CN111706316A - 一种多重介质芯片油藏及其制作和应用方法 - Google Patents
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Abstract
一种多重介质芯片油藏及其制作和应用方法。所述多重介质芯片油藏包括至少两个高渗层和至少一个低渗层，每一个所述高渗层的相对的两侧上分别设置有一个进出口。本申请的多重介质芯片油藏能够代表多重介质油藏的重要构特征，同时设计有多个进出口，通过调整进出口的开关能够适用不同的驱替方式，能够模拟多重介质油藏的多种驱替方式的过程，使得微流控芯片实验简单灵活，成本低，结果更真实可靠。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于石油天然气勘探开发与利用领域，尤指一种多重介质芯片油藏及其制作和应用方法。
背景技术
油气资源依然是当今世界的主要能源，油气资源的勘探与开发关系着我国能源安全和社会的发展，而提高采收率是稳步提高油气产量的一种重要手段。实际油气资源开发过程中，多相流在油藏中的流动不可见的特点极大地限制了我们对于提高采收率的机理的认识，进而影响了相关提高采收率技术和方法的发展和应用。
真实油藏往往具有多重介质的特点，例如基质-裂缝型、高渗层-低渗层等等，同时，由于地层中的结构的限制，地层中的水流的流动方式复杂，这也导致地层中的流动情况多种多样，研究多重介质内不同类型的多相流流动过程对油气资源的勘探与开发有着重要的意义。微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。微流控芯片实验是研究多相流在多孔介质中的流动和提高采收率机理的一种强有力的手段。和真实岩心相比，微流控芯片具有可视化、可控性和可重复性的诸多优点。通过设计微流控芯片的结构，使得其结构与真实油藏结构具有一定的相似性，可以通过开展多相流微流控实验来模拟油藏中多相流流动的过程，揭示其提高采收率的机理。但是当前微流控芯片的设计较少考虑多重介质的影响，而不同流动方式(优势通道效应、流动方向与储层分布的方向等)的影响往往就更少了。
发明内容
本申请提供了一种多重介质芯片油藏及其制作和应用方法，该多重介质芯片油藏能够代表多重介质油藏的重要构特征，同时设计有多个进出口，通过调整进出口的开关能够适用不同的驱替方式，能够模拟多重介质油藏的多种驱替方式的过程，使得微流控芯片实验简单灵活，成本低，结果更真实可靠。
本申请提供了一种多重介质芯片油藏，所述多重介质芯片油藏包括至少两个高渗层和至少一个低渗层，每一个所述高渗层的相对的两侧上分别设置有一个进出口。
在本申请的实施例中，所述多重介质芯片油藏可以包括2N个高渗层和2N-1个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层、高渗层、低渗层、……、高渗层的方式分布；所述进出口设置有4N个，这里的N为1、2、3、……。
在本申请的实施例中，所述多重介质芯片油藏可以包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层和高渗层的方式分布；所述进出口设置有四个。
在本申请的实施例中，所述多重介质芯片油藏可以包括三个高渗层和两个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层、高渗层、低渗层和高渗层的方式分布；所述进出口设置有六个。
本申请还提供了一种多重介质芯片油藏的制作方法，包括：
(1)选取水驱刚突破后的岩心，对所述岩心的二维切面进行初步扫描，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率；
(2)采用步骤(1)初步确定的分辨率，对所述岩心进行三维结构扫描；
(3)基于步骤(2)得到的三维结构扫描数据，对所述岩心进行三维结构重构以得到所述岩心的含水区域及含油区域，含水区域代表高渗层区域，含油区域代表低渗层区域，分别提取所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构；
(4)基于步骤(3)得到的所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构，分别分析得到所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布及特征孔径；
(5)根据步骤(4)得到的低渗层区域的孔径分布和特征孔径，将小颗粒随机生长在芯片油藏的低渗层区域中，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的低渗层区域的孔径分布及特征孔径类似；
(6)根据步骤(4)得到的高渗层区域的孔径分布和特征孔径，将小颗粒随机生长在芯片油藏的高渗层区域中，并且在设定位置处预留出进出口，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的高渗层区域的孔径分布及特征孔径类似，得到芯片油藏结构图片；
(7)将所述芯片油藏结构图片导入到绘图软件中，并在所述绘图软件中绘制芯片油藏结构的进出口，得到芯片油藏设计图；和
(8)将所述芯片油藏设计图刻蚀在基底上，并和在相应位置处设置有进孔和出孔的耐热玻璃阳极键和，得到所述多重介质芯片油藏。
在本申请的实施例中，步骤(1)中可以采用氩离子抛光的扫描电子显微镜初步扫描所述岩心的二维切面，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率。
在本申请的实施例中，步骤(2)中可以采用电子计算机断层扫描、聚焦离子束-扫描电子显微镜或核磁共振成像技术对所述岩心进行三维结构扫描。
在本申请的实施例中，步骤(5)、(6)中可以采用四参数随机生成法将小颗粒随机生长在所述芯片油藏的低渗层区域、高渗层区域中。
在本申请的实施例中，步骤(7)中可以采用LISP编程将所述芯片油藏结构图片导入绘图软件中，所述绘图软件可以为AutoCAD或L-Edit。
在本申请的实施例中，步骤(8)中可以采用标准光刻蚀法和耦合等离子深反应刻蚀法、或标准光刻蚀法和湿法刻蚀技术将所述芯片油藏设计图刻蚀在基底上。
在本申请的实施例中，所述岩心可以为直接从经过水驱刚突破后的真实油藏中选取的真实油藏岩心或为经过实验室饱和油以及水驱刚突破后的人工岩心或真实油藏岩心。
本申请还提供了通过如上所述的制作方法得到的多重介质芯片油藏。
本申请还提供了如上所述的多重介质芯片油藏的应用方法，包括：
a.将所述多重介质芯片油藏抽真空；然后用模型油将所述多重介质芯片油藏饱和；
b.打开待用的进出口并关闭不用的进出口，将流体通过一个打开的进出口注入所述多重介质芯片油藏中，并通过其他打开的进出口流出；
c.通过打开或关闭不同的进出口，实现多相流在所述多重介质芯片油藏中的多种流动方式，来模拟真实油藏中多相流流动的过程；
在本申请的实施例中，当所述多重介质芯片油藏包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层和高渗层的方式分布，并且所述进出口设置有四个，上方的高渗层的左侧和右侧分别设置有第一进出口、第二进出口，下方的高渗层的左侧和右侧分别设置有第三进出口、第四进出口时，
所述应用方法可以包括：
打开所述第一进出口和所述第二进出口，关闭所述第三进出口和所述第四进出口，使模型油通过所述第一进出口注入和通过所述第二进出口流出，考察一条主流通道对死区多孔介质的剩余油的影响；或者
打开所有进出口，使模型油同时通过所述第一进出口和所述第三进出口注入，并通过所述第二进出口和所述第四进出口流出，考察两条主流通道对中间多孔介质剩余油的影响；或者
打开所有进出口，使模型油同时通过所述第一进出口和所述第二进出口注入，并通过所述第三进出口和所述第四进出口流出，实现串联多层多孔介质中多相流的流动过程，即为高渗层-低渗层-高渗层三层串联的流动模式；
打开所述第一进出口和所述第四进出口，关闭所述第二进出口和所述第三进出口，使模型油通过所述第一进出口注入和通过所述第四进出口流出，实现对角注入和流出，此时储层分布方向与注入的流动方向相交，即既不平行也不垂直。
本申请能够获得下述有益效果：
本申请根据油藏多重介质的结构特征，利用随机算法生成了相似的芯片油藏结构图片，并利用微电子加工技术加工得到最终的多重介质芯片油藏；同时，通过设计多个进出口，通过控制进出口的方式实现了多种多相流流动的方式。
本申请的多重介质芯片油藏可以基于真实油藏岩心去制作，能够最大程度保证了真实岩心多重介质的主要的结构特征以及能够实现多种方式的多相流流动实验，为微流控实验研究多孔介质中多相流动机理及提高采收率机理奠定了坚实的物理基础。同时，同一种芯片油藏的结构适用于多种实验，使得可以批量生产相同结构的芯片油藏开展不同流动方式的实验，有助于降低实验成本。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的大庆油田油藏水驱刚突破后的真实油藏岩心的氩离子抛光的SEM图，方形区域为低渗层区域，菱形区域为高渗层区域；
图2为本申请实施例的大庆油田的真实油藏岩心的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布图，左图表示低渗层区域的孔径分布，右图表示高渗层区域的孔径分布；
图3为本申请实施例采用四参数随机生成法形成的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布，左图表示低渗层区域的孔径分布，右图表示高渗层区域的孔径分布；
图4为本申请实施例的AutoCAD格式的芯片油藏设计图，黑色部分为流道，白色部分为固体基质；
图5为本申请实施例的多重介质芯片油藏的结构示意图；
图6为本申请实施例2采用注入方式(1)时一条优势通道对死区的影响的流动方式下的不同润湿性体系的采收率曲线，图中为水相接触角，越小表示越亲水；
图7为传统的驱替过程(从左往右流动)的不同润湿性体系的采收率曲线；
图8为真实岩心的采收率曲线，来自参考文献Morrow NR.Wettability and ItsEffect on Oil Recovery.Journal of Petroleum Technology 1990；42(12):1476-84.。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请提供了一种多重介质芯片油藏，所述多重介质芯片油藏包括至少两个高渗层和至少一个低渗层，每一个所述高渗层的相对的两侧上分别设置有一个进出口。
在本申请的实施例中，所述多重介质芯片油藏可以包括2N个高渗层和2N-1个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层、高渗层、低渗层、……、高渗层的方式分布；所述进出口设置有4N个，这里的N为1、2、3、……。
在本申请的实施例中，所述多重介质芯片油藏可以包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层和高渗层的方式分布；所述进出口设置有四个。
在本申请的实施例中，所述多重介质芯片油藏可以包括三个高渗层和两个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层、高渗层、低渗层和高渗层的方式分布；所述进出口设置有六个。
本申请还提供了一种多重介质芯片油藏的制作方法，包括：
(1)选取水驱刚突破后的岩心，对所述岩心的二维切面进行初步扫描，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率；
(2)采用步骤(1)初步确定的分辨率，对所述岩心进行三维结构扫描；
(3)基于步骤(2)得到的三维结构扫描数据，对所述岩心进行三维结构重构以得到所述岩心的含水区域及含油区域，含水区域代表高渗层区域，含油区域代表低渗层区域，分别提取所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构；
(4)基于步骤(3)得到的所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构，分别分析得到所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布及特征孔径；
(5)根据步骤(4)得到的低渗层区域的孔径分布和特征孔径，将小颗粒随机生长在芯片油藏的低渗层区域中，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的低渗层区域的孔径分布及特征孔径类似；
(6)根据步骤(4)得到的高渗层区域的孔径分布和特征孔径，将小颗粒随机生长在芯片油藏的高渗层区域中，并且在设定位置处预留出进出口，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的高渗层区域的孔径分布及特征孔径类似，得到芯片油藏结构图片；
(7)将所述芯片油藏结构图片导入到绘图软件中，并在所述绘图软件中绘制芯片油藏结构的进出口，得到芯片油藏设计图；和
(8)将所述芯片油藏设计图刻蚀在基底上，并和在相应位置处设置有进孔和出孔的耐热玻璃阳极键和，得到所述多重介质芯片油藏。
在本申请中，当生成的芯片油藏结构中的特征孔隙直径在岩心的特征孔隙直径±10％误差范围内时，可以认为生成的芯片油藏结构的孔隙大小可以代表岩心的孔隙大小，且生成的芯片油藏结构的孔径分布与岩心的孔径分布形态类似时，可以认为生成的芯片油藏的孔径分布特征可以代表岩心的孔径分布特征，此时的芯片油藏结构能够代表岩心的主要结构特征。
在本申请中，“小颗粒”指生成岩石基质的最基本单元。例如，对于3000×4000像素点的低渗层区域的情况，为保证足够多的孔隙及刻画的精细，可以选取以各个边长的1‰，即为整个低渗层的百万分之一为小颗粒的大小，每个像素点可以选取12个像素点大小的颗粒作为小颗粒(也可以更小，颗粒越小，生成结构所需的计算时间越长)；对于高渗层区域的情况，可以选取与生成低渗层区域相同的小颗粒即可保证完全刻画高渗层区域，也可根据高渗层与低渗层特征孔隙比例放大上述小颗粒尺寸用以刻画高渗层结构以减少生成结构所需的计算时间。
在本申请的实施例中，步骤(1)中可以采用氩离子抛光的扫描电子显微镜初步扫描所述岩心的二维切面，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率。
在本申请的实施例中，步骤(2)中可以采用电子计算机断层扫描(CT)、聚焦离子束-扫描电子显微镜(FIB-FEM)或核磁共振成像技术(MRI)进行三维结构扫描。
在本申请的实施例中，步骤(3)中可以利用matlab或者imageJ等软件对扫描得到的水相区域和油相区域的三维结构进行重构。
在本申请的实施例中，步骤(4)中可以采用最大球法计算低渗层区域和高渗层区域的孔径分布及特征孔径。
在本申请的实施例中，步骤(5)、(6)中可以采用四参数随机生成法将小颗粒随机生长在所述芯片油藏的低渗层区域、高渗层区域中。
在本申请的实施例中，步骤(7)中可以采用LISP(list procession language)编程将所述芯片油藏结构图片导入绘图软件中。
在本申请的实施例中，步骤(7)中所述绘图软件可以为AutoCAD或L-Edit。
在本申请的实施例中，步骤(8)中可以采用标准光刻蚀(Standardphotolithography)法和耦合等离子深反应刻蚀(inductively coupled plasma deepreactive ion etching,ICP-DRIE)法两个步骤、或采用标准光刻蚀法和湿法刻蚀技术两个步骤将所述芯片油藏设计图刻蚀在基底上。
在本申请的实施例中，所述岩心可以为直接从经过水驱刚突破后的真实油藏中选取的真实油藏岩心或为经过实验室饱和油以及水驱刚突破后的人工岩心或真实油藏岩心。
在本申请的实施例中，所述基底可以为硅片、玻璃片、聚二甲基硅氧烷(PDMS)片或聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)片。
本申请还提供了通过如上所述的制作方法得到的多重介质芯片油藏。
本申请还提供了如上所述的多重介质芯片油藏的应用方法，包括：
a.将所述多重介质芯片油藏抽真空；然后用模型油将所述多重介质芯片油藏饱和；
b.打开待用的进出口并关闭不用的进出口，将流体通过一个打开的进出口注入所述多重介质芯片油藏中，并通过其他打开的进出口流出；
c.通过打开或关闭不同的进出口，实现多相流在所述多重介质芯片油藏中的多种流动方式，来模拟真实油藏中多相流流动的过程；
在本申请的实施例中，当所述多重介质芯片油藏包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层和高渗层的方式分布，并且所述进出口设置有四个，上方的高渗层的左侧和右侧分别设置有第一进出口、第二进出口，下方的高渗层的左侧和右侧分别设置有第三进出口、第四进出口时，
所述应用方法可以包括：
打开所述第一进出口和所述第二进出口，关闭所述第三进出口和所述第四进出口，使模型油通过所述第一进出口注入和通过所述第二进出口流出，考察一条主流通道对死区多孔介质的剩余油的影响；或者
打开所有进出口，使模型油同时通过所述第一进出口和所述第三进出口注入，并通过所述第二进出口和所述第四进出口流出，考察两条主流通道对中间多孔介质剩余油的影响；或者
打开所有进出口，使模型油同时通过所述第一进出口和所述第二进出口注入，并通过所述第三进出口和所述第四进出口流出，实现串联多层多孔介质中多相流的流动过程，即为高渗层-低渗层-高渗层三层串联的流动模式；
打开所述第一进出口和所述第四进出口，关闭所述第二进出口和所述第三进出口，使模型油通过所述第一进出口注入和通过所述第四进出口流出，实现对角注入和流出，此时储层分布方向与注入的流动方向相交，即既不平行也不垂直。
实施例1
一种基于大庆油田岩心结构设计的芯片油藏，其制作方法包括：
(1)直接从经过水驱刚突破后的大庆油田的油藏选取真实油藏岩心，采用氩离子抛光的扫描电子显微镜(SEM)在不同的分辨率下对所述真实油藏岩心的二维切面进行初步扫描，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率；图1为采用0.8μm/pixel的分辨率扫描得到的岩心的SEM图，可以清晰地分辨出低渗层区域与高渗层区域，方形区域为低渗层区域，菱形区域为高渗层区域；因此可以确定，该真实油藏岩心的结构可以采用0.8μm/pixel的分辨率来进行扫描；
(2)采用步骤(1)初步确定的分辨率，利用微米CT对所述真实油藏岩心进行三维结构扫描；
(3)基于步骤(2)得到的三维结构扫描数据，利用matlab或者imageJ软件对所述真实油藏岩心的三维结构进行重构，得到所述真实油藏岩心的含水区域及含油区域，由于所述真实油藏岩心为刚刚水驱突破后的岩心，我们可以认为水相代表的区域为高渗层区域或者优势通道区域，而大块的残余油的区域(含油区域)代表低渗层区域，然后分别提取所述真实油藏岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构；
(4)基于步骤(3)得到的所述真实油藏岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构，采用最大球法分别计算所述真实油藏岩心的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布及特征孔径，如图2所示，左图表示低渗层区域的孔径分布，特征孔径尺寸＝8.0μm，右图表示高渗层区域的孔径分布，特征孔径尺寸＝17.0μm；
(5)根据步骤(4)得到的低渗层区域的孔径分布和特征孔径，采用四参数随机生成法将小颗粒随机生长在芯片油藏的低渗层区域中，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的低渗层区域的孔径分布及特征孔径类似(特征孔隙相对误差小于10％，分布形态类似)；
(6)根据步骤(4)得到的高渗层区域的孔径分布和特征孔径，采用四参数随机生成法将小颗粒随机生长在芯片油藏的高渗层区域中，并且在设定位置处预留出进出口以模拟水流优势通道的效应，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述真实油藏岩心的高渗层区域的孔径分布及特征孔径类似(特征孔隙相对误差小于10％，分布形态类似)，得到芯片油藏结构图片；步骤(5)、(6)形成的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布如图3所示，左图表示低渗层区域的孔径分布，特征孔径尺寸＝8.5μm，右图表示高渗层区域的孔径分布，特征孔径尺寸＝18.0μm；
(7)采用LISP编程将所述芯片油藏结构图片导入AutoCAD软件中，并在AutoCAD软件中绘制芯片油藏结构的进出口区域，得到最终的AutoCAD格式的芯片油藏设计图，如图4所示；
(8)采用标准光刻蚀法和耦合等离子深反应刻蚀法将所述芯片油藏设计图刻蚀在硅片上，并和在相应位置处设置有进孔和出孔的耐热玻璃阳极键和，得到所述多重介质芯片油藏。
如图5所示，该多重介质芯片油藏包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层100、低渗层200和高渗层100’的方式分布，并且所述进出口设置有四个，上方的高渗层100的左侧和右侧的大约中间位置分别设置有第一进出口1、第二进出口2，下方的高渗层100’的左侧和右侧的大约中间位置分别设置有第三进出口3、第四进出口4。
实施例2
本实施例提供了实施例1制得的多重介质芯片油藏的应用方法，包括：
a.将所述多重介质芯片油藏抽真空，然后用模型油(如正癸烷、矿物油等)将芯片油藏饱和；为了饱和整个空间无残余空气，可以从第一进出口1和第二进出口2孔注入模型油，从第三进出口3和第四进出口4流出；
b.通过打开或关闭不同的进出口，将流体注入所述多重介质芯片油藏中，并流出，实现多相流在所述多重介质芯片油藏中的多种流动方式，来模拟真实油藏中多相流流动的过程。
注入的流体可以是水相、聚合物相等等，注入方式可以为：
(1)关闭第三进出口3和第四进出口4，从第一进出口1注入，第二进出口2流出，能够实现一条优势通道对低渗层200的剩余油的影响；如图5所示，此时从第一进出口1至第二进出口2的上层的高渗层100为优势通道，而低渗层200及下层的高渗层100’为死区。
(2)同时从第一进出口1和第三进出口3注入，从第二进出口2和第四进出口4流出，能够实现两条优势通道对中间多孔介质剩余油的影响；如图5所示，此时从第一进出口1至第二进出口2的上层的高渗层100和从第三进出口3至第四进出口4的下层高渗层100’为优势通道，中间的低渗层200为圈闭住的剩余油区域。
(3)同时从第一进出口1和第二进出口2注入，从第三进出口3和第四进出口4流出，能够实现串联多层多孔介质中多相流的流动过程；如图5所示，流动的方向与高低渗层分布垂直。
(4)关闭第二进出口2和第三进出口3通道，从第一进出口1注入，从第四进出口4流出，能够实现对角注入和流出的方式，即为储层分布方向与注入的流动方向相交(既不平行也不垂直)的情形。
(5)在上述注入的方式的基础上，可以通过调节进出口的开关研究新开通道对地层中流动方式的影响。例如在注入方式(1)的基础上，可以调节第三进出口3和第四进出口4的开关研究新开通道对原有流动方式的影响，对应实际情况如原有注水井已开采的情况下，新开井对原有两相流的影响。
因此，本申请的多重介质芯片油藏模型至少可以实现四种典型的流动方式：1、一条优势通道对死区的影响；2、两条优势通道对中间多孔介质低渗层的影响；3、串联多层多孔介质的情况；4、对角注入和流出的情况。
图6为本申请实施例2采用注入方式(1)时一条优势通道对死区的影响的流动方式下的不同润湿性体系的采收率曲线，图7为传统的驱替过程(从左往右流动方式)的不同润湿性体系角的采收率曲线。可以看出，传统方式中不同流体接触角对采收率曲线影响小，而本申请采用的一条主流通道对死区影响的流动方式对润湿性更敏感，与油田现场数据实际更符合。
图8为真实岩心的采收率曲线，来自参考文献：Morrow NR.Wettability and ItsEffect on Oil Recovery.Journal of Petroleum Technology 1990；42(12):1476-84.。图中I为岩心的Amott-Harvey润湿性评价指数(图中圆圈处为弱亲水的情况)。可以看出，不同润湿性状态下，弱亲水状态下得到的采收率最高，而从图6可以看出，采用本申请实施例1的芯片油藏得到的实验结论显示，润湿角为62.13°(属于弱亲水的情况)时，采收率最高，与图8的真实岩心的结论相同，而传统从左往右的流动方式往往无法得到这样的结论。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种多重介质芯片油藏，所述多重介质芯片油藏包括至少两个高渗层和至少一个低渗层，每一个所述高渗层的相对的两侧上分别设置有一个进出口。
2.根据权利要求1所述的多重介质芯片油藏，其中，所述多重介质芯片油藏包括2N个高渗层和2N-1个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层、高渗层、低渗层、……、高渗层的方式分布；所述进出口设置有4N个，这里的N为1、2、3、……。
3.根据权利要求1或2所述的多重介质芯片油藏，其中，所述多重介质芯片油藏包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层和高渗层的方式分布；所述进出口设置有四个。
4.根据权利要求1或2所述的多重介质芯片油藏，其中，所述多重介质芯片油藏包括三个高渗层和两个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层、高渗层、低渗层和高渗层的方式分布；所述进出口设置有六个。
5.一种多重介质芯片油藏的制作方法，包括：
(1)选取水驱刚突破后的岩心，对所述岩心的二维切面进行初步扫描，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率；
(2)采用步骤(1)初步确定的分辨率，对所述岩心进行三维结构扫描；
(3)基于步骤(2)得到的三维结构扫描数据，对所述岩心进行三维结构重构以得到所述岩心的含水区域及含油区域，含水区域代表高渗层区域，含油区域代表低渗层区域，分别提取所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构；
(4)基于步骤(3)得到的所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的三维结构，分别分析得到所述岩心的低渗层区域和高渗层区域的孔径分布及特征孔径；
(5)根据步骤(4)得到的低渗层区域的孔径分布和特征孔径，将小颗粒随机生长在芯片油藏的低渗层区域中，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的低渗层区域的孔径分布及特征孔径类似；
(6)根据步骤(4)得到的高渗层区域的孔径分布和特征孔径，将小颗粒随机生长在芯片油藏的高渗层区域中，并且在设定位置处预留出进出口，直到生成结构的孔径分布及特征孔径与所述岩心的高渗层区域的孔径分布及特征孔径类似，得到芯片油藏结构图片；
(7)将所述芯片油藏结构图片导入到绘图软件中，并在所述绘图软件中绘制芯片油藏结构的进出口，得到芯片油藏设计图；和
(8)将所述芯片油藏设计图刻蚀在基底上，并和在相应位置处设置有进孔和出孔的耐热玻璃阳极键和，得到所述多重介质芯片油藏。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其中，步骤(1)中采用氩离子抛光的扫描电子显微镜初步扫描所述岩心的二维切面，以初步确定岩心结构扫描所需的分辨率。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其中，步骤(2)中采用电子计算机断层扫描、聚焦离子束-扫描电子显微镜或核磁共振成像技术对所述岩心进行三维结构扫描。
8.根据权利要求5所述的制作方法，其中，步骤(5)、(6)中采用四参数随机生成法将小颗粒随机生长在所述芯片油藏的低渗层区域、高渗层区域中；
任选地，
步骤(7)中采用LISP编程将所述芯片油藏结构图片导入绘图软件中，所述绘图软件为AutoCAD或L-Edit；
步骤(8)中采用标准光刻蚀法和耦合等离子深反应刻蚀法、或标准光刻蚀法和湿法刻蚀技术将所述芯片油藏设计图刻蚀在基底上；
所述岩心为直接从经过水驱刚突破后的真实油藏中选取的真实油藏岩心或为经过实验室饱和油以及水驱刚突破后的人工岩心或真实油藏岩心。
9.一种多重介质芯片油藏，所述多重介质芯片油藏通过权利要求5-8中任一项所述的制作方法获得。
10.根据权利要求1-4、9中任一项所述的多重介质芯片油藏的应用方法，包括：
a.将所述多重介质芯片油藏抽真空；然后用模型油将所述多重介质芯片油藏饱和；
b.打开待用的进出口并关闭不用的进出口，将流体通过一个打开的进出口注入所述多重介质芯片油藏中，并通过其他打开的进出口流出；
c.通过打开或关闭不同的进出口，实现多相流在所述多重介质芯片油藏中的多种流动方式，来模拟真实油藏中多相流流动的过程；
任选地，当所述多重介质芯片油藏包括两个高渗层和一个低渗层，所述高渗层和所述低渗层按照从上到下依次为高渗层、低渗层和高渗层的方式分布，并且所述进出口设置有四个，上方的高渗层的左侧和右侧分别设置有第一进出口(1)、第二进出口(2)，下方的高渗层的左侧和右侧分别设置有第三进出口(3)、第四进出口(4)时，
所述应用方法包括：
打开所述第一进出口(1)和所述第二进出口(2)，关闭所述第三进出口(3)和所述第四进出口(4)，使模型油通过所述第一进出口(1)注入和通过所述第二进出口(2)流出，考察一条主流通道对死区多孔介质的剩余油的影响；或者
打开所有进出口，使模型油同时通过所述第一进出口(1)和所述第三进出口(3)注入，并通过所述第二进出口(2)和所述第四进出口(4)流出，考察两条主流通道对中间多孔介质剩余油的影响；或者
打开所有进出口，使模型油同时通过所述第一进出口(1)和所述第二进出口(2)注入，并通过所述第三进出口(3)和所述第四进出口(4)流出，实现串联多层多孔介质中多相流的流动过程，即为高渗层-低渗层-高渗层三层串联的流动模式；
打开所述第一进出口(1)和所述第四进出口(4)，关闭所述第二进出口(2)和所述第三进出口(3)，使模型油通过所述第一进出口(1)注入和通过所述第四进出口(4)流出，实现对角注入和流出，此时储层分布方向与注入的流动方向相交，即既不平行也不垂直。
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