CN112630100A - 热储层回灌水微观渗流规律的分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,包括:提供岩心模型,岩心模型透明且内部具有孔隙吼道和裂缝并设有注入端和流出端;将岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度;将含有染色示踪剂的第一回灌水通过注入端持续注入岩心模型以驱替地层水,同时录制第一流动过程视频;通过图像处理分析第一回灌水在岩心模型中的波及面积、前缘突破时间和突破速度;将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过注入端持续注入岩心模型以驱替地层水,同时录制第二流动过程视频;基于第二回灌水在不同区域的颜色变化,通过图像处理分析第二回灌水的温度场变化。实现了对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。
Description
技术领域
本发明涉及地热资源开发和利用技术领域,更具体地,涉及一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法。
背景技术
地热回灌是一种避免地热废水直接排放引起的热污染和化学污染的措施,并对维持热储压力,保证地热田的开采技术条件具有重要的作用。地热回灌就是把地热废水、常温地下水、地表水甚至污水灌入热储中,其目的有以下几个方面:
(1)地热废水的温度一般高于环境温度,其中通常含有较高的盐份,其中有些化学组分是有毒有害的,地热废水的直接排放可能对环境造成热污染和化学污染。
(2)改善或恢复热储的产热能力,地热田中的地热能一部分储存在其中的热流体中,而绝大部分储存在岩石骨架中,通过把温度较低的水注入热储中,经过加热后再抽取出来,就可能提高地热资源的利用效率。
(3)保持热储的流体压力,维持地热田的开采条件一般来说,地热的开采会导致热储压力降低,如果开采量过大,使补给和开采失去平衡时,热储压力会持续降低,使地热田的生产能力降低,甚至丧失生产能力和引起地面沉降。回灌对于维持或恢复热储压力,稳定地热田的开采条件,预防地面沉降具有重要作用。
因此,回灌技术为开采地热资源的一种重要措施,能够缓解地下水位下降速度,提高地热资源的利用率,已经被用于开采裂缝热储储层的地热资源。
回灌流体在裂缝热储中渗流过程受到多种因素影响,如基质渗透率和孔隙度、裂缝等优势流动通道影响。当流体被回灌进入热储储层中,当热储中存在优势流动通道时,大部分回灌流体沿着优势流动通道沿注入井窜流至生产井,在流动热交换过程中,位于流体主要流动路径附近的岩石热量迅速被提取,而附近未波及的流动路径的岩石热量未被交换提取。同时,一旦发生热突破,不能保证热储层对回灌水的加热效果。当热储基岩孔隙中不存在裂缝等优势流动通道时,回灌流体的流动和热交换发生在基岩孔隙中,热交换方式以热传导为主,由于无优势流动通道存在,流体在热储中波及范围更广。因此,流体在热储中的波及范围和热突破时间会影响热储的开采效率。
回灌水在裂缝热储中渗流规律复杂,回灌水如何在裂缝中渗流及回灌水的注入速度方向对回灌水的微观渗流规律影响如何,对裂缝热储的回灌开发具有影响。
室内岩心流动实验是常用于研究流体在孔隙介质和裂缝介质中流动规律分析方法,然而,裂缝热储天然岩心不好获取,同时岩心不具有可视化特征,不能很好直观的分析回灌水的微观渗流规律和波及特征。
因此需要提出一种能够直观分析回灌水的微观渗流规律的方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,实现对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。
为实现上述目的,本发明提出了一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,包括:
步骤1:提供岩心模型,所述岩心模型透明且内部具有互相连通的孔隙吼道和裂缝,所述岩心模型设有与所述孔隙吼道连通的注入端和流出端;
步骤2:将所述岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度;
步骤3:将含有染色示踪剂的第一回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水,同时录制所述第一回灌水的第一流动过程视频,其中所述第一回灌水的温度低于所述预设温度;
步骤4:基于第一流动过程视频通过图像处理分析所述第一回灌水在所述岩心模型中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度;
步骤5:排出所述岩心模型中的所述第一回灌水并重复步骤2;
步骤6:将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水,同时录制所述第二回灌水在所述岩心模型内的第二流动过程视频,其中所述第二回灌水的温度低于所述预设温度;
步骤7:基于所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化,通过图像处理分析所述第二回灌水的温度场变化。
可选地,所述步骤1包括:提供玻璃基板,通过激光刻蚀工艺在所述玻璃基板内刻蚀出所述孔隙吼道、所述裂缝,并在所述玻璃基板的侧壁刻蚀出所述注入端和所述流出端,形成所述岩心模型。
可选地,所述裂缝为多条,所述注入端和所述流出端均为多个,所述孔隙喉道交织分布于所述岩心模型内部,多条所述裂缝平行等间距分布于所述岩心模型的中央,所述裂缝与所述孔隙吼道连通,所述注入端和所述流出端分别与所述孔隙吼道连通。
可选地,多个所述注入端和多个所述流出端分别设置于多条所述裂缝的两侧,所述注入端和所述流出端设于所述玻璃基板的侧壁,多个所述注入端分别与所述裂缝之间形成不同的注入角度。
可选地,所述岩心模型为正方形,所述正方形的边长范围为3cm至5cm,所述孔隙吼道的宽度范围为25μm至35μm,多条所述裂缝的宽度不同,所述裂缝的宽度范围为100μm至300μm,所述裂缝的长度范围为2cm至4cm,相邻两条裂缝之间距离范围为0.5cm至0.7cm,所述注入端和所述流出端的数量与所述裂缝的数量相同。
可选地,所述步骤2包括:将所述岩心模型抽真空并饱和地层水,之后将饱和地层水的所述岩心模型置于模拟热储层温度条件的烘箱中加热至所述预设温度。
可选地,所述步骤3包括:将所述第一回灌水利用亚甲基蓝溶液进行染色,将含有亚甲基蓝溶液的所述第一回灌水通过不同的注入端口分别以不同注入速度注入所述岩心模型以驱替所述地层水,同时利用高清摄像机录制第一回灌水在所述岩心模型内的微观渗流过程的所述第一流动过程视频。
可选地,所述步骤4包括:通过Image Pro和PS图像处理软件定量分析所述第一流动过程视频中所述第一回灌水的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度;
所述分析方法还包括:根据所述波及面积、所述前缘突破时间和所述突破速度分析回灌水注入速度与裂缝发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。
可选地,所述步骤6包括:将能够在不同温度段显示不同颜色的温敏示踪剂添加至所述第二回灌水中,将含有温敏示踪剂的所述第二回灌水通过不同的注入端分别以不同注入速度注入所述岩心模型以驱替所述地层水,利用高清摄像机录制所述第二回灌水在所述岩心模型中与所述饱和地层水热交换过程的所述第二流动过程视频。
可选地,所述步骤7包括:通过Image Pro和PS图像处理软件处理分析所述第二流动过程视频,根据所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化,半定量分析所述第二回灌水的温度场变化特征;
所述分析方法还包括:根据所述温度场变化特征分析回灌水注入速度和裂缝发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。
本发明的有益效果在于:
通过染色示踪技术监测模拟裂缝热储层的透明岩心模型中回灌水微观渗流规律,能够追踪热储层回灌水的渗流前缘,利用图像处理软件定量分析裂缝热储回灌水的波及面积和回灌水前缘热突破时间和突破速度;通过温度示踪技术监测模拟裂缝热储层的透明岩心模型中回灌水微观渗流规律,能够根据不同区域的颜色变化,半定量分析裂缝热储层回灌水的热交换变化特征,明确热储层回灌水的温度场变化,实现对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析,对明确回灌水在裂缝热储层中的微观渗流规律和波及特征具有重要意义。
本发明的装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法的步骤图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种岩心模型结构示意图。
图3a示出了根据本发明的一个实施例的一种岩心模型实体图。
图3b示出了根据本发明的一个实施例的第一回灌水基于染色示踪渗流效果图。
图4示出了根据本发明的一种监测热储层回灌水微观渗流规律的实验装置图。
附图标记说明:
100、岩心模型;101、玻璃基板;102、孔隙喉道;103、裂缝;104、注入端;105、流出端;201、计算机;202、高清摄像机;203、显微镜;204、光源;205、压力表;206、模拟地层水;207;六通阀;208、恒压恒速泵。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法的步骤图,如图1所示,根据本发明的一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,包括:
步骤1:提供岩心模型,岩心模型透明且内部具有互相连通的孔隙吼道和裂缝,岩心模型设有与孔隙吼道连通的注入端和流出端;
步骤2:将岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度;
步骤3:将含有染色示踪剂的第一回灌水通过注入端持续注入岩心模型以驱替地层水,同时录制第一回灌水的第一流动过程视频,其中第一回灌水的温度低于预设温度;
步骤4:基于第一流动过程视频通过图像处理分析第一回灌水在岩心模型中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度;
步骤5:排出岩心模型中的第一回灌水并重复步骤2;
步骤6:将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过注入端持续注入岩心模型以驱替地层水,同时录制第二回灌水在岩心模型内的第二流动过程视频,其中第二回灌水的温度低于预设温度;
步骤7:基于第二流动过程视频中第二回灌水在岩心模型内不同区域的颜色变化,通过图像处理分析第二回灌水的温度场变化。
具体地,将第一回灌水通过染色示踪剂染色并录制第一回灌水在透明的岩心模型中的第一流动过程视频,并通过图像处理分析第一流动过程视频中回灌水微观渗流规律,通过染色示踪技术能够追踪第一回灌水的渗流前缘,利用图像处理定量分析第一回灌水在裂缝和孔隙喉道中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度,其中,前缘突破时间是指回灌水从注入端流经孔隙喉道、缝隙至流出相对应的流出端的初始时间;将多温度段温敏示踪剂加入第二回灌水中,并录制第二回灌水在透明的岩心模型中的第二流动过程视频,通过图像处理分析第二流动过程视频中回灌水微观渗流规律,通过温度示踪技术监测模拟裂缝热储层的岩心模型中回灌水微观渗流规律,能够根据不同区域的颜色变化,半定量分析裂缝热储层回灌水的热交换变化特征,明确热储层回灌水的温度场变化,实现对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。
本实施例中,步骤1包括:提供玻璃基板101,通过激光刻蚀工艺在玻璃基板101内刻蚀出孔隙吼道、裂缝103,并在玻璃基板101的侧壁刻蚀出注入端104和流出端105,形成岩心模型100。
具体地,参考图2,本实施例中用于提供岩心模型100的玻璃基板101为普通的片状玻璃,玻璃的主要成分为二氧化硅,与热储层的岩石成分相似,通过激光刻蚀在玻璃基板101内部刻蚀出孔隙吼道、裂缝103,并在玻璃基板101的两端侧壁分别刻蚀出注入端104和流出端105。其中,需要注意孔隙吼道和裂缝103形成于玻璃基板101的上表面和下表面之间且并不能贯穿玻璃基板101的上表面和下表面,具体实施过程中,将激光刻蚀设备的激光束聚焦与玻璃基板101的内部即可实现第玻璃基板101内部的刻蚀。激光刻蚀为现有技术,此处不再赘述。
在一个示例中,裂缝103为多条,注入端104和流出端105均为多个,孔隙喉道102交织分布于岩心模型100内部,多条裂缝103平行等间距分布于岩心模型100的中央,裂缝103与孔隙吼道连通,注入端104和流出端105分别与孔隙吼道连通。
具体地,请参考图2和图3a,图3a中交织分布的细纹为孔隙喉道102,多条裂缝103平行等间距分布于岩心模型100的中央区域,注入端104、裂缝103、流出端105均通过孔隙喉道102连通,多条裂缝103之间同样通过孔隙喉道102连通,回灌水能够通过岩心模型100一侧的注入端104流入孔隙喉道102逐步渗透至多个裂缝103和其他区域的孔隙喉道102,最后通过岩心模型100另一侧的流出端105流出。
在一个示例中,多个注入端104和多个流出端105分别设置于多条裂缝103的两侧,注入端104和流出端105设于玻璃基板101的侧壁,多个注入端104分别与裂缝103之间形成不同的注入角度。
具体地,参考图2,本实施例中的岩心模型100设有三条互相平行的裂缝103,注入端104和流出端105均为三个,并且三个注入端104和三个流出端105一一对应的分布于三条裂缝103的两侧,其中三个注入端104口的注入方向分别与裂缝103的夹角为0°、45°和90°,以此能够实现将回灌水从不同的注入角度注入到可视化的岩心模型100中。本发明中对流出端105的流出角度并不做限定,本发明的其他实施例中,。
在一个示例中,岩心模型100为正方形,正方形的边长尺寸范围为3cm至5cm,孔隙吼道的宽度为25μm至35μm,多条裂缝103的宽度不同,裂缝103的宽度范围为100μm至300μm,裂缝103的长度范围为2cm至4cm,相邻两条裂缝103之间距离范围为0.5cm至0.7cm,注入端104或流出端105的数量与裂缝103的数量相同。
具体地,参考图2,为便于夹持,本实施例中的岩心模型100(玻璃基板101)为正方形,其有效可视区域尺寸范围为4cm×4cm,激光刻蚀的孔隙吼道宽度为30μm(受限于现有激光刻蚀工艺和示踪技术的限制),三条裂缝103宽度分部为100μm、200μm、300μm,三条裂缝103长度分别为2.67cm、4cm和2.67cm(中间的一条裂缝103较长,两侧的两条较短),相邻两条裂缝103之间距离为0.6cm,同时该岩心模型100的两侧分别设有三个注入端104和三个流出端105,由于回灌水是通过一定注入压力进行注入,回灌水从一个注入端104注入后会朝向与该注入端104相对的流出端105流动,因此可以通过变换注入端104和流出端105模拟注入井和采出井的位置,来进行模拟裂缝103发育方位、回灌水注入裂缝103的角度、回灌水注入速度对热储回灌水微观渗流规律影响。在本发明的其他实施例中,用于模拟岩心模型100的玻璃基板101也可以为其他形状,如多边形、圆形等,本发明中的孔隙喉道102互相交织的单元形状不做限定,尽量模拟岩石的孔隙喉道102即可。
在一个示例中,步骤2包括:将岩心模型100抽真空并饱和地层水,之后将饱和地层水的岩心模型100置于模拟热储层温度条件的烘箱中加热至预设温度。
具体地,通过抽真空的设备将岩心模型100中孔隙喉道102和裂缝103中的空气抽除以使地层水能够快速的充满孔隙喉道102和裂缝103的空隙,然后将饱和地层水的岩心模型100置于模拟热储层温度条件的烘箱中进行加热,并保持在一定的温度。
在一个示例中,步骤3包括:将第一回灌水利用亚甲基蓝溶液进行染色,将含有亚甲基蓝溶液的第一回灌水通过不同的注入端104口分别以不同注入速度注入岩心模型100以驱替地层水,同时利用高清摄像机录制第一回灌水在岩心模型100内的微观渗流过程的第一流动过程视频。
具体地,参考图3,先将温度低于热储层温度的第一回灌水利用1%亚甲基蓝溶液进行染色,然后以不同注入速度(0.01mL/min、0.02mL/min和0.04mL/min)、不同注入端104(注入方向分别与裂缝103夹角呈0°、45°和90°)组合,逐次将第一回灌水注入可视化微观刻蚀模型,利用高清摄像机录制每次第一回灌水的流动过程,例如,首先通过注入方向与裂缝103夹角呈0°的注入端104以0.01mL/min的注入速度持续注入第一回灌水直到第一回灌水热前缘突破从流出端105流出,同时录制回灌水在岩心模型100中的流动过程,然后将岩心模型100中的第一回灌水抽出并重复抽真空、饱和地层水的过程,再通过同一个注入端104以0.02mL/min或0.04mL/min重复上述过程,或者通过其他的注入端104重复上述过程,依次类推,完成回灌水以不同注入速度、不同注入角度的地层水驱替地层水的可视化染色示踪渗流实验过程。
本实施例中,步骤4包括:通过Image Pro和PS图像处理软件定量分析第一流动过程视频中第一回灌水的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度,根据波及面积、前缘突破时间和突破速度分析回灌水注入速度与裂缝103发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。
具体地,通过Image Pro和PS图像处理软件处理分析第一流动过程视频,由于第一回灌水呈蓝色,可以通过图像处理软件根据颜色识别并定量分析第一回灌水的波及面积(即填充的孔隙喉道102和裂缝103面积),通过分析第一回灌水前缘(即蓝色的第一回灌水与被驱替的地层水的交界面)的流动过程能够计算出基于不同注入角度和不同注入速度下第一回灌水的前缘突破时间和突破速度,进而能够分析出回灌水注入速度与裂缝103发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。其中,Image Pro和PS图像处理软件均为现有技术,本领域人员也可以选择其他现有图像分析软件实现对视频的分析处理,此处不再赘述。
在一个示例中,步骤6包括:将能够在不同温度段显示不同颜色的温敏示踪剂添加至第二回灌水中,将含有温敏示踪剂的第二回灌水通过不同的注入端104分别以不同注入速度注入岩心模型100以驱替地层水,利用高清摄像机录制第二回灌水在岩心模型100中与饱和地层水热交换过程的第二流动过程视频。
具体地,配制多温度段的温敏示踪剂溶液,将温敏示踪剂溶液加入第二回灌水(温度低于岩心模型100的预设温度),本实施例中的温敏示踪剂能够在不同温度段(<31℃、31℃~38℃、38℃~50℃、50℃~62℃和>62℃)显示不同的颜色。将岩心模型100抽真空并饱和地层水后,将饱和地层水的岩心模型100置于模拟热储层温度条件的烘箱中,同上述可视化染色示踪渗流实验过程,将第二回灌水逐次以不同注入速度(0.01mL/min、0.02mL/min和0.04mL/min)、不同注入端104(分别与裂缝103夹角0°、45°和90°)的组合注入透明可视化的岩心模型100对岩心模型100中的地层水进行驱替,驱替过程中由于温度较低的第二回灌水与地层水、岩心模型100发生热交换,会在不同的温度显示不同的颜色,利用高清摄像机录制每次注入第二回灌水的流动过程以及热交换过程中不同区域的第二回灌水颜色变化过程。
在一个示例中,步骤7包括:通过Image Pro和PS图像处理软件处理分析第二流动过程视频,根据第二流动过程视频中第二回灌水在岩心模型100内不同区域的颜色变化,半定量分析第二回灌水的温度场变化特征,根据温度场变化特征分析回灌水注入速度和裂缝103发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。
具体地,通过Image Pro和PS图像处理软件处理分析第二流动过程视频,基于模型不同区域的颜色变化,半定量分析热储回灌水的热交换变化特征,通过半定量分析温度场的变化时间、温度变化范围并结合注入的第二回灌水的体积能够快速明确热储回灌水的温度场变化。由于本方案不需要明确出温度场的精确的线性变化,只需要明确出一定体积的回灌水的温度场随时间温度变化的趋势即可,因此采用半定量分析。其中半定量分析为现有技术,半定量分析是准确性比定量分析稍差的分析方法,特点是简单、迅速、费用低,半定量分析方法常用的有德尔菲法、交叉影响分析法、层次分析法和内容分析法,本领域技术人员可已根据具体情况采用适用的半定量分析方法,此处不再赘述。
以上实施例通过染色示踪技术监测模拟裂缝103热储层的透明岩心模型100中回灌水微观渗流规律,能够追踪热储层回灌水的渗流前缘,利用图像处理软件定量分析裂缝103热储回灌水的波及面积和回灌水前缘热突破时间和突破速度,并通过温度示踪技术监测模拟裂缝103热储层的透明岩心模型100中回灌水微观渗流规律,能够根据不同区域的颜色变化,半定量分析裂缝103热储层回灌水的热交换变化特征,明确热储层回灌水的温度场变化,实现了对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。
参考图4,本发明的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法可以通过监测热储层回灌水微观渗流规律的实验实现,本实施例的实验装置包括:计算机201、高清摄像机202、显微镜203、压力表205、模拟地层水206、六通阀207、以及恒压恒速泵208,其中高清摄像机202与计算机201电连接,压力表205、模拟地层水206、六通阀207、恒压恒速泵208依次连接,岩心模型100置于显微镜203的光源204上,压力表205通过注水管与岩石模型的注入端连接。在染色示踪实验步骤中需要预先在模拟地层水206中添加1%亚甲基蓝溶液进行染色完成第一回灌水的配置,在温度示踪实验步骤进行之前需要更换模拟地层水206并添加不同温度段显示不同颜色的温敏示踪剂完成第二回灌水的配置,染色示踪实验或温度示踪实验进行过程中,高清摄像机202能够从显微镜203成像端录制染色示踪实验或温度示踪实验过程中回灌水在岩心模型100中的渗流过程以及颜色变化过程,高清摄像机202将录制的视频上传至计算机201,通过计算机201上安装的图像分析软件(Image Pro和PS或其他图像处理软件)即可实现对视频的处理和分析,进而实现模拟热储层回灌水的微观渗流实现,并能够实现对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,包括:
步骤1:提供岩心模型,所述岩心模型透明且内部具有互相连通的孔隙吼道和裂缝,所述岩心模型设有与所述孔隙吼道连通的注入端和流出端;
步骤2:将所述岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度;
步骤3:将含有染色示踪剂的第一回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水,同时录制所述第一回灌水的第一流动过程视频,其中所述第一回灌水的温度低于所述预设温度;
步骤4:基于第一流动过程视频通过图像处理分析所述第一回灌水在所述岩心模型中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度;
步骤5:排出所述岩心模型中的所述第一回灌水并重复步骤2;
步骤6:将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水,同时录制所述第二回灌水在所述岩心模型内的第二流动过程视频,其中所述第二回灌水的温度低于所述预设温度;
步骤7:基于所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化,通过图像处理分析所述第二回灌水的温度场变化。
2.根据权利要求1所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述步骤1包括:提供玻璃基板,通过激光刻蚀工艺在所述玻璃基板内刻蚀出所述孔隙吼道、所述裂缝,并在所述玻璃基板的侧壁刻蚀出所述注入端和所述流出端,形成所述岩心模型。
3.根据权利要求2所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述裂缝为多条,所述注入端和所述流出端均为多个,所述孔隙喉道交织分布于所述岩心模型内部,多条所述裂缝平行等间距分布于所述岩心模型的中央,所述裂缝与所述孔隙吼道连通,所述注入端和所述流出端分别与所述孔隙吼道连通。
4.根据权利要求3所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,多个所述注入端和多个所述流出端分别设置于多条所述裂缝的两侧,所述注入端和所述流出端设于所述玻璃基板的侧壁,多个所述注入端分别与所述裂缝之间形成不同的注入角度。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述岩心模型为正方形,所述正方形的边长范围为3cm至5cm,所述孔隙吼道的宽度范围为25μm至35μm,多条所述裂缝的宽度不同,所述裂缝的宽度范围为100μm至300μm,所述裂缝的长度范围为2cm至4cm,相邻两条裂缝之间距离范围为0.5cm至0.7cm,所述注入端和所述流出端的数量与所述裂缝的数量相同。
6.根据权利要求1所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述步骤2包括:将所述岩心模型抽真空并饱和地层水,之后将饱和地层水的所述岩心模型置于模拟热储层温度条件的烘箱中加热至所述预设温度。
7.根据权利要求3所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述步骤3包括:将所述第一回灌水利用亚甲基蓝溶液进行染色,将含有亚甲基蓝溶液的所述第一回灌水通过不同的注入端口分别以不同注入速度注入所述岩心模型以驱替所述地层水,同时利用高清摄像机录制第一回灌水在所述岩心模型内的微观渗流过程的所述第一流动过程视频。
8.根据权利要求7所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述步骤4包括:通过Image Pro和PS图像处理软件定量分析所述第一流动过程视频中所述第一回灌水的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度;
所述分析方法还包括:根据所述波及面积、所述前缘突破时间和所述突破速度分析回灌水注入速度与裂缝发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。
9.根据权利要求3所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述步骤6包括:将能够在不同温度段显示不同颜色的温敏示踪剂添加至所述第二回灌水中,将含有温敏示踪剂的所述第二回灌水通过不同的注入端分别以不同注入速度注入所述岩心模型以驱替所述地层水,利用高清摄像机录制所述第二回灌水在所述岩心模型中与所述饱和地层水热交换过程的所述第二流动过程视频。
10.根据权利要求9任意一项所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法,其特征在于,所述步骤7包括:通过Image Pro和PS图像处理软件处理分析所述第二流动过程视频,根据所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化,半定量分析所述第二回灌水的温度场变化特征;
所述分析方法还包括:根据所述温度场变化特征分析回灌水注入速度和裂缝发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113216944A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-06 | 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 | 研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5963292A (en) * | 1996-10-29 | 1999-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Thermal tuft fluid flow investigation apparatus with a color alterable thermally responsive liquid crystal layer |
WO2001081914A1 (en) * | 2000-04-26 | 2001-11-01 | Sinvent As | Reservoir monitoring |
WO2009070798A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | University Of Washington | Method and apparatus for three-dimensional digital particle image thermometry and velocimetry |
US20100314105A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Rose Peter E | Injection-backflow technique for measuring fracture surface area adjacent to a wellbore |
CN106525137A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-22 | 天津大学 | 基于激光诱导荧光的液膜温度场和流场同时测量方法 |
CN106596352A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-04-26 | 北京科技大学 | 用于高温微观渗流实验的复眼式图像采集装置及分析方法 |
CN107831148A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-03-23 | 东北石油大学 | 一种可视化岩心模型微观驱替动态观测方法 |
CN108303194A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-20 | 南京航空航天大学 | 一种基于热色液晶的旋转件测温装置及方法 |
CN109064864A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 中国华能集团有限公司 | 一种模拟地热尾水回灌路径的装置及其使用方法 |
CN109115273A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-01-01 | 哈尔滨工程大学 | 一种可视化流场与温场耦合测量实验系统 |
CN109187633A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-11 | 中国石油大学(华东) | 地热藏井网式可变裂缝体积干热岩模拟装置及实验方法 |
CN110108750A (zh) * | 2019-05-11 | 2019-08-09 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种交叉裂隙渗流传热实验装置及方法 |
CN110174343A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-27 | 长江大学 | 一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型 |
-
2019
- 2019-09-24 CN CN201910905650.3A patent/CN112630100A/zh active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5963292A (en) * | 1996-10-29 | 1999-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Thermal tuft fluid flow investigation apparatus with a color alterable thermally responsive liquid crystal layer |
WO2001081914A1 (en) * | 2000-04-26 | 2001-11-01 | Sinvent As | Reservoir monitoring |
WO2009070798A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | University Of Washington | Method and apparatus for three-dimensional digital particle image thermometry and velocimetry |
US20100314105A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Rose Peter E | Injection-backflow technique for measuring fracture surface area adjacent to a wellbore |
CN106525137A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-22 | 天津大学 | 基于激光诱导荧光的液膜温度场和流场同时测量方法 |
CN106596352A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-04-26 | 北京科技大学 | 用于高温微观渗流实验的复眼式图像采集装置及分析方法 |
CN107831148A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-03-23 | 东北石油大学 | 一种可视化岩心模型微观驱替动态观测方法 |
CN108303194A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-20 | 南京航空航天大学 | 一种基于热色液晶的旋转件测温装置及方法 |
CN109064864A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 中国华能集团有限公司 | 一种模拟地热尾水回灌路径的装置及其使用方法 |
CN109115273A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-01-01 | 哈尔滨工程大学 | 一种可视化流场与温场耦合测量实验系统 |
CN109187633A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-11 | 中国石油大学(华东) | 地热藏井网式可变裂缝体积干热岩模拟装置及实验方法 |
CN110108750A (zh) * | 2019-05-11 | 2019-08-09 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种交叉裂隙渗流传热实验装置及方法 |
CN110174343A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-27 | 长江大学 | 一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
刘浩成,等: "碳酸盐岩裂缝热储回灌水渗流规律影响因素", 《科学技术与工程》 * |
李江华,等: "风化泥岩裂缝涌水及扩展规律模拟试验研究", 《煤炭学报》 * |
王树芳,等: "岩溶热储回灌实验与示踪试验研究", 《水文地质工程地质》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113216944A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-06 | 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 | 研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法 |
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