CN214576942U - 一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油注水开发实验室物理模拟领域。一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，包括六通阀，六通阀一端连接来水装置，另一端连接有4个岩心夹持器，4个岩心夹持器依次相连；4个岩心夹持内共放置有2根带裂缝的标准岩心及2根基质岩心，每个岩心夹持器内放置有1根带裂缝的标准岩心或1根基质岩心；放置有带裂缝的标准岩心的岩心夹持器与放置有基质岩心的岩心夹持器间隔设置；放置有裂缝岩心的岩心夹持器水平设置；还包括数据记录系统；通过控制驱替泵及阀门的开关，用于模拟油田实施蓄能增渗的前期室内模拟。

Description

一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置

技术领域

本实用新型涉及石油注水开发实验室物理模拟领域，用于模拟油田蓄能增渗的矿场实践的前期实验室评价，将油田实施蓄能增渗的井组在实验室内进行前期评价，可以计算并优化井组注入参数，包括注水速度、注入水量与注入压力，计算采出端的采出参数，包括采油速度、含水率及产油量。

背景技术

蓄能增渗是为了转变低渗透油藏常规注水开发思路，将体积压裂和注水吞吐、异步注采、油水井互换等多种渗吸采油开发方式及重复压裂组合技术综合应用，实现大液量、快速、高效注水，使地层能量得到及时补充，提高储层渗流能力，最大可能地提高单井产油量，快速提高阶段累积产油量，尽快收回投资，实现低渗透油藏规模效益开发新开发模式。

蓄能增渗是通过一次或数次的大液量注水，来减少注水站或者撬装站、注水管线与井口设备的投资，其优点是费用较低。适用于未注水且注水困难的区域，主要是通过渗吸-驱替双重来达到增油目的，需要水湿储层，且井间未形成高渗流通道。

蓄能增渗是在压裂渗滤强化采油技术的基础上，通过不加砂压裂以达到注水增能的目的，一次或数次大液量注水，短时间内使注水井周围形成高压区，利用压驱的机理与渗吸驱油的机理，缓慢波及至周围油井，以达到增油的目的。

增油机理主要包括以下三个方面：

①改善了油流通道的渗流能力；

基于低产油气井初次压裂问题之后，不管是外界因素还是压力因素等方面，都会导致地应力状态受到严重的破坏。在企业反复进行压裂操作工序中，第一次的裂缝周边会有不同程度的诱导应力场，结合之前的应力场影响，会在该区域范围内构成协同应力场。基于应力场当中，不管是井筒还是第一次裂缝的周边范围，都回形成再次的定向，伴随着地层压力的不断减小，应力方向也会出现相应的变化，相比较于较小的水平主应力，有着较大水平的主应力下降的幅度明显较大。与此同时，在地应力出现改变之后，当初期最小水平主应力不断增大的基础上，就会导致重复压裂裂缝的方向出现改变。

在蓄能增渗注水重复压裂的作用下，强制性的裂缝会重复裂缝方向发展，增加主缝末端的裂缝的开启，增大了渗流通道。

②补充地层能量；

蓄能增渗一般应用于低产油井，由于油井开采时间久，周围缺乏注水井补充能量，地层能量亏空严重，通过大液量注水可以快速补充地层能量。

③渗吸效应引起的油水交渗作用

储集层的润湿性对岩心自发渗吸影响很大，岩心介质的亲油亲水性使得渗吸液体对于原油的渗吸机理和渗吸驱油效率是不同的。

影响自发渗吸的因素有孔隙的结构、相对渗透率、界面张力、流体粘度、岩石的润湿性和形状尺寸等，也有外界的温度。其渗吸能力的强度可以用置换时间和置换效率来衡量，一般采用置换出来的原油与原始含油的百分比来计算。

岩心介质中的渗吸机理可以认为：当岩心介质与润湿相接触时，液体会由于浮力和附着力的作用下向岩心内部流动，随着时间的推移，孔隙中的原油能量会增大，界面张力增加，吸入的能量会相对得到降低，使得原油从里面向外面溢流出来，不同的孔道大小不一，这样就使得渗吸连续发生，进而产生渗吸现象。

低渗储层介质与高渗储层相比，一般具有孔喉比大，渗透率低等较差的储层物性。渗吸流动与高渗介质不同，毛管渗吸驱油中，连续的油容易被卡断而变成小的油珠，受贾敏效应的影响，油珠通过吼道的能力变低，阻碍了油滴的渗出，使得渗吸驱油效率降低。

使低渗岩心渗吸驱油过程中渗吸驱油动力能否有效起作用取决于两个条件：第一，由于裂缝系统与基质系统的孔道是接触的，在毛管的末端存在毛管力的末端效应，渗吸的动力需要克服该效应；第二，毛管半径不能小于液膜在岩石固体表面的吸附厚度，负责难以形成有效的流动空间。

通过前期的实验模拟可知，低渗-特低渗自发渗吸驱油的贡献率约为15%-47%，渗吸贡献作用较大，蓄能增渗可以有效的利用储层中的油水渗吸作用，以提高基质原油的动用程度。但目前蓄能增渗在矿场应用较少，对应合理的注水参数、压力参数、焖井时间都未形成科学合理的政策，为了制定蓄能增渗的合理技术政策，需要前期进行室内研究与评价，模拟应用储层的实际状况，开展蓄能增渗实验研究。所以，搭建蓄能增渗的实验装置是非常有必要的，实验模拟结果可用于指定矿场的蓄能增渗实施，有效的动用储层原油。

发明内容

本实用新型旨在针对上述问题，提出一种可以模拟低渗透油藏蓄能增渗矿场实践的前期室内实验装置，可以满足蓄能增渗测试中对于注水速度、压力、焖井时间和驱油效率等参数的定量模拟。

本实用新型的技术方案在于：

一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，包括六通阀，六通阀一端连接来水装置，另一端连接有4个岩心夹持器，4个岩心夹持器依次相连；4个岩心夹持内共放置有2根带裂缝的标准岩心及2根基质岩心，每个岩心夹持器内放置有1根带裂缝的标准岩心或1根基质岩心；放置有带裂缝的标准岩心的岩心夹持器与放置有基质岩心的岩心夹持器间隔设置；放置有裂缝岩心的岩心夹持器水平设置；

还包括数据记录系统；所述数据记录系统包括有岩心夹持器表面均连接的压力表，带裂缝的标准岩心或基质岩心前端及后端均连接的压力传感器、岩心夹持器出口端连接的计量器及电脑；压力表、压力传感器及计量器均与电脑通过电缆连接。

所述来水装置包括依次连接的驱替泵以及中间容器；中间容器一端连接驱替泵，另一端连接六通阀。

所述压力传感器连接于带裂缝的标准岩心或基质岩心长度的1/4和3/4处，测量位置流体流动相对稳定，受带裂缝的标准岩心或基质岩心端面影响较小，可用于测量带裂缝的标准岩心或基质岩心前端和后端的压力及压力变化。

所述岩心夹持器表面环绕设置有胶皮套，压力表连接在胶皮套外部。

所述六通阀与4个岩心夹持器之间的连接管线上均设有阀门；每两个岩心夹持器之间的连接管线上设有阀门及流量计。

所述岩心夹持器之间通过高压管线依次相连。

所述六通阀还连接有压力表，可用于测量4个岩心夹持器入口端压力。

所述流量计为孔板流量计。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型通过4个放置有1根带裂缝的标准岩心或1根基质岩心的岩心夹持器相连，用来模拟储层裂缝与基质的分布及方向；通过控制驱替泵的速度，可用于模拟注入速度。通过阀门控制焖井时间及开井时间；所述流量计为孔板流量计，记录流体流过的方向。通过压力传感器及驱替泵可控制注入压力与焖井压力。通过压力传感器记录焖井及驱替过程中岩心内部的压力变化情况，通过流量计可记录4组岩心之间流体的流动情况。通过控制驱替泵及阀门的开关，装置可用于模拟油田实施蓄能增渗的前期室内模拟，可对注入量、注入速度、压力水平、焖井时间和开采时机进行优化。

附图说明

图1为本实用新型一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置的连接图。

图2是4个岩心夹持器的连接剖面图。

附图标记：1-驱替泵、2-阀门、3-压力表、4-岩心夹持器、5-标准岩心、6-裂缝、7-计量器、8-压力传感器、9-基质岩心、10-六通阀、11-中间容器、12-高压管线、13-流量计，14-电脑。

具体实施方式

实施例1

一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，包括六通阀10，六通阀10一端连接来水装置，另一端连接有4个岩心夹持器4，4个岩心夹持器4依次相连；4个岩心夹持内共放置有2根带裂缝6的标准岩心5及2根基质岩心9，每个岩心夹持器4内放置有1根带裂缝6的标准岩心5或1根基质岩心9；放置有带裂缝6的标准岩心5的岩心夹持器4与放置有基质岩心9的岩心夹持器4间隔设置；放置有裂缝6岩心的岩心夹持器4水平设置；

还包括数据记录系统；所述数据记录系统包括有岩心夹持器4表面均连接的压力表3，带裂缝6的标准岩心5或基质岩心9前端及后端均连接的压力传感器8、岩心夹持器4出口端连接的计量器7及电脑14；压力表3、压力传感器8及计量器7均与电脑14通过电缆连接。

本实施例的具体实施过程为：

4个放置有1根带裂缝6的标准岩心5或1根基质岩心9的岩心夹持器4相连，用来模拟储层裂缝6与基质的分布及方向；来水装置通过六通阀10分别向4个放置有1根带裂缝6的标准岩心5或1根基质岩心9的岩心夹持器4中注水进行水驱，压力表3用于记录岩心夹持器4的围压，压力传感器8用于测量岩心的压力变化，计量器7用于计量两个相邻岩心夹持器4之间的流体通过量。

实施例2

在实施例1的基础上，还包括：所述来水装置包括依次连接的驱替泵1以及中间容器11；中间容器11一端连接驱替泵1，另一端连接六通阀10。驱替泵1用来驱替中间容器11，将中间容器11的注入水通过六通阀10分别驱替至4个岩心夹持器4中；通过控制驱替泵1的速度，可用于模拟注入速度。

实施例3

在实施例2的基础上，还包括：所述压力传感器8连接于带裂缝6的标准岩心5或基质岩心9长度的1/4和3/4处。

实施例4

在实施例3的基础上，还包括：所述岩心夹持器4表面环绕设置有胶皮套，压力表3连接在胶皮套外部。所述六通阀10还连接有压力表3。所述岩心夹持器4之间通过高压管线12依次相连。

实施例4

在实施例3的基础上，还包括：所述六通阀10与4个岩心夹持器4之间的连接管线上均设有阀门2；每两个岩心夹持器4之间的连接管线上设有阀门2及流量计13。通过阀门2控制焖井时间及开井时间；所述流量计13为孔板流量计13，记录流体流过的方向。通过压力传感器8及驱替泵1可控制注入压力与焖井压力。通过压力传感器8记录焖井及驱替过程中岩心内部的压力变化情况，通过流量计13可记录4组岩心之间流体的流动情况。通过控制驱替泵1及阀门2的开关，装置可用于模拟油田实施蓄能增渗的前期室内模拟，可对注入量、注入速度、压力水平、焖井时间和开采时机进行优化。

本实用新型涉及带裂缝6的标准岩心5和基质岩心9直径一般为2.5cm，长度需在5-10cm之间，驱替泵1流量精度不低于0.01ml/min，中间容器11容积不小于500ml，压力表3精度不低于0.01MPa，压力传感器8精度不低于0.01MPa，计量器7精度不低于0.1m，高压管线12耐压不小于50MPa，带方向的流量计13精度不低于0.01ml。

Claims (8)

1.一种模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，包括六通阀（10），其特征在于：六通阀（10）一端连接来水装置，另一端连接有4个岩心夹持器（4），4个岩心夹持器（4）依次相连；4个岩心夹持内共放置有2根带裂缝（6）的标准岩心（5）及2根基质岩心（9），每个岩心夹持器（4）内放置有1根带裂缝（6）的标准岩心（5）或1根基质岩心（9）；放置有带裂缝（6）的标准岩心（5）的岩心夹持器（4）与放置有基质岩心（9）的岩心夹持器（4）间隔设置；放置有裂缝（6）岩心的岩心夹持器（4）水平设置；

还包括数据记录系统；所述数据记录系统包括有岩心夹持器（4）表面均连接的压力表（3），带裂缝（6）的标准岩心（5）或基质岩心（9）前端及后端均连接的压力传感器（8）、岩心夹持器（4）出口端连接的计量器（7）及电脑（14）；压力表（3）、压力传感器（8）及计量器（7）均与电脑（14）通过电缆连接。

2.根据权利要求1所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述来水装置包括依次连接的驱替泵（1）以及中间容器（11）；中间容器（11）一端连接驱替泵（1），另一端连接六通阀（10）。

3.根据权利要求2所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述压力传感器（8）连接于带裂缝（6）的标准岩心（5）或基质岩心（9）长度的1/4和3/4处。

4.根据权利要求3所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述岩心夹持器（4）表面环绕设置有胶皮套，压力表（3）连接在胶皮套外部。

5.根据权利要求4所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述六通阀（10）与4个岩心夹持器（4）之间的连接管线上均设有阀门（2）；每两个岩心夹持器（4）之间的连接管线上设有阀门（2）及流量计（13）。

6.根据权利要求5所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述岩心夹持器（4）之间通过高压管线（12）依次相连。

7.根据权利要求6所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述六通阀（10）还连接有压力表（3）。

8.根据权利要求7所述模拟低渗透油藏蓄能增渗的实验装置，其特征在于：所述流量计（13）为孔板流量计（13）。

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