CN111855536B - 高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法，利用液烃吸附装置完成，该装置包括岩心夹持器、烘箱、围压泵、中间容器、驱替泵、真空泵，该方法包括：⑴对现场取回的岩心抽提、清洗、烘干；⑵样品选择轻组分正辛烷C₈、重组分十六烷C₁₆按照1:1的体积比组成混合溶液；⑶进行吸附测试：将岩心放入岩心夹持器，样品倒入中间容器，测试吸附前样品中各组分的质量浓度W_0i，其中i代表C₈、C₁₆；将围压加到5MPa，打开驱替泵开始进样，直到围压、内压分别控制在设定值，保持围压高于内压3‑5MPa，停止进样；测试吸附后样品中各组分的质量浓度W_i；⑷计算液烃在多孔介质的表观吸附量

本发明通过对储层多孔介质中液烃吸附量进行定量化描述，为进一步提高采收率提供理论依据。

Description

高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法

技术领域

本发明属于石油勘探开发领域，具体涉及一种在高温高压下储层多孔介质中液烃吸附量的测试方法。

背景技术

油藏流体在储层多孔介质中储集和渗流，与储层多孔介质形成一个相互作用的系统。由于储层岩石孔隙小、比表面大，部分液烃吸附于孔隙表面，形成吸附相，进而影响流体相态和渗流规律，尤其在低渗透多孔介质中，吸附现象更为严重。因此，研究多孔介质中液烃的吸附现象，对正确、全面认识油藏特征、开发动态，制定合理的开发方案，高效开发油藏，具有巨大的经济价值和现实意义。由于油藏储层多孔介质的孔隙结构异常复杂，无论其宏观特性参数还是微观特性都在一个较大的范围变化，常规化工领域有关液相吸附测试的方法，如密封振荡平衡法、色谱法、循环法、表面张力-接触面和黏附张力法等并不适用。这些方法都是从化工分离的角度提出的，所选用的吸附剂如活性炭、硅胶、沸石、分子筛等商业吸附剂，表面积一般较大(>200m²/g)，易于测试。而油气储层砂岩的比表面积比较小(<0.5m²/g)，吸附的油相也相对较小，增加了测试的难度。目前，国内外学者对原油吸附机理以及原油沥青质在岩石表面的吸附特性等有所研究，而有关高温高压下储层多孔介质中原油吸附的测试方法几乎没有。

发明内容

本发明的目的在于提供高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法，该方法原理可靠，操作简便，高温高压下可在室内测试出储层多孔介质中液烃的吸附量，通过对储层多孔介质中液烃吸附量进行定量化描述，为进一步提高采收率提供基础数据和理论依据。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

本发明选取密封平衡法，即岩心在密闭的容器中与溶液充分接触、平衡，通过测试吸附前后单组分浓度的变化来确定过剩吸附量。包括：高温高压下多孔介质中液烃吸附测定实验装置准备；进行多孔介质中液烃吸附测定实验；通过气相色谱仪分析吸附前后样品的各组分浓度；计算各组分的表观吸附量。

高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法，利用液烃吸附装置完成，该装置包括岩心夹持器、烘箱、围压泵、中间容器、驱替泵、真空泵，所述岩心夹持器置于烘箱中，岩心夹持器设有加压管线，通过加压管线与围压泵连接，围压泵为吸附装置提供围压，岩心夹持器设有注入口，该注入口通过中间容器与驱替泵连接，驱替泵为吸附装置提供内压，岩心夹持器还连接真空泵，该方法依次包括以下步骤：

⑴准备岩心：对现场取回的岩心进行抽提、清洗、烘干；

⑵准备样品：样品选择轻组分正辛烷C₈、重组分十六烷C₁₆两种单烃按照1:1的体积比组成混合溶液，混合溶液密度为ρ；

⑶进行吸附测试：

①将岩心放入岩心夹持器中，用真空泵对岩心抽真空；

②将样品倒入中间容器，用驱替泵排空中间容器中残留的空气，并从上端阀门取出样品，用气相色谱仪测试吸附前样品中各组分的质量浓度W_0i，其中i代表C₈、C₁₆；

③用驱替泵排空管线中的空气，并记录泵的体积读数V₁；

④通过围压泵将围压加到5MPa，打开驱替泵开始进样，中间容器中的样品进入岩心，驱替泵为吸附装置提供内压，直到围压、内压分别控制在设定值，并保持围压高于内压3-5MPa，停止进样,稳定后记录泵的体积读数V₂；

⑤从中间容器上端阀门取出样品，用气相色谱仪测试吸附后样品中各组分的质量浓度W_i；

⑷计算液烃在多孔介质的表观吸附量n_i ^e，过程如下：

岩心中吸附的液烃的体积为V(ml)：

V＝V₁-V₂

岩心中吸附的液烃的质量为m(g)：

m＝ρ×V

岩心中吸附的液烃的量为n⁰(mol)：

其中：

M_i—样品中各组分的摩尔质量，g/mol；

计算吸附前样品中各组分的摩尔含量

计算吸附后样品中各组分的摩尔含量x_i：

从而计算得到液烃在多孔介质的表观吸附量

(mmol/g)：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：可通过高温高压下多孔介质中液烃吸附装置对多孔介质中液烃的吸附量进行测试，也能对比表面积较小(<0.5m²/g)，吸附的油相也相对较小的油气储层砂岩进行液烃吸附量的测试。通过对储层多孔介质中液烃吸附量进行定量化描述，为进一步提高采收率提供基础数据和理论依据。

附图说明

图1是高温高压下多孔介质中液烃吸附装置的结构示意图。

图中：1-围压泵；2-驱替泵；3-真空泵；4-岩心夹持器；5-岩心；6-样品中间容器；7-石油醚中间容器；8-氮气中间容器；9-烘箱。

具体实施方式

下面将根据附图对本发明进行清楚、完整地描述。以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的技术范围内，均在保护之列。

参看图1。

多孔介质中液烃吸附装置包括岩心夹持器4、烘箱9、围压泵1、样品中间容器6、驱替泵2、真空泵3，所述岩心夹持器4装有岩心5并置于烘箱9中，岩心夹持器设有加压管线，通过加压管线与围压泵1连接，围压泵为吸附装置提供围压，岩心夹持器设有注入口，该注入口通过样品中间容器6与驱替泵2连接，驱替泵为吸附装置提供内压，岩心夹持器还连接真空泵3。

所述岩心夹持器的注入口还通过石油醚中间容器7、氮气中间容器8与驱替泵连接，石油醚中间容器、氮气中间容器用于实验完成后清洗岩心。

高温高压下多孔介质液烃吸附测试方法，依次包括以下步骤：

⑴准备岩心：对现场取回的岩心进行抽提、清洗、烘干并测岩心的长度L＝9.941cm，直径d＝7.554cm，岩心孔隙度φ＝19.16％、渗透率K＝20.3×10³μm²；

⑵准备样品：样品选择一个轻组分正辛烷(C₈)、一个重组分十六烷(C₁₆)两种单烃按照1:1的体积比组成的混合溶液，混合溶液密度ρ＝0.7444g/cm³；

⑶进行吸附测试：

①将岩心放入岩心夹持器中，保持实验温度为100℃，实验压力为32MPa，对岩心进行抽真空；

②将样品倒入样品中间容器，用驱替泵排空样品中间容器中可能残留的空气，并从上端阀门取出样品，用气相色谱仪测试吸附前样品中各组分的质量浓度w_0i，其中i代表C₈、C₁₆，测得

③用驱替泵排空管线中的空气，并记录泵的体积读数V₁＝191ml；

④通过围压泵将围压加到5MPa，打开驱替泵开始进样，样品中间容器中的样品进入岩心，驱替泵为吸附装置提供内压，直到围压、内压分别控制在37MPa、32MPa，并保持围压高于内压5MPa，停止进样，稳定后记录泵的体积读数V₂＝118ml；

⑤从样品中间容器上端阀门取出样品，用气相色谱仪测试吸附后样品中各组分的质量浓度w_i，测得

⑷计算液烃在多孔介质的表观吸附量

过程如下：

岩心中吸附的液烃的体积为V(ml)：

V＝V₁-V₂＝73ml

岩心中吸附的液烃的质量为m(g)：

m＝ρ×V＝54.3412g

岩心中吸附的液烃的量为n⁰(mol)：

计算吸附前样品中各组分的摩尔含量

计算吸附后样品中各组分的摩尔含量x_i：

从而计算得到液烃在多孔介质的表观吸附量

(mmol/g)

说明：由于在吸附过程中，岩心吸附轻组分C₈的量更多，所以吸附后的混合溶液里C₁₆的摩尔分数会较吸附前增加，最后计算出的

为负数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法，利用液烃吸附装置完成，该装置包括岩心夹持器、烘箱、围压泵、中间容器、驱替泵、真空泵，所述岩心夹持器置于烘箱中，岩心夹持器设有加压管线，通过加压管线与围压泵连接，围压泵为吸附装置提供围压，岩心夹持器设有注入口，该注入口通过中间容器与驱替泵连接，驱替泵为吸附装置提供内压，岩心夹持器还连接真空泵，该方法依次包括以下步骤：

⑴准备岩心：对现场取回的岩心进行抽提、清洗、烘干；

⑵准备样品：样品选择轻组分正辛烷C₈、重组分十六烷C₁₆两种单烃按照1:1的体积比组成混合溶液，混合溶液密度为ρ；

⑶进行吸附测试：

①将岩心放入岩心夹持器中，用真空泵对岩心抽真空；

②将样品倒入中间容器，用驱替泵排空中间容器中残留的空气，并从上端阀门取出样品，用气相色谱仪测试吸附前样品中各组分的质量浓度W_0i，其中i代表C₈、C₁₆；

③用驱替泵排空管线中的空气，并记录泵的体积读数V₁；

④通过围压泵将围压加到5MPa，打开驱替泵开始进样，中间容器中的样品进入岩心，驱替泵为吸附装置提供内压，直到围压、内压分别控制在设定值，并保持围压高于内压3-5MPa，停止进样,稳定后记录泵的体积读数V₂；

⑤从中间容器上端阀门取出样品，用气相色谱仪测试吸附后样品中各组分的质量浓度W_i；

⑷计算液烃在多孔介质的表观吸附量

过程如下：

岩心中吸附的液烃的体积为V：

V＝V₁-V₂

岩心中吸附的液烃的质量为m：

m＝ρ×V

岩心中吸附的液烃的量为n⁰：

其中：

M_i—样品中各组分的摩尔质量，g/mol；

计算吸附前样品中各组分的摩尔含量

计算吸附后样品中各组分的摩尔含量x_i：

从而计算得到液烃在多孔介质的表观吸附量

2.如权利要求1所述的高温高压下储层多孔介质中液烃吸附测定方法，其特征在于，所述岩心夹持器的注入口还通过石油醚中间容器、氮气中间容器与驱替泵连接，石油醚中间容器、氮气中间容器用于实验完成后清洗岩心。

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