CN115163036A - 一种油藏注采平板实验新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种油藏注采平板实验新方法属于石油注水开发室内物理模型实验领域，具体涉及一种油藏注采平板实验新方法，包括以下步骤：模型设计，选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板，然后在岩板上刻蚀大孔道与裂缝，把玻璃微珠和石英砂填充到模型主体玻璃基板之间，将传感器埋入岩板测点中，制备出模拟油藏流体的实验油，并在其中加入油性的碳量子点，并搅拌均匀；本发明是由碳量子点在紫外光源下发出荧光，可被摄像机捕捉这一特性出发，建立荧光强度与该点的含油饱和度之间的数学关系，通过插值算法得出更精确的含油饱和度全局分布图，应用该方法对水驱波及规律和剩余油分布规律进行了分析和研究，给实际注水开发提供了思路。
Description
技术领域
本发明属于石油注水开发室内物理模型实验领域，更具体地，一种利用碳量子点在紫外光源下发出荧光的特性，建立荧光强度与测点的含油饱和度之间的数学关系，得出平板含油饱和度全局分布图，研究油藏水驱油机理的一种油藏注采平板实验新方法。
背景技术
油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水开发。
注水能够增大地层压力，补充地层能量，同时注入水能够驱替原油，促使油井产出更多的原油，从而提高釆收率。我国低渗透油田的天然弹性能量普遍较小，基本上都先后釆取了注水保持压力来补充地层能量的开发方式，并取得较好的开发效果和较高的采收率。
注水开发方案一般采用数值模拟或者是物理模拟实验进行预测。数值模拟方法已经十分成熟，但物理模拟实验研究工作起步较晚，国外在20世纪50年代就开始进行油藏物理模拟实验研究，国内的一些油田科研院所在60年代至70年代才进行研究工作。目前，传统的油藏注采平板模型实验只能由传感器测量得出平板某些特定位置的含油饱和度值，再将其进行插值计算得到平板其他位置的含油饱和度，进而得到平板的含油饱和度全局分布图。由于传感器测量点有限，利用该方法计算出的平板含油饱和度全局分布图精度不高，严重依赖插值算法的精准度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种研究油藏水驱油机理的油藏注采平板实验新方法。该方法由碳量子点在紫外光源下发出荧光，可被摄像机捕捉这一特性出发，首先进行物理模型制作，选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板，连接预设管线接头和传感器，进行模型封装处理。然后选取合适的化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油，并在其中加入油性的碳量子点，搅拌均匀。最后利用驱替泵注水，以固定时间周期在紫外光源下拍摄，实时测量数据，将驱替过程中平板传感器测点周围的荧光强度与该点的含油饱和对比，建立二者之间的数学关系，利用DIC算法得到平板模型全局的含油饱和度。
本发明一种油藏注采平板实验新方法，包括以下步骤：
步骤一：模型设计，根据实际油藏设计三维大尺度物理模型，包括设计物理模型的几何形状，裂缝的形状和分布，井网的部署，并建立三维大尺度物理模型；
步骤二：选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板，选择相同大小的玻璃基板，然后在岩板上刻蚀大孔道与裂缝，把玻璃微珠和石英砂填充到模型主体玻璃基板之间，采用夹持或胶结式固定岩板与玻璃基板，构成三维大尺度物理模型的主体；
选择尺寸与岩板相同的平板玻璃，利用光化学技术在平板玻璃上模拟真实岩心薄片的微观孔隙结构，分析结构后进行微观雕刻，最后制作图像或图版以显示结果，得出模拟结构与真实结构的相关性，相关性越高，则说明模拟结构越接近真实结构，模拟数据越接近真实数据；
步骤三：对岩板每一测点进行钻孔，将传感器埋入岩板测点中，同时在每一测点上安装管线接头，最后在管线接头与薄岩板四周浇筑透明环氧树脂，制备成实验用平板模型；
步骤四：选取化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油，并在其中加入油性的碳量子点，并搅拌均匀；
步骤五：首先运用ISCO驱替泵注水，对第三步中制备成的实验用平板模型进行饱和地层水处理，然后将模拟油藏流体的实验油注入平板模型中，驱替平板模型中的地层水，直至模拟油藏流体的实验油完全饱和平板模型，累积计量采出水量，计算原始含油饱和度；
步骤六：利用高清摄像机，在紫外光源下拍摄饱和油状态下的平板模型；
步骤七：利用驱替泵以恒定速度往平板模型中注水，实时记录传感器的测量数据，监测压力、含油饱和度变化，同时记录产油、产水原始实验数据，并以固定时间周期在紫外光源下拍摄平板模型，绘制碳量子点荧光图；
步骤八：利用驱替过程中平板模型上传感器测点周围的荧光强度与传感器测点的含油饱和度对比，建立二者之间的数学关系，并进行反推，得到每一测点的含油饱和度，结束驱替后，再利用DIC算法处理碳量子点荧光图，并将传感器测量的数据作为校正数据，得到平板模型全局的含油饱和度。
优选地，进行第五步之前还需进行如下操作：将钻孔过程中残留在孔中的粉末清洗干净；
然后将实验用平板模型放入水中，以一定流速从注入口通入气体，检查并确保气密性良好；
采用多点抽真空饱和技术对平板模型抽真空。
优选地，步骤四中，选取化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油具体为煤油，并添加苏丹Ⅲ红色生物染料，制备成红色液体。
优选地，三维大尺度物理模型采用无机玻璃或有机玻璃或树脂或水晶制作。
优选地，第二步中，选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板的尺寸为400 mm × 400 mm × 50 mm。
本发明是由碳量子点在紫外光源下发出荧光，可被摄像机捕捉这一特性出发，建立荧光强度与该点的含油饱和度之间的数学关系，通过插值算法得出更精确的含油饱和度全局分布图，应用该方法对水驱波及规律和剩余油分布规律进行了分析和研究，给实际注水开发提供了思路。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
（1）高精度模拟注水开发特征，其特征包括但不限于水驱含水率、采出程度等；
（2）结合碳量子点荧光图与传感器测量出的含油饱和度值，可通过插值算法得出更精确的含油饱和度全局分布图。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
本发明一种油藏注采平板实验新方法，包括以下步骤：
步骤一：模型设计，根据实际油藏设计三维大尺度物理模型，包括设计物理模型的几何形状，裂缝的形状和分布，井网的部署，并建立三维大尺度物理模型；
步骤二：选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板，选择相同大小的玻璃基板，然后在岩板上刻蚀大孔道与裂缝，把玻璃微珠和石英砂填充到模型主体玻璃基板之间，采用夹持或胶结式固定岩板与玻璃基板，构成三维大尺度物理模型的主体；
选择尺寸与岩板相同的平板玻璃，利用光化学技术在平板玻璃上模拟真实岩心薄片的微观孔隙结构，分析结构后进行微观雕刻，最后制作图像或图版以显示结果，得出模拟结构与真实结构的相关性，相关性越高，则说明模拟结构越接近真实结构，模拟数据越接近真实数据；
步骤三：对岩板每一测点进行钻孔，将传感器埋入岩板测点中，同时在每一测点上安装管线接头，最后在管线接头与薄岩板四周浇筑透明环氧树脂，制备成实验用平板模型；
步骤四：选取化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油，并在其中加入油性的碳量子点，并搅拌均匀；
步骤五：首先运用ISCO驱替泵注水，对第三步中制备成的实验用平板模型进行饱和地层水处理，然后将模拟油藏流体的实验油注入平板模型中，驱替平板模型中的地层水，直至模拟油藏流体的实验油完全饱和平板模型，累积计量采出水量，计算原始含油饱和度；
步骤六：利用高清摄像机，在紫外光源下拍摄饱和油状态下的平板模型；
步骤七：利用驱替泵以恒定速度往平板模型中注水，实时记录传感器的测量数据，监测压力、含油饱和度变化，同时记录产油、产水原始实验数据，并以固定时间周期在紫外光源下拍摄平板模型，绘制碳量子点荧光图；
步骤八：利用驱替过程中平板模型上传感器测点周围的荧光强度与传感器测点的含油饱和度对比，建立二者之间的数学关系，并进行反推，得到每一测点的含油饱和度，结束驱替后，再利用DIC算法处理碳量子点荧光图，并将传感器测量的数据作为校正数据，得到平板模型全局的含油饱和度。
进行第五步之前还需进行如下操作：将钻孔过程中残留在孔中的粉末清洗干净；
然后将实验用平板模型放入水中，以一定流速从注入口通入气体，检查并确保气密性良好；
采用多点抽真空饱和技术对平板模型抽真空。
步骤四中，选取化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油具体为煤油，并添加苏丹Ⅲ红色生物染料，制备成红色液体。
三维大尺度物理模型采用无机玻璃或有机玻璃或树脂或水晶制作。
第二步中，选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板的尺寸为400mm × 400 mm × 50 mm。
实施例一
1)步骤一，模型设计，包括设计物理模型几何形状，裂缝形状和分布，井网部署；
2)步骤二，选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板，选择相同大小的玻璃基板，然后在岩板上刻蚀大孔道与裂缝，把玻璃微珠和石英砂填充到模型主体玻璃基板之间，采用夹持或胶结式固定岩板与玻璃基板，构成三维大尺度物理模型的主体；
3)步骤三，对岩板每一测点进行钻孔，将传感器埋入岩板测点中，同时在每一测点上安装管线接头，最后在管线接头与薄岩板四周浇筑透明环氧树脂，制备成实验用平板模型；传感器型号为HDA 4715-A-0250-208；
4)步骤四，选取苏丹Ⅲ红色生物染料与煤油，制备出模拟油藏流体的实验油，并在其中加入油性的碳量子点，并搅拌均匀；
5)步骤五，一是岩板检查，在注采井和压力测量点钻孔，并用水冲洗，将钻孔过程中残留在孔中的粉末清洗干净，然后放入80 ℃的恒温箱中烘干24 h；二是气密性检查，将岩板放入水中，以0.5 mL•min-1流速通入气体，检查气密性；三是抽真空，采用多点抽真空饱和技术对平板模型抽真空岩心，模型抽真空8 h以上；四是饱和水，饱和室内模拟盐水，计算孔隙度，然后将模型静止放置48 h，以使模型充分均匀地饱和地层水；最后饱和油，以岩板模型注入端开始注入室内模拟油，恒定注入压力为0.3 MPa，直至采出端不出水为止，继续驱替；累积计量采出水量，计算原始含油饱和度，老化24 h；
6)步骤六，利用高清摄像机，在紫外光源下拍摄饱和油状态下的平板模型；
7)步骤七，利用驱替泵以恒定速度往平板模型中注水，进行水驱至模型出口含水率连续 3 次计量达98 %以上，实时记录传感器的测量数据，例如监测压力、电阻率，同时记录产液、产水等原始实验数据，并以固定时间周期在紫外光源下拍摄平板模型，绘制碳量子点荧光图。
8)步骤八，结束驱替后，利用驱替过程中平板传感器测点周围的荧光强度与测点的含油饱和对比，建立二者之间的数学关系，并进行反推，得到每一点的含油饱和度，再利用DIC算法处理拍摄的平板模型，并将传感器测量的数据作为校正数据，得到平板模型全局的含油饱和度。
传统含油饱和度的获取是仅依靠平板传感器测点处所测得的含油饱和度数据，进而预测平板模型全局的含油饱和度，存在数据量少、预测不准确的问题。本发明是通过在实验油中加入油性的碳量子点，并以固定时间周期在紫外光源下拍摄平板模型，绘制碳量子点荧光图，在利用驱替过程中平板传感器测点周围的荧光强度与测点的含油饱和对比，建立二者之间的数学关系，通过碳量子点荧光图进行反推，得到整个平板模型每一点的含油饱和度，再利用DIC算法处理拍摄的平板模型，并将传感器测量的数据作为校正数据，得到平板模型全局的含油饱和度。
相较于传统方法，本发明能获取整个平板模型的含油饱和度数据，数据量大，预测准确；同时能将传感器测量的数据作为校正数据，使预测结果更加精确。
Claims (5)
1.一种油藏注采平板实验新方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：模型设计，根据实际油藏设计三维大尺度物理模型，包括设计物理模型的几何形状，裂缝的形状和分布，井网的部署，并建立三维大尺度物理模型；
步骤二：选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板，选择相同大小的玻璃基板，然后在岩板上刻蚀大孔道与裂缝，把玻璃微珠和石英砂填充到模型主体玻璃基板之间，采用夹持或胶结式固定岩板与玻璃基板，构成三维大尺度物理模型的主体；
选择尺寸与岩板相同的平板玻璃，利用光化学技术在平板玻璃上模拟真实岩心薄片的微观孔隙结构，分析结构后进行微观雕刻，最后制作图像或图版以显示结果，得出模拟结构与真实结构的相关性，相关性越高，则说明模拟结构越接近真实结构，模拟数据越接近真实数据；
步骤三：对岩板每一测点进行钻孔，将传感器埋入岩板测点中，同时在每一测点上安装管线接头，最后在管线接头与薄岩板四周浇筑透明环氧树脂，制备成实验用平板模型；
步骤四：选取化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油，并在其中加入油性的碳量子点，并搅拌均匀；
步骤五：首先运用ISCO驱替泵注水，对第三步中制备成的实验用平板模型进行饱和地层水处理，然后将模拟油藏流体的实验油注入平板模型中，驱替平板模型中的地层水，直至模拟油藏流体的实验油完全饱和平板模型，累积计量采出水量，计算原始含油饱和度；
步骤六：利用高清摄像机，在紫外光源下拍摄饱和油状态下的平板模型；
步骤七：利用驱替泵以恒定速度往平板模型中注水，实时记录传感器的测量数据，监测压力、含油饱和度变化，同时记录产油、产水原始实验数据，并以固定时间周期在紫外光源下拍摄平板模型，绘制碳量子点荧光图；
步骤八：利用驱替过程中平板模型上传感器测点周围的荧光强度与传感器测点的含油饱和度对比，建立二者之间的数学关系，并进行反推，得到每一测点的含油饱和度，结束驱替后，再利用DIC算法处理碳量子点荧光图，并将传感器测量的数据作为校正数据，得到平板模型全局的含油饱和度。
2.如权利要求1所述一种油藏注采平板实验新方法，其特征在于，进行第五步之前还需进行如下操作：将钻孔过程中残留在孔中的粉末清洗干净；
然后将实验用平板模型放入水中，以一定流速从注入口通入气体，检查并确保气密性良好；
采用多点抽真空饱和技术对平板模型抽真空。
3.如权利要求2所述一种油藏注采平板实验新方法，其特征在于，步骤四中，选取化学试剂，制备出模拟油藏流体的实验油具体为煤油，并添加苏丹Ⅲ红色生物染料，制备成红色液体。
4.如权利要求3所述一种油藏注采平板实验新方法，其特征在于，所述三维大尺度物理模型采用无机玻璃或有机玻璃或树脂或水晶制作。
5.如权利要求4所述一种油藏注采平板实验新方法，其特征在于，所述第二步中，选择透明石英砂与无色粘结剂，均匀混合后制备成薄岩板的尺寸为400 mm × 400 mm × 50mm。
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| CN115749758A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 常州大学 | 一种关于稠油开采实时监测含油饱和度实验装置及方法 |
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