表 1
第二步，将上表1中所得到的渗透率数据根据下表2的分布规律进行统计，计算其分布到每个渗透率区间的样本数量，然后根据样本总数计算每个渗透率区间样本百分比，由此来确定所述不同渗透率厘米级岩心在每个渗透率区间的数量。
渗透率统计分布表
| 渗透率区间（mD） | ＞28 | 24-28 | 20-24 | 16-20 | 12-16 | 8-12 | 4-8 | 0-4 |
| 样品数 | 21 | 4 | 5 | 6 | 9 | 14 | 19 | 21 |
| 样品百分比 | 21% | 4% | 5% | 6% | 9% | 14% | 19% | 21% |
| 实验中岩心数量 | 5 | 1 | 1 | 2 | 2 | 4 | 5 | 5 |
第三步，确定各个渗透率段的厘米级岩心数量，所述25块1×1×30cm渗透率各不相同的长方体厘米级岩心根据以下规律分布，其中0-4 mD的数量为5块，4-8 mD的数量为5块，8-12 mD的数量为4块，12-16mD的数量为2块，16-20 mD的数量为2块，20-24 mD的数量为1块，24-28 mD的数量为1块，大于28 mD的数量为5块。
第四步，根据第三步所述的岩心渗透率以及数量分布，由不同粒度的石英砂和环氧树脂胶结形成不同渗透率的厘米级岩心，然后将25块不同渗透率的厘米级岩心按5×5进行随机分布，使其所模拟的地层更加符合实际情况。
第五步，根据步骤四中形成的岩心，外层由环氧树脂胶结，两端装上进口阀和出口阀后形成人造厘米级浇筑非均质岩心。
Claims (1)
1.一种制作利用厘米级岩心模拟地层非均质性装置的方法，所述装置包括进口阀(2)、第一螺纹接头(3)、人造厘米级浇筑非均质岩心(1)、第二螺纹接头(4)、岩心托架(9)以及出口阀(5)；
所述人造厘米级浇筑非均质岩心(1)由25块1×1×30cm渗透率各不相同的长方体厘米级岩心(10)组成；其中，长方体厘米级岩心(10)由不同粒径的石英砂胶结而成，25块渗透率各不相同的长方体厘米级岩心(10)按5×5排列，在两端放置垫块(13)后外层由环氧树脂(11)浇筑形成人造厘米级浇筑非均质岩心(1)；
所述第一螺纹接头(3)两端同时设置有螺纹，第一螺纹接头(3)左端与进口阀(2)螺纹通孔通过旋拧连接，右端与人造厘米级浇筑非均质岩心(1)左端通孔通过旋拧连接；
所述第二螺纹接头(4)两端同时设置有螺纹，第二螺纹接头(4)左端与人造厘米级浇筑非均质岩心(1)右端通孔通过旋拧连接，其右端与出口阀(5)螺纹通孔通过旋拧连接；
所述岩心托架(9)用于实验中放置人造厘米级浇筑非均质岩心(1)，包括放置岩心的平板(7)、两个直角形支架(8)和四个固定螺栓(6)；
其特征在于：所述方法包括以下步骤：
第一步，提取待模拟实际地层的渗透率数据，建立地层渗透数据表；
第二步，对第一步中所得到的渗透率数据进行统计，计算其分布到每个渗透率区间的样本数量，然后根据样本总数计算每个渗透率区间样本百分比；
第三步，确定不同渗透率厘米级岩心在每个渗透率区间的数量，即确定各个渗透率段的厘米级岩心数量；
第四步，根据第一步至第三步所得到的岩心渗透率以及数量分布，由不同粒度的石英砂和环氧树脂胶结形成不同渗透率的厘米级岩心，然后将25块具有不同渗透率的厘米级岩心按各个渗透率段的厘米级岩心数量比例分布，使其所模拟的地层更加符合实际情况；
第五步，将第四步中形成的岩心，外层由环氧树脂胶结，两端装上进口阀和出口阀，最后即形成利用厘米级岩心模拟地层非均质性装置。
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