CN115639273A - 模拟开采页岩油的试验方法及试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模拟开采页岩油的试验方法及试验系统。其中，模拟开采页岩油的试验方法包括：步骤S100：测量储层岩心样品的质量，并密封固定储层岩心样品；步骤S200：对储层岩心样品进行预设时长的声波振动，并获取储层岩心样品的声波属性参数；步骤S300：恒温环境下对储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长；步骤S400：向储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并焖井第二预设时长，以进行油气开采；步骤S500：采集储层岩心样品的分解产物，并记录分解产物的累积产量。本发明解决了现有技术中的页岩油的开采规律及采收率难以有效评价，导致页岩油开采难度较大、采收率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及页岩油开采技术领域，具体而言，涉及一种模拟开采页岩油的试验方法及试验系统。
背景技术
页岩油是指以游离、吸附及溶解态等多种方式赋存于富有机质泥页岩地层中的液态烃类，这些泥页岩地层本身就是生成液态烃类的源岩，而且可能现在仍处于生油状态，属于典型的自生自储型原地聚集的油气类型。
现有技术中，页岩油开采难度较大、采收率低，而且开采时严重破坏生态环境及水质，开采过程具有较大的局限性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种模拟开采页岩油的试验方法及试验系统，以解决现有技术中的页岩油的开采规律及采收率难以有效评价，导致页岩油开采难度较大、采收率低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种模拟开采页岩油的试验方法，包括：步骤S100：测量储层岩心样品的质量，并密封固定储层岩心样品；步骤S200：对储层岩心样品进行预设时长的声波振动，并获取储层岩心样品的声波属性参数；步骤S300：恒温环境下对储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长；步骤S400：向储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并焖井第二预设时长，以进行油气开采；步骤S500：采集储层岩心样品的分解产物，并记录分解产物的累积产量。
进一步地，试验方法还包括：在测量储层岩心样品的质量之前，步骤S110：采集页岩油储层岩心并密封保存，获取页岩油储层岩心采集位置的地层温度；步骤S120：对页岩油储层岩心进行热解试验，获取页岩油储层岩心的热解参数；步骤S130：对页岩油储层岩心进行声振动试验，获取页岩油储层岩心的固有频率；步骤S140：液氮环境下对页岩油储层岩心切割、抛光和磨平处理。
进一步地，试验方法还包括：重复步骤S400，或者步骤S300和步骤S400，在步骤S500中，记录分解产物的累积产量包括：
计算分解产物中油的总量Mo′：
计算分解产物中水的总量Mw′：
计算分解产物中气的总量V′：
其中，
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的油的质量；
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的水的质量；
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的气的体积；i为微波辐射试验的次数，n为微波辐射试验的总次数；j为二氧化碳吞吐试验的次数，m为二氧化碳吞吐试验的总次数。
进一步地，在步骤S500中，采集储层岩心样品的分解产物包括：对分解产物进行冷却处理使分解产物中的油分和水分冷却，并对冷却的油分和水分离心分离；吸除分解产物中混杂的二氧化碳后，收集分解产物中的气体。
根据本发明的另一方面，提供了一种模拟开采页岩油的试验系统，包括微波辐射装置、夹持器装置、声波振动装置、超声波测量装置、超临界二氧化碳供给装置和油水气采集装置，夹持器装置设置在微波辐射装置内，声波振动装置和超声波测量装置分别与夹持器装置可拆卸连接，超临界二氧化碳供给装置与夹持器装置连接，油水气采集装置与夹持器装置连通。
进一步地，夹持器装置包括第一泵体、第一容器、夹持器和密封套，第一泵体、第一容器和夹持器依次连通，第一容器和夹持器之间设置有第一阀门，第一容器用于存放氮气，并通过第一泵体将氮气注入夹持器提供环压，密封套设置在夹持器内，并用于密封储层岩心样品。
进一步地，声波振动装置包括依次连接的声波发生器、功率放大器和声波换能器，声波换能器与夹持器的外侧壁可拆卸连接。
进一步地，超声波测量装置包括超声波激发器、示波器和超声波探头组合，超声波探头组合与夹持器的外侧壁可拆卸连接，示波器分别与超声波激发器和终端设备连接，超声波探头组合包括发射探头和接收探头，发射探头与超声波激发器连接，接收探头与示波器连接。
进一步地，微波辐射装置包括微波发生器、微波暗室、微波辐射片、热电偶和温度变送器，微波发生器与终端设备连接，微波辐射片设置在微波暗室内，且与微波发生器连接，热电偶设置在微波暗室内，热电偶与温度变送器连接，温度变送器与终端设备连接。
进一步地，超临界二氧化碳供给装置包括第二泵体、第二容器和恒温箱，第二泵体、第二容器和夹持器依次连通，第二容器和夹持器之间设置有四通阀，四通阀上设置有放空阀，第二容器和四通阀之间设置有第二阀门，夹持器和四通阀之间设置有第三阀门和压力表，微波暗室和第二容器位于恒温箱内。
进一步地，油水气采集装置包括依次连接的冷却计量组件、二氧化碳吸除组件、流量计和气体采集组件，冷却计量组件与四通阀连通，冷却计量组件和四通阀之间设置有第四阀门和回压阀。
应用本发明的技术方案，通过测量储层岩心样品质量，便于为储层岩心样品注入超临界二氧化碳的体积提供依据。通过对储层岩心样品的密封固定，使试验过程更加稳定，也避免外界环境的干扰，有利于试验数据的准确性。通过对储层岩心样品进行预设时长的超声波振动，并获取储层岩心样品的声波属性参数，能够根据声波属性参数反映受振动激励的储层岩心样品孔隙结构变化情况和裂缝生成情况，为无水压裂改造地层提供了试验数据支持。通过恒温环境下对储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长，能够使振动压裂后的储层岩心样品进行充分的加热，且采用微波辐射加热在储层岩心样品加热过程中使分子振动，有利于分解反应更加充分。通过向储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并保持第二预设时长，可使二氧化碳在储层岩心样品中充分扩散，以使接触更加充分。通过采集储层岩心样品的分解产物，并记录分解产物的产量，能够得出不同的试验条件下不同的分解率，根据试验数据优化试验参数，如微波辐射加热的功率，恒温时间等。上述试验方法中，可在合理区间设置第一预设时长、第二预设时长和预设温度等试验参数，根据上述试验方法，能够得到微波-超临界二氧化碳吞吐协同作用下页岩油的开采规律以及采收率，进而为页岩油的开采提供必要的理论研究和实验基础，便于优化页岩油开采方式，提高采收率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的模拟开采页岩油的试验方法的流程图；
图2示出了本发明的模拟开采页岩油的试验系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
112、微波发生器；113、微波暗室；114、微波辐射片；115、热电偶；116、温度变送器；121、第一泵体；122、第一容器；123、夹持器；124、密封套；125、第一阀门；132、声波发生器；134、功率放大器；136、声波换能器；142、超声波激发器；144、示波器；146、发射探头；148、接收探头；151、第二泵体；152、第二容器；153、四通阀；154、第二阀门；155、第三阀门；156、压力表；157、恒温箱；159、放空阀；161、冷却计量组件；162、二氧化碳吸除组件；163、流量计；164、气体采集组件；165、第四阀门；166、回压阀；170、终端设备。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中的页岩油的开采规律及采收率难以有效评价，导致页岩油开采难度较大、采收率低的问题，本发明提供了一种模拟开采页岩油的试验方法及试验系统。
如图1所示的一种模拟开采页岩油的试验方法，包括：步骤S100：测量储层岩心样品的质量，并密封固定储层岩心样品；步骤S200：对储层岩心样品进行预设时长的声波振动，并获取储层岩心样品的声波属性参数；步骤S300：恒温环境下对储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长；步骤S400：向储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并焖井第二预设时长，以进行油气开采；步骤S500：采集储层岩心样品的分解产物，并记录分解产物的累积产量。
本实施例通过测量储层岩心样品质量，便于为储层岩心样品注入超临界二氧化碳的体积提供依据。通过对储层岩心样品的密封固定，使试验过程更加稳定，也避免外界环境的干扰，有利于试验数据的准确性。通过对储层岩心样品进行预设时长的超声波振动，并获取储层岩心样品的声波属性参数，能够根据声波属性参数反映受振动激励的储层岩心样品孔隙结构变化情况和裂缝生成情况，为无水压裂改造地层提供了试验数据支持。通过恒温环境下对储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长，能够使振动压裂后的储层岩心样品进行充分的加热，且采用微波辐射加热在储层岩心样品加热过程中使分子振动，有利于分解反应更加充分。通过向储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并保持第二预设时长，可使二氧化碳在储层岩心样品中充分扩散，以使接触更加充分。通过采集储层岩心样品的分解产物，并记录分解产物的产量，能够得出不同的试验条件下不同的分解率，根据试验数据优化试验参数，如微波辐射加热的功率，恒温时间等。上述试验方法中，可在合理区间设置第一预设时长、第二预设时长和预设温度等试验参数，根据上述试验方法，能够得到微波-超临界二氧化碳吞吐协同作用下页岩油的开采规律以及采收率，进而为页岩油的开采提供必要的理论研究和实验基础，便于优化页岩油开采方式，提高采收率。
以下具体地对上述各步骤进行详细解释：
S100、测量储层岩心样品质量，并密封固定储层岩心样品。
具体地，在测量储层岩心样品质量之后，可将储层岩心样品放置在耐温耐压的胶皮套密封，并在特定位置固定，如夹持器。
S200、对储层岩心样品进行预设时长的声波振动，并获取储层岩心样品的声波属性参数。
具体地，对储层岩心样品进行声波振动激励，并进行预设时长以便于储层岩心样品受激励后测得的声波参数具有一定的参考意义，并根据声波属性参数得知受激励后储层岩心样品孔隙结构变化情况和裂缝生成情况，用于模拟无水压裂改造地层过程，为页岩油的开采提供试验支撑。
试验时，可根据测得的储层岩心样品首波初至时间和波形的振幅来反映受振动激励的储层岩心样品孔隙结构变化情况和裂缝生成情况。即首波初至时间变大，振幅变小则说明储层岩心样品中裂缝增多，此试验过程将完成模拟无水压裂改造地层过程，为实际开采的推进提供了必要的依据。
S300、恒温环境下对储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长。
需要说明的是，恒温环境用于模拟储层岩心样品所在地层的温度，以保证在实际的页岩油储层开采过程中不会因为地层温度的问题而影响页岩油的正常开采。另外，对储层岩心样品进行微波辐射加热，即进行微波辐射试验，可在加热过程中使储层岩心样品振动，有利于后续储层岩心样品的分解。该预设温度可根据获得储层岩心样品的热解特性得出，如300℃，并保温第一预设时长，以使储层岩心样品充分受热。例如，该第一预设时长可设置为20min。
S400、向储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并焖井第二预设时长，以进行油气开采。
具体地，可使二氧化碳贮藏容器内的二氧化碳压力大于二氧化碳的超临界压力，并将超临界二氧化碳注入储层岩心样品，注入结束后，使二氧化碳和储层岩心样品在密封环境中充分接触，该过程持续第二预设时长，即进行二氧化碳吞吐试验。例如，该第二预设时长可设置为30min，以便于进行油气开采。
S500、采集储层岩心样品的分解产物，并记录分解产物的累积产量。
具体地，分解产物包括油、气和水等，通过改变上述的温度或时间，对比分解产物的产量，便于根据试验数据得出实际开采页岩油过程中的等设置参数具有重大意义。
在本实施例中，试验方法还包括：在测量储层岩心样品的质量之前，进行以下操作，
S110、采集页岩油储层岩心并密封保存，获取页岩油储层岩心采集位置的地层温度。
具体地，实际操作中可根据地质资料、地震资料和测井资料确定页岩油的优质储层段，并对采集的页岩油储层岩心进行密封保存，防止因页岩油氧化或者其他不确定因素影响试验结果。采集页岩油储层岩心时，需要对正钻井的目的层段进行密闭取心，取心过程中要减少烃类物质的散失，取到地面后，用锡纸包裹，用蜡封存，并保存于低温的环境，所用的密闭液采用水基密闭液，且避免密闭液渗入页岩油储层岩心中影响采集页岩油储层岩心的质量。在采集页岩油储层岩心的同时测量页岩油储层岩心采集位置的地层温度，以便于后续试验过程中模拟该地层温度，地层温度根据页岩油储层的地层深度决定。例如，该地层温度为110℃～130℃，具体温度以实际测得的温度为准。
S120、对页岩油储层岩心进行热解试验，获取页岩油储层岩心的热解参数。
具体地，通过热解试验，可得出采集的页岩油储层岩心的热解温度。例如，页岩油储层岩心的最佳热解温度为300℃～500℃。根据测得的热解参数，方便后续试验中对储层岩心样品进行加热具有明确的加热区间，避免盲目加热影响试验的进行。
S130、对页岩油储层岩心进行声振动试验，获取页岩油储层岩心的固有频率。
具体地，通过对采集到的页岩油岩心进行声振动试验，通过页岩油储层岩心的振动波形，便于获取页岩油储层岩心的固有频率，在后续试验中，使储层岩心样品快速破坏，节省试验时间。
S140、液氮环境下对页岩油储层岩心切割、抛光和磨平处理。
具体地，液氮环境能够为页岩油储层岩心处理提供所需的低温环境，避免因切割、抛光、磨平处理过程中，使页岩油储层岩心被处理加工处局部温度过高而影响页岩油岩心的品质。
在本实施例中，试验方法还包括：重复步骤S400，或者步骤S300和步骤S400，进行多次试验。在步骤S500中，记录分解产物的累积产量包括：
计算分解产物中油的总量Mo′：
计算分解产物中水的总量Mw′：
计算分解产物中气的总量V′：
其中，
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的油的质量；
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的水的质量；
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的气的体积；i为微波辐射试验的次数，n为微波辐射试验的总次数；j为二氧化碳吞吐试验的次数，m为二氧化碳吞吐试验的总次数。
为了充分提取分解的产物，可重复操作S400这一步骤，当提取的产物不再增加时，可重复操作S300和S400这两个步骤，使储层岩心样品再次经过辐射加热分解后，再采用超临界二氧化碳吞吐试验进行产物的萃取，最终使储层岩心样品充分的分解并提取产物。并根据上述三个公式得出分解产物中的油的总量Mo′、水的总量Mw′和气的总量V′，通过对分解产物的分析，得到不同开采条件下页岩油的开采规律以及采收率，为进一步优化微波辐射功率、微波辐射试验次数、二氧化碳注入量以及二氧化碳吞吐次数等提供了依据，进而为微波-超临界二氧化碳吞吐协同开采页岩油的方式提供必要的理论研究和实验基础。
在步骤S500中，采集储层岩心样品的分解产物包括：对分解产物进行冷却处理使分解产物中的油分和水分冷却，并对冷却的油分和水分离心分离；吸除分解产物中混杂的二氧化碳后，收集分解产物中的气体。
具体地，冷凝所需的冷却介质可采用液氮、冰块或冰水混合物等，本实施例对此不做具体限制，只要能够满足所需的冷凝要求即可。收集分解产物的气体时，可将除去二氧化碳后的采集气体管道上设置流量计，以测量生成的气体的体积。
需要说明的是，上述试验方法描述的先后顺序并不代表试验的先后顺序。同一试验过程也可分为多次进行操作，并不限制于本实施例记载的流程步骤。另外，上述试验方法也可对油页岩储层样品进行试验操作，具体操作与上述相同，在此不再赘述。
如图2所示，本实施例还提供了一种模拟开采页岩油的试验系统，包括微波辐射装置、夹持器装置、声波振动装置、超声波测量装置、超临界二氧化碳供给装置和油水气采集装置，夹持器装置设置在微波辐射装置内，声波振动装置和超声波测量装置分别与夹持器装置可拆卸连接，超临界二氧化碳供给装置与夹持器装置连接，油水气采集装置与夹持器装置连通。
具体地，上述试验系统配合前述的试验方法进行使用操作，使用时将储层岩心样品放入夹持器装置内，并使用微波辐射装置对夹持器装置内储层岩心样品进行加热。在加热之前需要通过声波振动装置对储层岩心样品进行振动激励，振动激励完成后采用超声波测量装置检测储层岩心样品的声波属性参数，以得知储层岩心样品内孔隙结构的变化，方便进行后续的操作步骤。超临界二氧化碳供给装置用于向储层岩心样品提供超临界二氧化碳，并通过油水气采集装置采集最终产物。本实施例提供的模拟开采页岩油的试验系统，为前述试验方法提供了所需的试验环境，有利于保障试验的稳定进行，为页岩油的开采提供必要的硬件支撑，便于优化页岩油开采方式，提升试验数据的准确性和可靠性。另外，该模拟开采页岩油的试验系统也可对油页岩样品进行试验操作，并采用前述试验方法进行试验，在此不再赘述。
如图2所示，夹持器装置包括第一泵体121、第一容器122、夹持器123和设置在夹持器123内密封套124，密封套124用于密封储层岩心样品，第一泵体121、第一容器122和夹持器123依次连通，第一容器122和夹持器123之间设置有第一阀门125，第一容器122用于存放氮气，并通过第一泵体121将氮气注入夹持器123提供环压。
具体地，密封套124可采用橡皮套对储层岩心样品进行密封，夹持器123由耐温耐压特种工程塑料制成，如聚醚醚酮、聚酰亚胺或聚苯酯等，该材料需要满足最大承压30MPa，最高耐温800℃，满足加热加压的需要。这样，在通过第一泵体121将第一容器122内的氮气注入夹持器123时，能够支撑氮气的压力。另外，在通过微波辐射装置对储层岩心样品进行加热时，也能较好的耐受加热的热量，有利于提升夹持器装置使用时的稳定性。
需要说明的是，本发明实施例对第一泵体121不做具体限制，例如，可采用手摇泵或者电动泵等。另外，第一阀门125用于控制氮气的通断，在注入预设压力的氮气后，可关闭第一阀门125，避免氮气沿通道泄漏，另外，声波振动装置、超声波测量装置、超临界二氧化碳供给装置和油水气采集装置分别与夹持器装置的夹持器123连接，以方便对储层岩心样品进行试验操作。
如图2所示，声波振动装置包括依次连接的声波发生器132、功率放大器134和声波换能器136，声波换能器136与夹持器123外侧壁可拆卸连接。
这样，使用时，打开声波发生器132，调节功率放大器134，即可对夹持器装置内的储层岩心样品进行声波振动激励。在进行微波辐射加热时，可将声波换能器136临时拆除，避免高温损坏。
如图2所示，超声波测量装置包括超声波激发器142、示波器144和超声波探头组合，示波器144分别与超声波激发器142和终端设备170连接，超声波探头组合与夹持器123外侧壁可拆卸连接，超声波探头组合包括发射探头146和接收探头148，发射探头146与超声波激发器142连接，接收探头148与示波器144连接。
具体地，发射探头146和接收探头148位于夹持器123的两侧，用于监测夹持器123内受激励储层岩心样品的首波初至时间和波形。当测完所需参数后，发射探头146和接收探头148也可从夹持器123上拆除掉，避免在进行微波辐射加热时受高温损坏。另外，终端设备170可采用计算机，方便对参数进行查看、计算或统计等。
如图2所示，微波辐射装置包括微波发生器112、微波暗室113、微波辐射片114、热电偶115和温度变送器116，微波辐射片114设置在微波暗室113内，且与微波发生器112连接，微波发生器112与终端设备170连接，热电偶115设置在微波暗室113内，热电偶115与温度变送器116连接，温度变送器116与终端设备170连接。
具体地，微波发生器112通过微波辐射片114对微波暗室113内进行加热，使处于夹持器装置内的储层岩心样品进行加热，微波暗室113内的热电偶115连接温度变送器116，再通过温度变送器116连接终端设备170，方便将微波暗室113中的温度信息反馈给终端设备170，以便于根据该信息进行相关操作。
如图2所示，超临界二氧化碳供给装置包括第二泵体151、第二容器152和恒温箱157，第二泵体151、第二容器152和夹持器123依次连通，第二容器152和夹持器123之间设置有四通阀153，四通阀153上设置有放空阀159，第二容器152和四通阀153之间设置有第二阀门154，夹持器123和四通阀153之间设置有第三阀门155和压力表156，微波暗室113和第二容器152位于恒温箱157内。
具体地，本发明实施例对第二泵体151不做具体限制，例如，第二泵体151可采用高精度驱替泵提供超临界二氧化碳。在向夹持器123内的储层岩心样品提供超临界二氧化碳时，需先将放空阀159打开，以排尽管道内的空气，然后将第三阀门155打开，以提供超临界二氧化碳。另外，恒温箱157用于提供储层岩心样品所处环境的温度。以保证在实际的页岩油开采过程中不会因为地层温度的问题而影响页岩油的正常开采。
如图2所示，油水气采集装置包括依次连接的冷却计量组件161、二氧化碳吸除组件162、流量计163和气体采集组件164，冷却计量组件161与四通阀153连通，冷却计量组件161和四通阀153之间设置有第四阀门165和回压阀166。
具体地，采集分解产物时，第二阀门154和放空阀159均处于闭合状态，此时，分解产物通过第三阀门155、第四阀门165和回压阀166流经冷却计量组件161、二氧化碳吸除组件162和流量计163，最终生成的气体被气体采集组件164收集。冷却计量组件161由试管和冷却介质构成，冷却介质可以采用液氮、冰块或冰水混合物等，生成的气体和二氧化碳通过冷却计量组件161到二氧化碳吸除组件162，可采用碱性溶液吸收二氧化碳，如氢氧化钠溶液，被吸除后的气体可通过流量计163测出总流量体积，并通过气体采集组件164采集产出的气体。对采集的分解产物中的气体进行组分分析时，可采用气相色谱仪，用于检测二氧化碳是否吸除干净，也可检测出气体中的具体成分，如，甲烷、乙烷等。
需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、解决了现有技术中的页岩油的开采规律及采收率难以有效评价，导致页岩油开采难度较大、采收率低的问题；
2、根据试验方法能够得到微波-超临界二氧化碳吞吐协同作用下页岩油的开采规律以及采收率，进而为页岩油的开采提供必要的理论研究和实验基础，便于优化页岩油开采方式，提高采收率；
3、试验系统为试验方法提供了所需的试验环境，有利于保障试验的稳定进行，为页岩油的开采提供必要的硬件支撑，便于优化页岩油开采方式，提升试验数据的准确性和可靠性。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种模拟开采页岩油的试验方法，其特征在于，包括：
步骤S100：测量储层岩心样品的质量，并密封固定所述储层岩心样品；
步骤S200：对所述储层岩心样品进行预设时长的声波振动，并获取所述储层岩心样品的声波属性参数；
步骤S300：恒温环境下对所述储层岩心样品进行微波辐射加热至预设温度，并保持第一预设时长；
步骤S400：向所述储层岩心样品注入超临界二氧化碳，并焖井第二预设时长，以进行油气开采；
步骤S500：采集所述储层岩心样品的分解产物，并记录所述分解产物的累积产量。
2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括：在测量所述储层岩心样品的质量之前，
步骤S110：采集页岩油储层岩心并密封保存，获取所述页岩油储层岩心采集位置的地层温度；
步骤S120：对所述页岩油储层岩心进行热解试验，获取所述页岩油储层岩心的热解参数；
步骤S130：对所述页岩油储层岩心进行声振动试验，获取所述页岩油储层岩心的固有频率；
步骤S140：液氮环境下对所述页岩油储层岩心切割、抛光和磨平处理。
3.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括：重复所述步骤S400，或者所述步骤S300和所述步骤S400，在所述步骤S500中，记录所述分解产物的累积产量包括：
计算所述分解产物中油的总量Mo′：
计算所述分解产物中水的总量Mw′：
计算所述分解产物中气的总量V′：
其中，
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的油的质量；
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的水的质量；
为第i次微波辐射试验下第j次二氧化碳吞吐试验获得的气的体积；i为微波辐射试验的次数，n为微波辐射试验的总次数；j为二氧化碳吞吐试验的次数，m为二氧化碳吞吐试验的总次数。
4.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，在所述步骤S500中，采集所述储层岩心样品的分解产物包括：
对所述分解产物进行冷却处理使所述分解产物中的油分和水分冷却，并对冷却的油分和水分离心分离；
吸除所述分解产物中混杂的二氧化碳后，收集分解产物中的气体。
5.一种模拟开采页岩油的试验系统，其特征在于，包括微波辐射装置、夹持器装置、声波振动装置、超声波测量装置、超临界二氧化碳供给装置和油水气采集装置，所述夹持器装置设置在所述微波辐射装置内，所述声波振动装置和所述超声波测量装置分别与所述夹持器装置可拆卸连接，所述超临界二氧化碳供给装置与所述夹持器装置连接，所述油水气采集装置与所述夹持器装置连通。
6.根据权利要求5所述的试验系统，其特征在于，所述夹持器装置包括第一泵体(121)、第一容器(122)、夹持器(123)和密封套(124)，所述第一泵体(121)、所述第一容器(122)和所述夹持器(123)依次连通，所述第一容器(122)和所述夹持器(123)之间设置有第一阀门(125)，所述第一容器(122)用于存放氮气，并通过所述第一泵体(121)将所述氮气注入所述夹持器(123)提供环压，所述密封套(124)设置在所述夹持器(123)内，并用于密封储层岩心样品。
7.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述声波振动装置包括依次连接的声波发生器(132)、功率放大器(134)和声波换能器(136)，所述声波换能器(136)与所述夹持器(123)的外侧壁可拆卸连接。
8.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述超声波测量装置包括超声波激发器(142)、示波器(144)和超声波探头组合，所述超声波探头组合与所述夹持器(123)的外侧壁可拆卸连接，所述示波器(144)分别与所述超声波激发器(142)和终端设备(170)连接，所述超声波探头组合包括发射探头(146)和接收探头(148)，所述发射探头(146)与所述超声波激发器(142)连接，所述接收探头(148)与所述示波器(144)连接。
9.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述微波辐射装置包括微波发生器(112)、微波暗室(113)、微波辐射片(114)、热电偶(115)和温度变送器(116)，所述微波发生器(112)与终端设备(170)连接，所述微波辐射片(114)设置在所述微波暗室(113)内，且与所述微波发生器(112)连接，所述热电偶(115)设置在所述微波暗室(113)内，所述热电偶(115)与所述温度变送器(116)连接，所述温度变送器(116)与所述终端设备(170)连接。
10.根据权利要求9所述的试验系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳供给装置包括第二泵体(151)、第二容器(152)和恒温箱(157)，所述第二泵体(151)、所述第二容器(152)和所述夹持器(123)依次连通，所述第二容器(152)和所述夹持器(123)之间设置有四通阀(153)，所述四通阀(153)上设置有放空阀(159)，所述第二容器(152)和所述四通阀(153)之间设置有第二阀门(154)，所述夹持器(123)和所述四通阀(153)之间设置有第三阀门(155)和压力表(156)，所述微波暗室(113)和所述第二容器(152)位于所述恒温箱(157)内。
11.根据权利要求10所述的试验系统，其特征在于，所述油水气采集装置包括依次连接的冷却计量组件(161)、二氧化碳吸除组件(162)、流量计(163)和气体采集组件(164)，所述冷却计量组件(161)与所述四通阀(153)连通，所述冷却计量组件(161)和所述四通阀(153)之间设置有第四阀门(165)和回压阀(166)。
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|---|---|---|---|---|
| CN115949381A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-04-11 | 西南石油大学 | 注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置 |
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| CN115949381B (zh) * | 2023-02-01 | 2024-06-04 | 西南石油大学 | 注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置 |
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