CN115436433A - 流体驱替前缘动态电阻率监测系统及方法 - Google Patents

流体驱替前缘动态电阻率监测系统及方法 Download PDF

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朱桂良
马翠玉
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Abstract

本发明公开了流体驱替前缘动态电阻率监测系统及方法,该系统包括:用于放置岩心的岩心夹持器,且岩心夹持器上设有多个测量点;用于测量岩心夹持器上每个测量点的电阻率值的电阻率监测仪;用于向岩心夹持器内注入流体的实验流体注入装置;用于将岩心夹持器排出的流体进行气液分离和计量的气液分离计量装置;用于控制岩心夹持器的回压的回压控制装置;用于向岩心夹持器施加围压的围压装置;用于调节岩心夹持器的温度的加热装置。本发明通过在缝洞型碳酸盐岩物理模型上安装电阻率监测仪,实时反馈的流体电阻率变化信息来监测追踪物理模型中三相流体分布,实现追踪驱替过程中的驱替前缘位置,分析气水混合带长度,该监测系统测量的结果准确性高。

Description

流体驱替前缘动态电阻率监测系统及方法
技术领域
本发明属于缝洞型油藏开发领域,具体涉及一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统及方法。
背景技术
目前,岩心驱替实验中检测流体分布的主要方法有三种,一是电阻率法,二是CT扫描技术,三是油水计量法。
电阻率法是实验室常用的检测流体的方法,即:在驱替实验过程中,利用不同介质组成的电阻率不同这一原理,通过监测电阻率变化获得流体动态分布。目前该技术在砂岩油藏中应用较多,但目前国内的实验设备仅能满足检测常温常压条件(2MPa,80℃以下)下的流体饱和度变化。而缝洞油藏埋藏超深,油藏高温高压,且由于其缝洞储集体结构复杂储层结构的特殊性:复杂的缝洞构造、极强的储层非均质性极强,和高温高压的苛刻油藏条件,都是控制流体流动规律的关键因素,常规电阻率监测仪器和的监测方法难以有效监测与识别,制约了对高温高压缝洞型油藏流体流动规律的认识。
CT法是通过被测物体内部流体分布的三维图像获得流体动态分布,目前仅能扫描常温常用条件下模型流体饱和度,定性监测追踪常温常压条件下驱替过程中流体流动规律及饱和度分布情况,无法定量的反映模型内流体饱和度的动态变化情况,对于气水混合带的长度观测能力较差,且无法满足缝洞油藏高温高压油藏条件的检测需求。
油水计量法则是根据油水相渗曲线得到含水饱和度(Sw)和相渗ln(Kro/Krw)的关系,再应用布克雷-列维莱特(Buckley-Leverett)方程得到任意时刻水驱油饱和度分布,该方法在孙雷等人发表的“扫描技术与贝克莱-列维尔特水驱油理论对比研究流体饱和度分布”文章中有介绍。该方法仅适用于砂岩油藏水驱开发过程水驱油饱和度的计算,砂岩油藏为孔隙型油藏,水驱油过程中具有规律的水驱前缘波及特征,利用Buckley-Leverett方程可以定量表征油水饱和度分布。但缝洞型储集体非均质性极强,油气水流态和流动规律完全不同于常规砂岩油藏,水驱前缘波及理论不适合于缝洞油藏,因此此方法无法应用于缝洞油藏油水饱和度的监测,更不具备条件应用于缝洞型油藏油气水三相流体饱和度的反演计算。
常压的可视化模型监测方法只能定性观察常温下流体的流动规律及分布情况,无法模拟真实油藏高温高压下的流体流动规律;常规驱替的物理模拟方法能够模拟高温高压的真实油藏条件,但是只能通过压力、产油、产水等生产数据分析生产动态规律及提高采收率效果,而无法监测追踪储层流体流动规律和流体饱和度分布情况,无法分析气水混合带特征并定量评价。
因此,特别需要一种方法能分析高温高压条件下油气水三相混合时气水混合带长度。
发明内容
本发明的目的是提出一种方法能分析高温高压条件下油气水三相混合时气水混合带长度。
本发明提供一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,包括:岩心夹持器,所述岩心夹持器用于放置岩心,且所述岩心夹持器上设有多个测量点;电阻率监测仪,与所述岩心夹持器连接,用于测量所述岩心夹持器上每个测量点的电阻率值;实验流体注入装置,与所述岩心夹持器的入口连接,用于向所述岩心夹持器内注入流体;气液分离计量装置,与所述岩心夹持器的出口连接,用于将所述岩心夹持器排出的流体进行气液分离和计量;回压控制装置,与所述岩心夹持器的出口连接,用于控制所述岩心夹持器的回压;围压装置,与所述岩心夹持器连接,用于向所述岩心夹持器施加围压;加热装置,套设在所述岩心夹持器外,用于调节所述岩心夹持器的温度。
可选的,所述岩心夹持器内设有圆柱形橡胶筒,所述橡胶筒用于放置岩心,所述橡胶筒的内壁上沿径向方向嵌有多个金属环,每个金属环均与所述电阻率监测仪连接,其中,每个测量点设于一个所述金属环上。
可选的,所述实验流体注入装置包括:多个活塞式中间容器,均与所述岩心夹持器的入口连接,用于盛装实验液体;注入泵,与所述多个活塞式中间容器连接,用于将所述活塞式中间容器内的实验液体注入所述岩心夹持器;气体储存容器,用于盛装实验气体;气体流量控制计,分别与所述气体储存容器和所述岩心夹持器的入口连接,用于控制注入所述岩心夹持器的实验气体的流量;气体增压泵,与所述气体储存容器连接,用于提供高压实验气体,并将所述高压实验气体送至所述气体储存容器中;空气压缩机,与所述气体增压泵连接,为所述气体增压泵提供动力。
本发明还提供一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,利用上述缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,所述方法包括:将岩心抽真空,对所述岩心进行饱和水实验;对饱和水的岩心进行饱和油实验;分别对饱和油的岩心进行水驱实验、气驱实验和气水同注实验,通过电阻率监测仪获取每个实验中每个测量点的电阻率值;分别根据水驱实验、气驱实验和气水同注实验中每个测量点的电阻率值,绘制岩心水驱电阻率变化图版、岩心气驱电阻率变化图版和岩心气水同注过程电阻率变化图版;分析所述岩心水驱电阻率变化图版,获取水驱前缘到达位置的电阻率变化规律;分析所述岩心气驱电阻率变化图版,获取气驱前缘到达位置的电阻率变化规律;分析所述岩心气水同注过程电阻率变化图版,结合所述水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,获得气水混合带长度。
可选的,确定多个采样时间点,在每个实验过程中,获取每个测量点在每个采样时间点的电阻率值。
可选的,还包括:沿流体注入方向按从小到大顺序将测量点进行编号。
可选的,采用下述步骤绘制电阻率变化图版;以时间为横坐标,以电阻率值为纵坐标绘制坐标系,将每个测量点的电阻率值标记在所述坐标系中,分别针对每个测量点,将所述测量点对应的标记点依次连接起来,获得电阻率变化图版。
可选的,所述水驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρi,ji,j-1≥a,ρi,j为第i个采样时间点下第j个测量点的电阻率值,ρi,j-1为第i个采样时间点下第j-1个测量点的电阻率值,a为电阻率第一阈值,其中,第i个采样时间点下,第j-1个测量点对应的岩心位置为水驱前缘到达位置。
可选的,所述气驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρh,kh,k+1≥b,ρh,k为第h个采样时间点下第k个测量点的电阻率值,ρh,k+1为第h个采样时间点下第k+1个测量点的电阻率值,b为电阻率第二阈值,其中,第h个采样时间点下,第k个测量点对应的岩心位置为气驱前缘到达位置。
可选的,采用下述步骤获得气水混合带长度:根据所述水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,基于所述岩心气水同注过程动态电阻率变化图版,获得每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置;基于所述每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置,获得同时存在水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置的采样时间点,作为气水分离时间点;将所述气水分离时间点对应的所述水驱前缘到达位置与所述岩心流体注入端之间的长度作为所述气水混合带长度。
本发明的有益效果在于:本发明的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统及方法通过在缝洞型碳酸盐岩物理模型上安装电阻率监测仪,实时反馈的流体电阻率变化信息来监测追踪物理模型中三相流体分布,实现追踪驱替过程中的驱替前缘位置,分析气水混合带长度,该监测系统测量的结果准确性高、稳定性好、可重复性强,对不同驱替过程中岩心各个位置的电阻率变化进行动态监测。
本发明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例中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述,这些附图和具体实施例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方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,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个实施例的一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统的框图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统的岩心夹持器示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法的流程图。
附图标记说明
1、注入泵;2、活塞式中间容器;3、气体增压泵;4、金属环;5、气体储存容器;6、气体流量控制计;7、空气压缩机;8、岩心夹持器;9、加热装置;11、围压装置;12、气液分离计量装置;13、电阻率监测仪;14、回压控制装置。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,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方式所限制。
本发明提供一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,包括:岩心夹持器,岩心夹持器用于放置岩心,且岩心夹持器上设有多个测量点;电阻率监测仪,与岩心夹持器连接,用于测量岩心夹持器上每个测量点的电阻率值;实验流体注入装置,与岩心夹持器的入口连接,用于向岩心夹持器内注入流体;气液分离计量装置,与岩心夹持器的出口连接,用于将岩心夹持器排出的流体进行气液分离和计量;回压控制装置,与岩心夹持器的出口连接,用于控制岩心夹持器的回压;围压装置,与岩心夹持器连接,用于向岩心夹持器施加围压;加热装置,套设在岩心夹持器外,用于调节岩心夹持器的温度。
具体的,该监测装置包括岩心夹持器(最主要部分):整个夹持器采用不锈钢加工制作,润湿部分采用316L材质,绝缘材料采用PEEK,其他采用304材质,工作压力30MPa,该夹持器安装岩心规格为Φ100×300mm,密封件材质为氟橡胶,能保证夹持器在200℃工作条件下,密封可靠,经久耐用。夹持器可夹持多阵列电机及单级电极、绝缘电极H,配合电桥使数据稳定性达±0.2;电阻率监测仪:电阻率采用电阻扫描测试仪进行数据采集处理,用于精密监测不同驱替条件下电阻率的实时变化,电阻率测量范围:0.01KΩ~0.99MΩ。实验流体注入装置:向岩心夹持器内注入流体;电热套:采用电热套给岩心夹持器加热,最高可以达到200℃;压力传感器与温度传感器:压力传感器用于测量注入压力、围压压力、出口压力和回压压力。精度:0.1%F·S,输出信号:4~20mA。温度传感器用于夹持器的温度测量和控制。测量和控温范围为:常温~150℃,精度0.1%,输出信号:4~20mA;围压泵:工作压力:35MPa;气液分离计量装置:用于分离采出气液,并计量气液体积。容积:200ml,采用304材料制作;回压计量系统:回压泵的工作压力:30Mpa;回压容器的容积200ml,耐压30MPa;回压阀的耐压为30MPa。
制作完成的流体饱和度动态监测系统安装有控制操作台,实现实验过程一体化控制。实验结果的数据通过数据采集控制软件采集。除了实时采集电阻率值外,还可以实时采集温度、压力、电阻数据等参数的数值;实时采集恒压恒速泵的参数并控制泵的启动、停止和流量;实时采集并计算产出液的数据;实时显示控制元件工作状态;显示、提示每一工作阶段的工作流程;并有温度、压力上限报警功能。
具体的,气体经过空气压缩机加压后注入储气容器中(容积:2000mL,耐压45MPa),储气容器出口连接气体流量计(量程:0~1000ml/min,工作压力:≤10Mpa),用于控制输出气体向岩心夹持器中流动时的流量。注入液(水和油)储存在活塞式容器(容积:1000ml,耐压:40MPa)上部,由注入泵(流量范围:0.01~20ml/min,压力范围:0~30MPa)向活塞式容器下部注入液体,推动上部的注入液向岩心夹持器中流动,流体的流速由注入泵控制。
注入气和注入液由岩心夹持器注入端注入,岩心夹持器出口端连接回压控制装置,夹持器内部液体只有在超过围压的条件下才能够流出,能够稳定岩心夹持器两端的生产压差,产出的产出液流出后进入气液分离计量装置,从而读取产出液中油气水三相流体的产出量;实验过程中岩心各处的动态电阻率经由各测量点传输到电阻率测量仪,最终得到电阻率和流体饱和度的动态变化数值。
该流体饱和度动态监测系统能够监测全含水岩心饱和油过程中,监测岩心各个位置的的电阻率变化,通过气水同注前后的流体饱和度图版和饱和油、水驱过程中的流体饱和度变化图版对比,追踪驱替前缘,分析气水混合带长度。
该流体饱和度动态监测系统在不同压力不同温度下进行实验,获得不同压力不同温度下的电阻率值。
根据示例性的实施方式,缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统通过在缝洞型碳酸盐岩物理模型上安装电阻率监测仪,实时反馈的流体电阻率变化信息来监测追踪物理模型中三相流体分布,实现追踪驱替过程中的驱替前缘位置,分析气水混合带长度,该监测系统测量的结果准确性高、稳定性好、可重复性强,对不同驱替过程中岩心各个位置的电阻率变化进行动态监测。
作为可选方案,岩心夹持器内设有圆柱形橡胶筒,橡胶筒用于放置岩心,橡胶筒的内壁上沿径向方向嵌有多个金属环,每个金属环均与电阻率监测仪连接,其中,每个测量点设于一个金属环上。
具体的,岩心夹持器的圆柱形筒体由不锈钢材质加工制作而成(内置岩心规格为Φ100×300mm,耐压:40MPa),不锈钢筒体内置有直径略小一些的圆柱形橡胶筒,橡胶筒内部壁面上嵌有圆形的银丝,橡胶筒内部放置岩心物理模型(岩心规格为Φ100×300mm),共计14根圆形银丝环绕岩心,银丝呈等距分布,间距为2厘米,每条银丝由一根单独的引线连接,通过不锈钢桶和橡胶筒之间的缝隙穿出岩心夹持器,连接电阻率测量仪。岩心置入岩心夹持器的橡胶筒中后,两边由两块钢制的密封盖子盖住,通过旋转调节杆加压固定住岩心。由岩心夹持器上的注入口向不锈钢桶和橡胶筒之间的缝隙注入液体,增加缝隙内部的围压,实现岩心物理模型的压力控制,整个岩心夹持器的连接处采用氟橡胶密封,能够保证夹持器在30MPa和200℃的条件下正常工作。将夹持器放置在恒温烘箱中,通过控制烘箱内的温度,实现对岩心夹持器的整体温度控制。
作为可选方案,实验流体注入装置包括:多个活塞式中间容器,均与岩心夹持器的入口连接,用于盛装实验液体;注入泵,与多个活塞式中间容器连接,用于将活塞式中间容器内的实验液体注入岩心夹持器;气体储存容器,用于盛装实验气体;气体流量控制计,分别与气体储存容器和岩心夹持器的入口连接,用于控制注入岩心夹持器的实验气体的流量;气体增压泵,与气体储存容器连接,用于提供高压实验气体,并将高压实验气体送至气体储存容器中;空气压缩机,与气体增压泵连接,为气体增压泵提供动力。
具体的,实验流体注入装置:注入泵:用于向电阻率夹持器中注入水或实验介质,流量范围为0.01~20ml/min;压力范围为0~30MPa(不锈钢泵头);重复精度≤±0.5%;设定精度≤±1.5%;输液方式双柱塞往复泵;通讯形式为串口模式RS-232;活塞式中间容器:用于盛装实验用的液体,容积为1000ml,耐压达到40MPa;气体增压泵:根据实验的需要,为模拟实验提供高压气体,并储存到对应的缓冲容器中,为后续水合物生成实验做准备。此装置进口压力为0.3~8Mpa;往复行程为45mm;增压比为60:1;出口压力为1500~6000psi;工作介质为氮气;调节阀:用于控制从气体储存容器输出的气体压力,然后以实验要求的压力向模型中注入,输入最大压力为10000psi;输出压力为50~6000psi;气体储存容器:有效容积为2000ml,耐压为45MPa;气体流量计:量程:0~1000ml/min;工作压力:≤10MPa;重复精度:±0.2%F·S;准确度:±1%F·S;空气压缩机:为气体增压泵,泵气动阀等提供动力。额定压力为0.8MPa;容积流量为0.48m3/min;工作噪音≤60db;储罐容积为180L。
本发明还提供一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,利用上述缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,方法包括:将岩心抽真空,对岩心进行饱和水实验;对饱和水的岩心进行饱和油实验;分别对饱和油的岩心进行水驱实验、气驱实验和气水同注实验,通过电阻率监测仪获取每个实验中每个测量点的电阻率值;分别根据水驱实验、气驱实验和气水同注实验中每个测量点的电阻率值,绘制岩心水驱电阻率变化图版、岩心气驱电阻率变化图版和岩心气水同注过程电阻率变化图版;分析岩心水驱电阻率变化图版,获取水驱前缘到达位置的电阻率变化规律;分析岩心气驱电阻率变化图版,获取气驱前缘到达位置的电阻率变化规律;分析岩心气水同注过程电阻率变化图版,结合水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,获得气水混合带长度。
将岩心抽真空,对岩心进行饱和水实验;对饱和水的岩心进行饱和油实验;分别对饱和油的岩心进行水驱实验、气驱实验和气水同注实验,获取每个实验中每个测量点的电阻率值,分别针对水驱实验测量的电阻率值绘制水驱电阻率变化图版,针对气驱实验测量的电阻率值绘制气驱电阻率变化图版,针对气水同注实验测量的电阻率值绘制气水同注过程电阻率变化图版。已知三相流体的电阻率大小顺序为ρ>ρ>ρ:分别分析水驱电阻率变化图版和气驱电阻率变化图版,获得水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,结合该变化规律,岩心气水同注过程电阻率变化图版中获得气水混合带长度。
该流体饱和度动态监测系统在不同压力不同温度下进行实验,获得不同压力不同温度下的电阻率值,通过该流体饱和度动态监测方法获得不同压力不同温度下的气水混合带长度。
根据示例性的实施方式,缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法对驱替过程中岩心各个位置的电阻率变化进行动态监测,有效追踪驱替过程中的驱替前缘位置,进而分析高温高压条件下气水混合带长度。
作为可选方案,确定多个采样时间点,在每个实验过程中,获取每个测量点在每个采样时间点的电阻率值。
具体的,在实验过程中,将实验时间划分为多个采样时间点,确定每个采用时间点,获取每个测量点在每个采样时间点下的电阻率值。
作为可选方案,还包括:沿流体注入方向按从小到大顺序将测量点进行编号。
具体的,将测量点沿流体注入方向按从小到大的顺序进行编号,便于区分。
作为可选方案,采用下述步骤绘制电阻率变化图版;以时间为横坐标,以电阻率值为纵坐标绘制坐标系,将每个测量点的电阻率值标记在坐标系中,分别针对每个测量点,将测量点对应的标记点依次连接起来,获得电阻率变化图版。
具体的,以时间为横坐标,以电阻率值为纵坐标,将每个测量点对应的电阻率值依次连接起来,获得电阻率变化版图,分别针对水驱实验测量的电阻率值绘制水驱电阻率变化图版,针对气驱实验测量的电阻率值绘制气驱电阻率变化图版,针对气水同注实验测量的电阻率值绘制气水同注过程电阻率变化图版。
作为可选方案,水驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρi,ji,j-1≥a,ρi,j为第i个采样时间点下第j个测量点的电阻率值,ρi,j-1为第i个采样时间点下第j-1个测量点的电阻率值,a为电阻率第一阈值,其中,第i个采样时间点下,第j-1个测量点对应的岩心位置为水驱前缘到达位置。
具体的,岩心抽真空后,先采用水驱的方式饱和水,后采用油驱水的方式饱和油,饱和完成后的岩心流体组成为油和束缚水,对饱和油得岩心进行水驱,水驱过程中,对于岩心某一位置而言,初期电阻率基本保持不变。当注入水后,水驱前缘推动原油向前运移,逐渐形成油墙,油墙到达测量点后,由于含油量的增加,电阻率出现小幅度的上升;水驱前缘推动油墙运移并通过测量点,后续由于含水饱和度逐渐增加,电阻率很快下降,电阻率的峰值点即为水驱前缘的位置。根据此原理,可确定水驱过程中油水前缘的位置。随着油水驱替前缘的推进,岩心流体整体表现为油含量减少,水含量增加,即岩心各个位置的电阻率值减小。水驱完成后,流体组成为水和剩余油。测量水驱过程中岩心各个位置的电阻率值,绘制动态条件下的岩心水驱电阻率变化图版。
作为可选方案,气驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρh,kh,k+1≥b,ρh,k为第h个采样时间点下第k个测量点的电阻率值,ρh,k+1为第h个采样时间点下第k+1个测量点的电阻率值,b为电阻率第二阈值,其中,第h个采样时间点下,第k个测量点对应的岩心位置为气驱前缘到达位置。
具体的,饱和油岩心气驱之前,流体组成为油和束缚水;气驱过程中,对于岩心某一位置而言,初期电阻率基本上保持不变。当注入一定累计量的气体后,气驱前缘推动原油向前运移,逐渐形成油墙,油墙到达测量点后,电阻率出现小幅度的上升,表示后续的气驱前缘已经到达测量点;前缘继续向前运移,由于后续的含气饱和度增加,测量点电阻率的值急剧上升,电阻率变化的起点即为气驱前缘的位置。和水驱一样可通过这种现象确定气驱过程中气驱前缘的位置,随着气油驱替前缘的推进,岩心整体表现为油含量减少,气含量增加,即岩心各个位置的电阻率值大大增加。测量气驱过程中岩心各个位置的电阻率值,绘制动态条件下的岩心气驱电阻率变化图版。
作为可选方案,采用下述步骤获得气水混合带长度:根据水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,基于岩心气水同注过程动态电阻率变化图版,获得每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置;基于每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置,获得同时存在水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置的采样时间点,作为气水分离时间点;将气水分离时间点对应的水驱前缘到达位置与岩心流体注入端之间的长度作为气水混合带长度。
具体的,饱和油岩心气水同注之前,流体组成为油和剩余水;驱替前缘推动原油向前运移,逐渐形成油墙,油墙到达测量点后,电阻率首先出现小幅度的上升(斜率较小),后续驱替前缘到达测量点后,由于前缘处含气饱和度的突然增加,电阻率出现大幅度的上升(斜率较大),后续随着气水两相饱和度的增加,电阻率出现不规律的变化,不同的三相流体饱和度比例所表现出的电阻率变化幅度不同;气水同注前期的驱替前缘是气水混合驱前缘,气水混合驱前缘到达测量点后电阻率上升的幅度介于纯水驱替前电阻率和纯气驱前缘电阻率之间;由于气水粘度差异,岩心中气体流度大于水的流速,气水同注后期出现气水分离现象,形成纯气驱前缘,纯气驱前缘到达测量点后电阻率上升的幅度最大。
气水同注之后,岩心整体表现为气体含量增加,水含量增加,油含量减少,岩心各个位置的电阻率值出现不同程度的增加。测量气水同注过程中岩心各个位置的电阻率值,通过与水驱电阻率变化图版和气驱电阻率变化图版进行对比,分析岩心各个位置的电阻率变化规律,从而实现气水混合驱前缘和纯气驱前缘的动态识别,进一步分析不同温度压力条件下的气水混合带的长度。
实施例一
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统的框图。图2示出了根据本发明的一个实施例的一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统的岩心夹持器示意图。
如1和图2所示,该缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,包括:
岩心夹持器8,岩心夹持器8用于放置岩心,且岩心夹持器8上设有多个测量点;
电阻率监测仪13,与岩心夹持器8连接,用于测量岩心夹持器8上每个测量点的电阻率值;
实验流体注入装置,与岩心夹持器8的入口连接,用于向岩心夹持器8内注入流体;
气液分离计量装置12,与岩心夹持器8的出口连接,用于将岩心夹持器8排出的流体进行气液分离和计量;
回压控制装置14,与岩心夹持器8的出口连接,用于控制岩心夹持器8的回压;
围压装置11,与岩心夹持器8连接,用于向岩心夹持器8施加围压;
加热装置9,套设在岩心夹持器8外,用于调节岩心夹持器8的温度。
其中,岩心夹持器8内设有圆柱形橡胶筒,橡胶筒用于放置岩心,橡胶筒的内壁上沿径向方向嵌有多个金属环4,每个金属环4均与电阻率监测仪13连接,其中,每个测量点设于一个金属环4上。
其中,实验流体注入装置包括:多个活塞式中间容器2,均与岩心夹持器8的入口连接,用于盛装实验液体;注入泵1,与多个活塞式中间容器2连接,用于将活塞式中间容器2内的实验液体注入岩心夹持器8;气体储存容器5,用于盛装实验气体;气体流量控制计6,分别与气体储存容器5和岩心夹持器8的入口连接,用于控制注入岩心夹持器8的实验气体的流量;气体增压泵3,与气体储存容器5连接,用于提供高压实验气体,并将高压实验气体送至气体储存容器5中;空气压缩机7,与气体增压泵3连接,为气体增压泵3提供动力。
实施例二
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法的流程图。
如图3所示,该缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,利用上述缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,方法包括:
步骤1:将岩心抽真空,对岩心进行饱和水实验;
步骤2:对饱和水的岩心进行饱和油实验;
步骤3:分别对饱和油的岩心进行水驱实验、气驱实验和气水同注实验,通过电阻率监测仪获取每个实验中每个测量点的电阻率值;
其中,确定多个采样时间点,在每个实验过程中,获取每个测量点在每个采样时间点的电阻率值。
其中,还包括:沿流体注入方向按从小到大顺序将测量点进行编号。
步骤4:分别根据水驱实验、气驱实验和气水同注实验中每个测量点的电阻率值,绘制岩心水驱电阻率变化图版、岩心气驱电阻率变化图版和岩心气水同注过程电阻率变化图版;
其中,采用下述步骤绘制电阻率变化图版;以时间为横坐标,以电阻率值为纵坐标绘制坐标系,将每个测量点的电阻率值标记在坐标系中,分别针对每个测量点,将测量点对应的标记点依次连接起来,获得电阻率变化图版。
步骤5:分析岩心水驱电阻率变化图版,获取水驱前缘到达位置的电阻率变化规律;
其中,水驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρi,ji,j-1≥a,ρi,j为第i个采样时间点下第j个测量点的电阻率值,ρi,j-1为第i个采样时间点下第j-1个测量点的电阻率值,a为电阻率第一阈值,其中,第i个采样时间点下,第j-1个测量点对应的岩心位置为水驱前缘到达位置。
步骤6:分析岩心气驱电阻率变化图版,获取气驱前缘到达位置的电阻率变化规律;
其中,气驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρh,kh,k+1≥b,ρh,k为第h个采样时间点下第k个测量点的电阻率值,ρh,k+1为第h个采样时间点下第k+1个测量点的电阻率值,b为电阻率第二阈值,其中,第h个采样时间点下,第k个测量点对应的岩心位置为气驱前缘到达位置。
步骤7:分析岩心气水同注过程电阻率变化图版,结合水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,获得气水混合带长度。
其中,采用下述步骤获得气水混合带长度:根据水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,基于岩心气水同注过程动态电阻率变化图版,获得每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置;基于每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置,获得同时存在水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置的采样时间点,作为气水分离时间点;将气水分离时间点对应的水驱前缘到达位置与岩心流体注入端之间的长度作为气水混合带长度。
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)

1.一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,其特征在于,包括:
岩心夹持器,所述岩心夹持器用于放置岩心,且所述岩心夹持器上设有多个测量点;
电阻率监测仪,与所述岩心夹持器连接,用于测量所述岩心夹持器上每个测量点的电阻率值;
实验流体注入装置,与所述岩心夹持器的入口连接,用于向所述岩心夹持器内注入流体;
气液分离计量装置,与所述岩心夹持器的出口连接,用于将所述岩心夹持器排出的流体进行气液分离和计量;
回压控制装置,与所述岩心夹持器的出口连接,用于控制所述岩心夹持器的回压;
围压装置,与所述岩心夹持器连接,用于向所述岩心夹持器施加围压;
加热装置,套设在所述岩心夹持器外,用于调节所述岩心夹持器的温度。
2.根据权利要求1所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,其特征在于,所述岩心夹持器内设有圆柱形橡胶筒,所述橡胶筒用于放置岩心,所述橡胶筒的内壁上沿径向方向嵌有多个金属环,每个金属环均与所述电阻率监测仪连接,其中,每个测量点设于一个所述金属环上。
3.根据权利要求1所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,其特征在于,所述实验流体注入装置包括:
多个活塞式中间容器,均与所述岩心夹持器的入口连接,用于盛装实验液体;
注入泵,与所述多个活塞式中间容器连接,用于将所述活塞式中间容器内的实验液体注入所述岩心夹持器;
气体储存容器,用于盛装实验气体;
气体流量控制计,分别与所述气体储存容器和所述岩心夹持器的入口连接,用于控制注入所述岩心夹持器的实验气体的流量;
气体增压泵,与所述气体储存容器连接,用于提供高压实验气体,并将所述高压实验气体送至所述气体储存容器中;
空气压缩机,与所述气体增压泵连接,为所述气体增压泵提供动力。
4.一种缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,利用根据权利要求1-3任一项所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测系统,其特征在于,所述方法包括:
将岩心抽真空,对所述岩心进行饱和水实验;
对饱和水的岩心进行饱和油实验;
分别对饱和油的岩心进行水驱实验、气驱实验和气水同注实验,通过电阻率监测仪获取每个实验中每个测量点的电阻率值;
分别根据水驱实验、气驱实验和气水同注实验中每个测量点的电阻率值,绘制岩心水驱电阻率变化图版、岩心气驱电阻率变化图版和岩心气水同注过程电阻率变化图版;
分析所述岩心水驱电阻率变化图版,获取水驱前缘到达位置的电阻率变化规律;
分析所述岩心气驱电阻率变化图版,获取气驱前缘到达位置的电阻率变化规律;
分析所述岩心气水同注过程电阻率变化图版,结合所述水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,获得气水混合带长度。
5.根据权利要求4所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,其特征在于,确定多个采样时间点,在每个实验过程中,获取每个测量点在每个采样时间点的电阻率值。
6.根据权利要求4所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,其特征在于,还包括:
沿流体注入方向按从小到大顺序将测量点进行编号。
7.根据权利要求5所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,其特征在于,采用下述步骤绘制电阻率变化图版;
以时间为横坐标,以电阻率值为纵坐标绘制坐标系,将每个测量点的电阻率值标记在所述坐标系中,分别针对每个测量点,将所述测量点对应的标记点依次连接起来,获得电阻率变化图版。
8.根据权利要求6所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,其特征在于,所述水驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρi,ji,j-1≥a,ρi,j为第i个采样时间点下第j个测量点的电阻率值,ρi,j-1为第i个采样时间点下第j-1个测量点的电阻率值,a为电阻率第一阈值,其中,第i个采样时间点下,第j-1个测量点对应的岩心位置为水驱前缘到达位置。
9.根据权利要求6所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,其特征在于,所述气驱前缘到达位置的电阻率变化规律为:ρh,kh,k+1≥b,ρh,k为第h个采样时间点下第k个测量点的电阻率值,ρh,k+1为第h个采样时间点下第k+1个测量点的电阻率值,b为电阻率第二阈值,其中,第h个采样时间点下,第k个测量点对应的岩心位置为气驱前缘到达位置。
10.根据权利要求8或9所述的缝洞油藏高压条件下流体驱替前缘动态电阻率监测方法,其特征在于,采用下述步骤获得气水混合带长度:
根据所述水驱前缘到达位置的电阻率变化规律和气驱前缘到达位置的电阻率变化规律,基于所述岩心气水同注过程动态电阻率变化图版,获得每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置;
基于所述每个采样时间点水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置,获得同时存在水驱前缘到达位置和气驱前缘到达位置的采样时间点,作为气水分离时间点;
将所述气水分离时间点对应的所述水驱前缘到达位置与所述岩心流体注入端之间的长度作为所述气水混合带长度。
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