CN108051643A - 多功能长岩心径向多对点动态监测驱替*** - Google Patents

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郑军
田园媛
侯大力
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陈青
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Abstract

本发明公开了多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,包括驱替***、电阻率测量***和计量装置,驱替***包括气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置,驱替***通过阀门与电阻率测量装置相连;电阻率测量***包括长岩心夹持器、巡检仪和电阻率测量仪,计量装置为油气水三相自动计量装置。该***通过驱替***和回压装置来控制驱替类型、驱替方式及改变岩样端面压力差、岩样中流体流速,利用岩心中油水比例不同而导致电阻率出现差别的特点,通过实时测量整个水驱油过程中多对点对应的电阻率变化,结合电阻率曲线得到不同阶段岩心内的饱和度变化,从而得到水驱油之后岩心内的剩余油气分布。

Description

多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***
技术领域
本发明专利属于岩心饱和度和电阻率测量技术领域,具体涉及到一种多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***。
背景技术
目前全国乃至世界范围内大部分油气藏已经进入开发后期,剩余油气的挖潜一直是油气行业的热点和难点,油藏数值模拟技术是剩余油气挖潜的重要手段,其基础在于足够完备的地质及油气资料,然而目前技术条件还无法满足。现场上利用注水后闷井期间压降试井技术,该技术基于物质平衡原理,结合多轮次试井数据求解油气田区块的含油气饱和度,由于试井解释方法需要一系列的假设条件,导致该方法也具有局限性。
实验手段成为剩余油气挖潜的最具代表性的技术方法,实验室内测量技术发展了声、光、电等多种手段测量岩心水驱油过程中的油气饱和度,主要包括超声脉冲重合法、陆地声呐法、核磁共振技术、计算机层析(CT)技术、氯能法和电阻率测井等方法和技术,其中电阻率方法由于其原理易理解,设备易操作而得到广泛应用。常规电阻率仪在岩心两端接探针,通过测量水驱油过程中不同时刻的电阻率而得到一条电阻率曲线,通过解释可得到水驱油过程中不同时刻的油水饱和度,局限在于无法测量岩心不同段的饱和度变化,因此不能得到剩余油的分布情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,能够实现在实验室条件下模拟目标油气藏条件,利用岩心中油水比例不同而导致电阻率出现差别的特点,通过实时测量整个水驱油过程中多对点对应的电阻率变化,结合电阻率曲线得到不同阶段岩心内的饱和度变化,从而以实验室手段得到水驱油之后岩心内的剩余油气分布。
为了解决上述技术问题,本发明通过以下方式来实现:
多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,包括驱替***、电阻率测量***和计量装置,其中驱替***包括气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置;
所述气体驱替装置包括气瓶、增压泵、空气压缩机、压力表和阀门,增压泵一端连接气瓶,另一端连接空气压缩机,在增压泵的出口端管线上设置有压力表和阀门,保证气体能控制在不同压力下进行驱替;
所述泡沫驱替装置包括泡沫观察窗、泡沫发生器、围压泵I和阀门,泡沫发生器出口端与泡沫观察窗连接,进而与围压泵I连接,通过围压泵I进行加压实现泡沫驱替;
所述流体驱替装置包括两个驱替泵、水中间容器和油中间容器,水中间容器和油中间容器分别与驱替泵相连,进而实现水驱或油驱或油水同驱替;所述气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置均通过阀门和电阻率测量装置相连。
所述电阻率测量装置包括长岩心夹持器、巡检仪、电阻率测量仪、轴压泵、围压泵II和回压装置,所述长岩心夹持器的两端与巡检仪相连,巡检仪上设置有电阻率测量仪,长岩心夹持器的一侧连接有轴压泵和围压泵II,其另一侧的出口依次连接有泡沫视窗、回压装置和计量装置,所述回压装置包括回压容器、回压表和回压泵,回压容器和回压泵相连,且在二者之间设有回压表,回压装置用以实现驱替过程中的回压控制。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:
1、采用多对点径向测量长岩心驱替,通过电阻率曲线得到不同驱替方式下剩余油气分布,完善剩余油气分布测试实验的方法;
2、泡沫发生器的结构便于起泡液、气体充分搅拌发泡,又经过孔径由粗到细的烧结板的通透挤压,使泡沫转变成与岩心孔隙大小属同一个数量级的微泡沫,便于泡沫进入岩心孔喉道;
3、该***的压力、温度及饱和度测点共用一个,无需在胶皮筒上安装嵌件和设计多个不同测点,且能在150℃、70MPa等高压、超高压条件下使用,环腔流体可以采用水作为环腔介质。
附图说明
图1是长岩心径向电阻率测试***结构示意图。
图中各个标记分别为:1、气瓶;2、增压泵;3、空气压缩机;4、压力表;5、阀门;6、泡沫观察窗;7、泡沐发生器;8、围压泵I;9、水中间容器;10、驱替泵;11、油中间容器;12、轴压泵;13、围压泵II;14、长岩心夹持器;15、巡检仪;16、电阻率测量仪;17、回压表;18、回压容器;19、回压泵;20、计量装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明,并不用于限定发明。
本***主要用于模拟地层条件下在长岩心上进行油藏注气实验、水气交注实验、泡沫实验等评价实验,并通过实时测量实验过程中长岩心的径向电阻率曲线,从而得到实验过程中及实验结束后的长岩心的剩余油分布,***的主要功能包括:
1、油藏注气(N2)实验:
气驱油实验包括注入时机优化实验、注入方式优化实验及交替注入实验评价。其中,注入时机优化实验以岩心含水率为依据;注入方式优化实验包括气驱、水驱、泡沫驱、气—泡沫段塞驱、气—调剖段塞驱等方式;交替注入实验包括水驱、气驱、泡沫驱、段塞驱等。
2、高压泡沫驱油实验:
实验过程可以通过室内模拟来验证和进一步说明泡沫流体的暂堵分流特性及化学微粒分流特性,主要包括以下实验:
(1)不同渗透率的单一含水岩心泡沫封堵性能平行对比试验,泡沫驱替及后续起泡剂溶液和水驱替单岩心过程中的压力变化趋势、出口流量及岩心气相饱和度变化关系,泡沫对单岩心的封堵性能;
(2)泡沫对含水岩心和含油岩心的选择性堵塞试验;
(3)泡沫对高渗低渗岩心的选择性堵塞试验。
3、储层敏感性评价:包括速敏、酸敏、水敏、盐敏、碱敏、应力敏等岩心敏感性。
4、岩心液体渗透率及电阻率测试:通过测试长岩心不同含水饱和度下的电阻率值,计算岩心饱和度值及相关参数。
如图1所示,多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,包括驱替***、电阻率测量***和计量装置,其中驱替***包括气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置;
所述气体驱替装置包括气瓶1、增压泵2、空气压缩机3、压力表4和阀门5,增压泵一端连接气瓶,另一端连接空气压缩机,在增压泵的出口端管线上设置有压力表和阀门,保证气体能控制在不同压力下进行驱替;
所述泡沫驱替装置包括泡沫观察窗6、泡沫发生器7、围压泵I 8和阀门5,泡沫发生器与气瓶相连接而产生泡沫,泡沫发生器出口端与泡沫观察窗连接以观察泡沫的稳定性等特征,进而与围压泵I连接,通过围压泵I进行加压实现泡沫驱替;
所述流体驱替装置包括两个驱替泵10、水中间容器9和油中间容器11,水中间容器和油中间容器分别与驱替泵相连,进而实现水驱或油驱或油水同驱替;所述气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置均通过阀门和电阻率测量装置相连。
所述电阻率测量装置包括长岩心夹持器14、巡检仪15、电阻率测量仪16、轴压泵12、围压泵II 13和回压装置,所述长岩心夹持器的两端与巡检仪相连,巡检仪上设置有电阻率测量仪,长岩心夹持器的一侧连接有轴压泵和围压泵II,其另一侧的出口依次连接有泡沫视窗、回压装置和计量装置,所述回压装置包括回压容器18、回压表17和回压泵19,回压容器和回压泵相连,且在二者之间设有回压表,回压装置用以实现驱替过程中的回压控制。
本发明中的泡沫发生器内安装有多层不同孔径的烧结板,且自下而上孔径依次变小,这样使得泡沫经过孔径由粗到细烧结板的通透挤压,使泡沫转变成与岩心孔隙大小属同一个数量级的微泡沫,便于泡沫进入岩心孔喉道。
长岩心夹持器内存放的长岩心规格为其饱和度测点、压力测点和温度测点公用同一测点,其中测点个数为12个,***中带轴向压力,可实现驱替压力范围在0~70MPa,回压范围在0~80Mpa;夹持器前后端连接有尺寸为100×100×40mm的观察窗两个,观察窗被平均分为4个观察口。
本发明中的长岩心夹持器一端设置有用于模拟长岩心驱替时流体进口端的三个进出口接头,另一端设置有一个出口接头;其进口接头与驱替***的进口端连接起来,出口接头与计量装置和回压装置连接起来,驱替***改变驱替的压力、流速,驱替类型等以实现不同驱替方式、不同驱替压力、不同驱替流体条件下的电阻率曲线测量,进而得到相应的油水分布规律。
本发明的驱替***要满足以下条件:
能够模拟长岩心开采情况所受到的围压、流压及流体驱动力的情况;能够在实验时通过一套摄像设备实时观察、记录泡沫驱条件下的泡沫变化;能够模拟不同的驱替方式,包括气驱,水驱,油驱、泡沫驱等;能够实时记录长岩心不同位置的电阻率变化,并能给出每一个位置的电阻率变化曲线;能够自动实时计量驱替过程中的油气水量。
实验过程中,将长岩心装载入长岩心夹持器14中,通过围压泵II 13为长岩心夹持器加载围压以模拟地层条件,轴压泵为长岩心夹持器加载轴压,一方面模拟地层应力情况,另一方面将由不同小岩心拼接而成的长岩心压实,以避免出现岩心裂缝而影响实验结果。在驱替过程中,由电阻率测试仪16测试长岩心不同位置的电阻率,巡检仪15实现每秒钟收集一轮长岩心不同位置的电阻率测量信息,长岩心夹持器出口端连接泡沫观察窗,可观察泡沫变化。
实验结束后的油气水体积的计量通过计量装置来实现,本专利中的计量装置为油气水三相自动计量装置。该***结构简单,实用性强,具有较强的推广与应用价值。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,其特征在于:包括驱替***、电阻率测量***和计量装置,其中驱替***包括气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置;
所述气体驱替装置包括气瓶、增压泵、空气压缩机、压力表和阀门,增压泵一端连接气瓶,另一端连接空气压缩机,在增压泵的出口端管线上设置有压力表和阀门,保证气体能控制在不同压力下进行驱替;
所述泡沫驱替装置包括泡沫观察窗、泡沫发生器、围压泵I和阀门,泡沫发生器出口端与泡沫观察窗连接,进而与围压泵I连接,通过围压泵I进行加压实现泡沫驱替;
所述流体驱替装置包括两个驱替泵、水中间容器和油中间容器,水中间容器和油中间容器分别与驱替泵相连,进而实现水驱或油驱或油水同驱替;所述气体驱替装置、泡沫驱替装置和流体驱替装置均通过阀门和电阻率测量装置相连。
2.根据权利要求1所述的多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,其特征在于:所述电阻率测量装置包括长岩心夹持器、巡检仪、电阻率测量仪、轴压泵、围压泵II和回压装置,所述长岩心夹持器的两端与巡检仪相连,巡检仪上设置有电阻率测量仪,长岩心夹持器的一侧连接有轴压泵和围压泵II,其另一侧的出口依次连接有泡沫视窗、回压装置和计量装置,所述回压装置包括回压容器、回压表和回压泵,回压容器和回压泵相连,且在二者之间设有回压表,回压装置用以实现驱替过程中的回压控制。
3.根据权利要求1所述的多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,其特征在于:所述泡沫发生器内安装有多层不同孔径的烧结板,且自下而上孔径依次变小。
4.根据权利要求1所述的多功能长岩心径向多对点动态监测驱替***,其特征在于:所述计量装置为油气水三相自动计量装置。
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