CN114607368A - 微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，包括：制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型；搭建微观模型注入流体温度瞬时控制系统；利用温度瞬时控制系统将微观孔隙网络模型温度保持较低水平；进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区；利用温度瞬时控制系统将微观孔隙网络模型温度提升到较高水平；对微观孔隙网络模型进行实时红外热成像扫描；进行图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。该微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法可以将微观孔隙网络模型中的水波及区域和后续注入水的流动路径区分开来，为研究高含水油藏水流路径提供新的微观试验研究方法，从而指导高含水油藏后期高效开发工作。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法。
背景技术
目前国内部分水驱油田已经进入到高含水期和特高含水后期，剩余油分布的特点往往表现为高度分散和局部富集，大量勘探结果表明，剩余油仍具有相当大的潜力。在油藏中水驱的弱驱部位虽然处于注入水的波及区内，但由于高含水期和特高含水后期储层中水驱优势通道往往较为发育，水流路径通常不再流经这部分弱驱部位，弱驱部位的水相基本处于不流动的状态。也就是说，高含水期和特高含水后期的波及路径不等同于水流路径。基于储层岩心薄片图像数据制作的微观孔隙网络模型水驱油试验在研究水流路径方面具有广泛应用，然而如何区分水流路径和流动路径，目前尚无可参考的试验方法。合理区分并正确描述储层微观孔喉中的波及路径和水流路径，对于分析注水开发中后期注入水流动规律，进一步通过液流转向或注采耦合等措施来动用弱驱部位的剩余油，实现剩余油二次富集最终提高高含水期和特高含水后期的采收率具有重大意义。
在申请号：CN201911329890.X的中国专利申请中，涉及到一种油藏可视化驱替模拟装置及方法，油藏可视化驱替模拟装置，包括：油藏模型、进液机构以及检测机构；所述进液机构包括平流泵、第一容器、第二容器以及第三容器。油藏可视化驱替模拟装置的油藏可视化驱替模拟方法，包括如下步骤：搭建油藏可视化驱替模拟装置；将制作好的油藏模型中的一个安装于夹具上；进行水驱模拟；进行油驱模拟；打开第二电磁阀，开启平流泵，第二容器中的水流入油藏模型的型腔，再次进行水驱模拟。该专利可以对油藏水驱油过程进行可视化模拟，从微观角度观察油水在不同形态、不同大小的孔缝中的流动状态。但该专利中所涉及的方法，仅能通过在油水相中加入不同染色剂来分辨油相和水相，而对于水驱油过程中水相的流动路径和波及路径，不能做到有效区分。
在申请号：CN201410500078.X的中国专利申请中，涉及到一种稠油二维微观可视化驱替模拟实验系统及其使用方法，该系统包括：微观仿真实验装置、可视化数据采集装置、支撑装置、多元热流体注入装置、围压跟踪装置及计量装置；微观仿真实验装置包括：加热套、夹持器、平板玻璃微观模型；可视化数据采集装置包括：显微摄像设备、计算机；多元热流体注入装置包括：ISCO注入泵、烘箱、驱替介质中间容器、水中间容器、稠油中间容器、第一伴热管线、旁通管路；围压跟踪装置包括：环压跟踪泵、环压跟踪泵压力表、真空泵、第一抽真空阀门。该系统中的多元热流体注入装置，不能实现对驱替流体温度的瞬时控制，且观察系统中的高清摄像机无法采集不同温度驱替流体的流动路径。
为此我们发明了一种新的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是在红外热成像技术基础上提供一种微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，该微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法包括：步骤1，制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型；步骤2，搭建微观模型注入流体温度瞬时控制系统；步骤3，利用温度瞬时控制系统将微观孔隙网络模型温度保持较低水平；步骤4，进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区；步骤5，利用温度瞬时控制系统将微观孔隙网络模型温度提升到较高水平；步骤6，对微观孔隙网络模型进行实时红外热成像扫描；步骤7，进行图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，制作微观模型的岩石孔隙底版；按照微观刻蚀玻璃的传统加工工艺流程，对锗玻璃进行镀铬、光刻和显影；利用腐蚀试剂对锗玻璃进行刻蚀；然后对锗玻璃模型进行打孔，清洗后利用高温炉进行模型烧制、完成制作。
在步骤2中，微观模型注入温度瞬时控制系统由两台微流量泵、两个带加热套的中间容器和一台控制机组成，两个中间容器内装有同种注入介质，实验开始前分别将两个中间容器加热到一个较低温度和一个较高温度，两个温度的范围为室温～100℃，稳定12h以上，实验过程中控制机通过实时精确控制两台微流量泵的流速比例达到控制系统出口介质的温度瞬时升高或降低。
在步骤3中，利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统保持此时模型中的注入水温度为30℃以下的较低水平。
在步骤4中，对微观孔隙网络模型，注入的油和水介质中加入不同颜色的染料，水驱油实验过程中用显微摄像装置对模型进行拍照，识别出模型中的油水波及区。
在步骤5中，利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统改变此时模型中的注入水温度为60℃以上的较高水平。
在步骤6中，红外热成像扫描装置包括红外热成像仪和显示器，利用红外热成像仪对微观孔隙网络模型进行红外扫描，将红外热成像仪的探测器上每个像素点接收的红外数据进行处理后，对比预先标定好的温度数据，识别出不同温度油水介质的红外热图，实时记录水驱油试验过程中不同时间点红外热图的变化情况，并在显示器上实时呈现。
在步骤7中，根据油水波及区和红外热图变化情况，叠加并处理图像，得到模型中任一时刻注入水的水流路径和波及路径，用不同的颜色标记注入水的水流路径和波及路径。
本发明中的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，涉及可用于红外成像的微观孔隙网络模型制作和红外热成像分析、注水开发油藏水驱油微观物理模拟等领域，具体地说是一种应用于研究油田注水开发中后期注入水微观流动规律的试验方法。本发明通过制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型，利用微观模型注入温度瞬时控制系统控制波及区水相和后续注入水相的不同流体温度，通过红外热成像仪和图像处理软件，提取油水波及路径并识别水流路径，为精确描述储层微观孔喉中的波及路径和水流路径，进一步提高高含水期和特高含水后期的采收率提供研究手段。通过该方法，可以将微观孔隙网络模型中的水波及区域和后续注入水的流动路径区分开来，为研究高含水油藏水流路径提供新的微观试验研究方法，从而指导高含水油藏后期高效开发工作。
附图说明
图1为本发明的一具体实施例中油水波及区示意图；
图2为本发明的一具体实施例中红外热成像扫描图；
图3为本发明的一具体实施例中水流路径和波及路径示意图；
图4为本发明的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法的一具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
本发明的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法包括了以下步骤：
步骤101，制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型。
制作过程包括：根据设计要求，制作微观模型的岩石孔隙底版；按照微观刻蚀玻璃的传统加工工艺流程，对锗玻璃进行镀铬、光刻和显影；利用腐蚀试剂对锗玻璃进行刻蚀；然后对锗玻璃模型进行打孔，清洗后利用高温炉进行模型烧制、完成制作。
步骤102，搭建微观模型注入流体温度瞬时控制系统。
微观模型注入温度瞬时控制系统由三台微流量泵、两个带加热套的中间容器和一台控制机组成。两个中间容器内装有同种注入介质，实验开始前分别将两个中间容器加热到一个较低温度和一个较高温度(两个温度的范围为室温～100℃)，稳定12h以上，实验过程中控制机通过实时精确控制两台微量泵的流速比例达到控制系统出口介质的温度瞬时升高或降低。
步骤103，利用温度瞬时控制系统将模型温度保持较低水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统保持此时模型中的注入水温度为30℃以下的较低水平。
步骤104，进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区。
对微观孔隙网络模型，注入的油和水介质中加入不同颜色的染料，水驱油实验过程中用显微摄像装置对模型进行拍照，通过图像识别软件识别出模型中的油水波及区。
步骤105，利用温度瞬时控制系统将模型温度提升到较高水平。利用步骤102中的注入温度瞬时控制系统改变此时模型中的注入水温度为60℃以上的较高水平。
步骤106，对模型进行实时红外热成像扫描。
红外热成像扫描装置包括红外热成像仪和显示器，利用热成像仪对微观孔隙网络模型进行红外扫描，将红外热成像仪的探测器上每个像素点接收的红外数据进行处理后，对比预先标定好的温度数据，可以识别出不同温度油水介质的红外热图。实时记录水驱油试验过程中不同时间点红外热图的变化情况。
步骤107，图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。
根据油水波及区和红外热图变化情况，叠加并处理图像，可得模型中任一时刻注入水的水流路径和波及路径。在图像识别软件中用不同的颜色标记注入水的水流路径和波及路径。
以下为应用本发明的几个具体实施例。
实施例1，如图4所示，图4为本发明的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法的流程图。
步骤1，制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型。
制作过程包括：根据设计要求，制作微观模型的岩石孔隙底版；按照微观刻蚀玻璃的传统加工工艺流程，对锗玻璃进行镀铬、光刻和显影；利用腐蚀试剂对锗玻璃进行刻蚀；然后对锗玻璃模型进行打孔，清洗后利用高温炉进行模型烧制、完成制作。
步骤2，搭建微观模型注入流体温度瞬时控制系统。
微观模型注入温度瞬时控制系统由三台微流量泵、两个带加热套的中间容器和一台控制机组成。两个中间容器内装有同种注入介质，实验开始前分别将两个中间容器加热到一个较低温度和一个较高温度(两个温度的范围为室温～100℃)，稳定12h以上，实验过程中控制机通过实时精确控制两台微量泵的流速比例达到控制系统出口介质的温度瞬时升高或降低。
步骤3，利用温度瞬时控制系统将模型温度保持较低水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统保持此时模型中的注入水温度为30℃以下的较低水平。
步骤4，进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区。
对微观孔隙网络模型，注入的油和水介质中加入不同颜色的染料，水驱油实验过程中用显微摄像装置对模型进行拍照，如图1所示，通过图像识别软件识别出模型中的油水波及区。
步骤5，利用温度瞬时控制系统将模型温度提升到较高水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统改变此时模型中的注入水温度为60℃以上的较高水平。
步骤6，对模型进行实时红外热成像扫描。
红外热成像扫描装置包括红外热成像仪和显示器，利用热成像仪对微观孔隙网络模型进行红外扫描，将红外热成像仪的探测器上每个像素点接收的红外数据进行处理后，对比预先标定好的温度数据，可以识别出不同温度油水介质的红外热图，如图2所示。实时记录水驱油试验过程中不同时间点红外热图的变化情况
步骤7，图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。
根据图1中的油水波及区和图2的红外热图变化情况，叠加并处理图像，可得模型中任一时刻注入水的水流路径和波及路径。在图像识别软件中用不同的颜色标记注入水的水流路径和波及路径，如图3所示。
实施例2，本实施例的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法包括了以下步骤：
步骤1，制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型。
制作过程包括：根据设计要求，制作微观模型的岩石孔隙底版；按照微观刻蚀玻璃的传统加工工艺流程，对锗玻璃进行镀铬、光刻和显影；利用腐蚀试剂对锗玻璃进行刻蚀；然后对锗玻璃模型进行打孔，清洗后利用高温炉进行模型烧制、完成制作。
步骤2，搭建微观模型注入流体温度瞬时控制系统。
微观模型注入温度瞬时控制系统由三台微流量泵、两个带加热套的中间容器和一台控制机组成。两个中间容器内装有同种注入介质，实验开始前分别将两个中间容器加热到一个较低温度和一个较高温度(两个温度的范围为室温～98℃)，稳定12h以上，实验过程中控制机通过实时精确控制两台微量泵的流速比例达到控制系统出口介质的温度瞬时升高或降低。
步骤3，利用温度瞬时控制系统将模型温度保持较低水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统保持此时模型中的注入水温度为28℃以下的较低水平。
步骤4，进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区。
对微观孔隙网络模型，注入的油和水介质中加入不同颜色的染料，水驱油实验过程中用显微摄像装置对模型进行拍照，通过图像识别软件识别出模型中的油水波及区。
步骤5，利用温度瞬时控制系统将模型温度提升到较高水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统改变此时模型中的注入水温度为58℃以上的较高水平。
步骤6，对模型进行实时红外热成像扫描。
红外热成像扫描装置包括红外热成像仪和显示器，利用热成像仪对微观孔隙网络模型进行红外扫描，将红外热成像仪的探测器上每个像素点接收的红外数据进行处理后，对比预先标定好的温度数据，可以识别出不同温度油水介质的红外热图。实时记录水驱油试验过程中不同时间点红外热图的变化情况。
步骤7，图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。
根据油水波及区和红外热图变化情况，叠加并处理图像，可得模型中任一时刻注入水的水流路径和波及路径。在图像识别软件中用不同的颜色标记注入水的水流路径和波及路径。
实施例3，本实施例的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法包括了以下步骤：
步骤1，制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型。
制作过程包括：根据设计要求，制作微观模型的岩石孔隙底版；按照微观刻蚀玻璃的传统加工工艺流程，对锗玻璃进行镀铬、光刻和显影；利用腐蚀试剂对锗玻璃进行刻蚀；然后对锗玻璃模型进行打孔，清洗后利用高温炉进行模型烧制、完成制作。
步骤2，搭建微观模型注入流体温度瞬时控制系统。
微观模型注入温度瞬时控制系统由三台微流量泵、两个带加热套的中间容器和一台控制机组成。两个中间容器内装有同种注入介质，实验开始前分别将两个中间容器加热到一个较低温度和一个较高温度(两个温度的范围为室温～102℃)，稳定12h以上，实验过程中控制机通过实时精确控制两台微量泵的流速比例达到控制系统出口介质的温度瞬时升高或降低。
步骤3，利用温度瞬时控制系统将模型温度保持较低水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统保持此时模型中的注入水温度为32℃以下的较低水平。
步骤4，进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区。
对微观孔隙网络模型，注入的油和水介质中加入不同颜色的染料，水驱油实验过程中用显微摄像装置对模型进行拍照，通过图像识别软件识别出模型中的油水波及区。
步骤5，利用温度瞬时控制系统将模型温度提升到较高水平。利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统改变此时模型中的注入水温度为62℃以上的较高水平。
步骤6，对模型进行实时红外热成像扫描。
红外热成像扫描装置包括红外热成像仪和显示器，利用热成像仪对微观孔隙网络模型进行红外扫描，将红外热成像仪的探测器上每个像素点接收的红外数据进行处理后，对比预先标定好的温度数据，可以识别出不同温度油水介质的红外热图。实时记录水驱油试验过程中不同时间点红外热图的变化情况。
步骤7，图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。
根据油水波及区和红外热图变化情况，叠加并处理图像，可得模型中任一时刻注入水的水流路径和波及路径。在图像识别软件中用不同的颜色标记注入水的水流路径和波及路径。
本发明提出了基于红外热成像的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径区分方法。该方法通过制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型，利用注入温度瞬时控制系统，首先识别模型中的油水波及区，然后将注入水瞬时升温并进行实时的红外热成像扫描，最后对图像进行后处理，得到模型中的水流路径和波及路径。本发明提供了一种研究油田注水开发过程中注入水微观流动规律的试验技术方法。
Claims (8)
1.微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，该微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法包括：
步骤1，制作可用于红外成像的微观孔隙网络模型；
步骤2，搭建微观模型注入流体的温度瞬时控制系统；
步骤3，利用温度瞬时控制系统将微观孔隙网络模型温度保持较低水平；
步骤4，进行微观水驱油试验，识别模型中的油水波及区；
步骤5，利用温度瞬时控制系统将微观孔隙网络模型温度提升到较高水平；
步骤6，对微观孔隙网络模型进行实时红外热成像扫描；
步骤7，进行图像后处理，得到注入水的水流路径和波及路径。
2.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤1中，制作微观模型的岩石孔隙底版；按照微观刻蚀玻璃的传统加工工艺流程，对锗玻璃进行镀铬、光刻和显影；利用腐蚀试剂对锗玻璃进行刻蚀；然后对锗玻璃模型进行打孔，清洗后利用高温炉进行模型烧制、完成制作。
3.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤2中，微观模型注入温度瞬时控制系统由两台微流量泵、两个带加热套的中间容器和一台控制机组成，两个中间容器内装有同种注入介质，实验开始前分别将两个中间容器加热到一个较低温度和一个较高温度，两个温度的范围为室温～100℃，稳定12h以上，实验过程中控制机通过实时精确控制两台微流量泵的流速比例达到控制系统出口介质的温度瞬时升高或降低。
4.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤3中，利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统保持此时模型中的注入水温度为30℃以下的较低水平。
5.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤4中，对微观孔隙网络模型，注入的油和水介质中加入不同颜色的染料，水驱油实验过程中用显微摄像装置对模型进行拍照，识别出模型中的油水波及区。
6.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤5中，利用步骤2中的注入温度瞬时控制系统改变此时模型中的注入水温度为60℃以上的较高水平。
7.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤6中，红外热成像扫描装置包括红外热成像仪和显示器，利用热红外成像仪对微观孔隙网络模型进行红外扫描，将红外热成像仪的探测器上每个像素点接收的红外数据进行处理后，对比预先标定好的温度数据，识别出不同温度油水介质的红外热图，实时记录水驱油试验过程中不同时间点红外热图的变化情况，并在显示器上显示。
8.根据权利要求1所述的微观孔隙网络模型水流路径和波及路径的区分方法，其特征在于，在步骤7中，根据油水波及区和红外热图变化情况，叠加并处理图像，得到模型中任一时刻注入水的水流路径和波及路径，用不同的颜色标记注入水的水流路径和波及路径。
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