CN117129506A - 一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置及方法,涉及非常规储层石油开采领域,包括加热系统、岩心夹持系统、核磁共振分析仪和注入系统,岩心夹持系统设置在核磁共振分析仪中,岩心夹持系统包括无磁岩心夹持器及第一循环泵,注入系统包括多个中间容器,每个中间容器均通过六通阀与无磁岩心夹持器相连,每个中间容器连接柱塞泵;加热系统的输入端和输出端分别连接注入系统和岩心夹持系统。本发明能够模拟储层条件下的带压渗吸过程,采用核磁共振技术实时监测致密岩心带压渗吸过程中的流体运移,测试精度达1mg,能够区分带压渗吸过程中的逆向渗吸和顺向渗吸的采油贡献,对评价焖井阶段的渗吸采油效果具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及非常规储层石油开采技术领域,尤其涉及一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置和方法。
背景技术
致密油作为一种重要的非常规资源,是接替常规油气能源、保障我国能源安全的重要力量。目前主要采用大规模水力压裂结合水平井钻井的弹性开采方式,但产能递减很快,采收率一般仅为5%~10%,提高采收率的潜力巨大。为此,致密储层水力压裂后通常采用“先焖井、再投产”的开发方式增强裂缝与基质的渗吸作用,提高基质内原油动用程度,在矿场实践中取得了较好的增产效果。目前,国内外专家主要采用Amott瓶开展常压渗吸实验研究焖井过程中的渗吸排油机制,实验通过将岩心浸泡在装满渗吸液的Amott瓶中,通过瓶中上部的计量管实时读取通过渗吸作用从岩心中获取的采油量。该类实验研究主要集中于常压下的渗吸问题,与储层条件下带压渗吸情况不同。此外,现有的带压渗吸装置主要采用全面渗吸的方式,无法区分逆向渗吸和顺向渗吸的贡献,且致密岩心采油量极少,计量管难以满足其测量精度。
因此,亟需研究一种监测致密油藏岩心带压渗吸的新方法,以克服现有的技术缺陷,准确评价非常规储层水力压裂后的渗吸增产效果。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明公开了一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置和方法。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
根据本发明实施例的第一方面,提出了一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置。
在一个实施例中,基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置包括加热系统、岩心夹持系统、核磁共振分析仪和注入系统,其中,岩心夹持系统设置在核磁共振分析仪中,岩心夹持系统包括无磁岩心夹持器及用于为无磁岩心夹持器提供围压和温度的第一循环泵,注入系统包括多个中间容器,每个中间容器均通过六通阀与无磁岩心夹持器相连,每个中间容器还通过另一六通阀连接柱塞泵;加热系统的输入端和输出端分别连接注入系统和岩心夹持系统。
可选地,所述核磁共振分析仪包括控制箱和计算机,无磁岩心夹持器放置在低场核磁共振分析仪产生的磁场中。
可选地,所述加热系统为加热丝。
可选地,所述注入系统连接第二循环泵。
可选地,所述岩心夹持系统与回收系统连接,岩心夹持系统与回收系统的管路上设有出液口阀门;岩心夹持系统的另一端设有排空阀。
根据本发明实施例的第二方面,提出了一种利用上述装置的基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸方法。
在一个实施例中,基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸方法,包括如下步骤:
S1、将实验岩心经洗油、烘干处理后,进行抽真空饱和油;
S2、对实验岩心制成基质区块和裂缝区块两部分,裂缝区块采用支撑剂进行填充,模拟真实储层条件,同时收集逆向渗吸采出的油用于计量;基质区块由饱和油的岩心和未饱和油的干岩心构成,干岩心收集顺向采出的油用于计量;
S3、以实验岩心的裂缝区块为注入端放入无磁岩心夹持器中,通过第一循环泵施加围压及实验温度,模拟上覆岩层压力和储层温度;
S4、调试核磁共振分析仪,测定岩心初始T2谱和1维频率编码;
S5、开启第二循环泵和电热丝,使得压裂液在注入过程中保持温度不变;
S6、开启柱塞泵,打开六通阀和排空阀,关闭出液口阀门,渗吸液由中间容器注入无磁岩心夹持器中,直至排空阀处出口端出现液滴,关闭排空阀,再打开出液口阀门,模拟焖井阶段,利用核磁共振分析仪实时记录岩心在带压渗吸过程中的T2谱和1维频率编码;
S7、焖井结束后,打开出液口阀门,收集废液,卸载岩心。
可选地,所述中间容器中压裂液采用无核磁信号的重水配制,核磁共振分析仪用于监测岩心带压渗吸过程中孔隙内部油的运移。
可选地,步骤S2中,所述支撑剂为石英砂,流体压力快速升高,裂缝区块流压高于岩心孔隙压力,用于模拟带压渗吸过程。
可选地,步骤S3中,围压不超过70MPa,实验温度为30-100℃。
可选地,步骤S6中,焖井阶段时间可根据实验要求进行调节,一般为7至60天。
本发明的有益效果是,
1、利用本发明的装置,以实验岩心的裂缝区块为注入端放入无磁岩心夹持器中,通过第一循环泵施加围压及实验温度,模拟上覆岩层压力和储层温度;采用如图1所示设计岩心,开启柱塞泵,打开六通阀和排空阀,关闭出液口阀门,渗吸液由中间容器注入无磁岩心夹持器中,直至排空阀处出口端出现液滴,关闭排空阀,再打开出液口阀门,模拟焖井阶段,利用核磁共振分析仪实时记录岩心在带压渗吸过程中的T2谱和1维频率编码,在岩心一端注入高压渗吸液,裂缝区块流压高于岩心孔隙压力,模拟储层条件下的带压渗吸过程。
2、利用本发明的装置和方法,采用核磁共振技术实时监测致密岩心带压渗吸过程中的流体运移,测试精度达1mg,精度大幅度提升。
3、本发明中渗吸液采用无核磁信号的重水配制,核磁共振分析仪所记录渗吸前后的油相信号的1维频率编码,核磁信号强度与含油量成正比,1维频率编码图能够表征岩心含油饱和度分布。结合特制岩心设计,裂缝区块的核磁信号为逆向渗吸采出油发出的,干岩心区块的核磁信号为顺向渗吸采出油发出的,因此,本发明能够区分带压渗吸过程中的逆向渗吸和顺向渗吸的采油贡献,探测渗吸作用深度,对评价焖井阶段的渗吸采油效果具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实验岩心设计示意图;
图2为本发明一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置结构示意图;
图3为监测的岩心带压渗吸过程中的动态T2谱;
图4为焖井前后岩心1维频率编码。
其中,1、柱塞泵;2、中间容器;3、六通阀;4、电热丝;5、排空阀;6、无磁岩心夹持器;7、核磁共振分析仪;8、第一循环泵;9、出液口阀门;10、第二循环泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,如图2所示,包括加热系统、岩心夹持系统、核磁共振分析仪7和注入系统,其中,岩心夹持系统设置在核磁共振分析仪7中,岩心夹持系统包括无磁岩心夹持器6及用于为无磁岩心夹持器6提供围压和温度的第一循环泵8,注入系统包括多个中间容器2,每个中间容器2均通过六通阀3与无磁岩心夹持器6相连,每个中间容器2还通过另一六通阀连接柱塞泵1;加热系统的输入端和输出端分别连接注入系统和岩心夹持系统。
可选地,所述核磁共振分析仪7包括控制箱和计算机,无磁岩心夹持器6放置在核磁共振分析仪7产生的磁场中。
可选地,所述加热系统为加热丝4。
可选地,所述注入系统连接第二循环泵10。
可选地,所述岩心夹持系统与回收系统连接,岩心夹持系统与回收系统的管路上设有出液口阀门9;岩心夹持系统的另一端设有排空阀5。
实施例2
一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸方法,利用实施例1提出的装置,包括如下步骤:
S1、将实验岩心经洗油、烘干处理后,进行抽真空饱和油;
S2、对实验岩心制成基质区块和裂缝区块两部分,裂缝区块采用支撑剂进行填充,模拟真实储层条件,同时收集逆向渗吸采出的油用于计量;基质区块由饱和油的岩心和未饱和油的干岩心构成,干岩心收集顺向采出的油用于计量,如图1所示;
S3、以实验岩心的裂缝区块为注入端放入无磁岩心夹持器6中,通过第一循环泵8施加围压及实验温度,模拟上覆岩层压力30MPa和储层温度50℃;
S4、调试核磁共振分析仪7,测定岩心初始T2谱和1维频率编码;
S5、开启第二循环泵10和电热丝4,使得压裂液在注入过程中保持温度不变;
S6、开启柱塞泵1,打开六通阀3和排空阀5,关闭出液口阀门9,渗吸液由中间容器2注入无磁岩心夹持器6中,直至排空阀5处出口端出现液滴,关闭排空阀5,再打开出液口阀门9,模拟焖井阶段,利用核磁共振分析仪7实时记录岩心在带压渗吸过程中的T2谱以及渗吸前后的1维频率编码;T2谱如图3所示,根据弛豫时间与孔径关系式,如式1所示,图中长弛豫时间区域的信号表征赋存于大孔隙中的油,短弛豫时间区域的信号表征赋存于小孔隙中的油。据此,可利用该动态T2谱图表征岩心带压渗吸过程中的孔隙内部油的运移;1维频率编码如图4所示,核磁信号强度与含油量成正比,1维频率编码图能够表征岩心含油饱和度分布。
式中,T2为弛豫时间,ms;ρ2为弛豫率,m/ms;S为孔隙表面积,m2;V为孔隙体积,m3;
S7、焖井结束后,打开出液口阀门9,收集废液,卸载岩心。
可选地,所述中间容器2中压裂液采用无核磁信号的重水配制,核磁共振分析仪7用于监测岩心带压渗吸过程中孔隙内部油的运移,如图3所示。在带压渗吸过程中大孔隙中的油不断减少,而小孔隙中的油不断向中小孔隙中运移。
该实施例中,实验岩心设计成基质区块和裂缝区块,基质区块又由饱和油岩心和未饱和油的干岩心构成,如图4所示。此设计利用核磁共振1维频率编码技术,结合如图1所示的特制岩心设计,裂缝区块的核磁信号为逆向渗吸采出油发出的,干岩心区块的核磁信号为顺向渗吸采出油发出的,因此,可利用该方法区分带压渗吸过程中的逆向渗吸和顺向渗吸的采油贡献。。
可选地,步骤S2中,所述支撑剂为疏松的石英砂,流体压力快速升高,裂缝区块流压高于岩心孔隙压力,用于模拟带压渗吸过程。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,其特征在于,包括加热系统、岩心夹持系统、核磁共振分析仪和注入系统,其中,岩心夹持系统设置在核磁共振分析仪中,岩心夹持系统包括无磁岩心夹持器及用于为无磁岩心夹持器提供围压和温度的第一循环泵,注入系统包括多个中间容器,每个中间容器均通过六通阀与无磁岩心夹持器相连,每个中间容器还通过另一六通阀连接柱塞泵;加热系统的输入端和输出端分别连接注入系统和岩心夹持系统。
2.如权利要求1所述的一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,其特征在于,所述核磁共振分析仪包括控制箱和计算机,无磁岩心夹持器放置在低场核磁共振分析仪产生的磁场中。
3.如权利要求1所述的一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,其特征在于,所述加热系统为加热丝。
4.如权利要求1所述的一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,其特征在于,所述注入系统连接第二循环泵。
5.如权利要求1所述的一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,其特征在于,所述岩心夹持系统与回收系统连接,岩心夹持系统与回收系统的管路上设有出液口阀门;岩心夹持系统的另一端设有排空阀。
6.一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸方法,其特征在于,利用如权利要求1至5所述的基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸装置,包括如下步骤:
S1、将实验岩心经洗油、烘干处理后,进行抽真空饱和油;
S2、对实验岩心制成基质区块和裂缝区块两部分,裂缝区块采用支撑剂进行填充,模拟真实储层条件,同时收集逆向渗吸采出的油用于计量;基质区块由饱和油的岩心和未饱和油的干岩心构成,干岩心收集顺向采出的油用于计量;
S3、以实验岩心的裂缝区块为注入端放入无磁岩心夹持器中,通过第一循环泵施加围压及实验温度,模拟上覆岩层压力和储层温度;
S4、调试核磁共振分析仪,测定岩心初始T2谱和1维频率编码;
S5、开启第二循环泵和电热丝,使得压裂液在注入过程中保持温度不变;
S6、开启柱塞泵,打开六通阀和排空阀,关闭出液口阀门,渗吸液由中间容器注入无磁岩心夹持器中,直至排空阀处出口端出现液滴,关闭排空阀,再打开出液口阀门,模拟焖井阶段,利用核磁共振分析仪实时记录岩心在带压渗吸过程中的T2谱和1维频率编码;
S7、焖井结束后,打开出液口阀门,收集废液,卸载岩心。
7.如权利要求6所述的一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸方法,其特征在于,所述中间容器中渗吸液采用无核磁信号的重水配制,核磁共振分析仪所记录的T2谱和1维频率编码均为油相信号。
8.如权利要求6所述的一种基于核磁共振的致密油藏岩心带压渗吸方法,其特征在于,步骤S2中,所述支撑剂为石英砂,流体压力快速升高,裂缝区块流压高于岩心孔隙压力,用于模拟带压渗吸过程。
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CN117347419A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 中国地质大学(武汉) | 一种页岩渗吸饱和度检测方法、装置、介质及电子设备 |
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CN117347419B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-02-20 | 中国地质大学(武汉) | 一种页岩渗吸饱和度检测方法、装置、介质及电子设备 |
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