CN113090233B - 一种模拟非均质储层co2驱注采耦合实验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置及方法,该实验装置包括驱替泵、中间容器、岩心夹持器、回压阀、回压泵、围压泵和量筒;所述中间容器包括盛装油样的中间容器和盛装CO2的中间容器。该实验方法包括以下步骤:配置实验所用油样及水样;测试岩心基础物性;建立束缚水饱和度;保持地层条件进行模拟成藏老化;CO2注采耦合实验测试;计量驱替过程中注入端压力变化、驱出油和气体的体积以及累积注入气体体积;评价不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力。本发明可评价不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力,为油田矿场应用提供理论指导。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发工程领域,具体地说是涉及一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置及方法。
背景技术
随着我国石油需求的不断增加,己探明常规油藏的石油及天然气产量难以满足国民消费增长的需要,供需矛盾日益突出。因此,对非常规油藏进行合理且大规模开釆是我国目前亟需解决的问题,这对我国石油工业的发展有着重要的作用。
低渗透油藏,由于储层孔隙小,注水驱替难以有效实施,而化学驱替容易造成原始地层出现不可逆的伤害,堵塞储层;若采用衰竭式进行油藏开发,如果不及时进行补充能量,油层弹性能量衰竭过快,采收率过低,极易造成地下原油资源的极大浪费。因此,迫切需要寻求一种新的提高采收率技术,来适应低渗油藏储层连通性差、贾敏效应强烈、启动压力大等特点。针对此问题,国内外近些年来大力发展CO2驱油技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求,还可以解决二氧化碳的封存问题,减少环境污染。二氧化碳在地层内溶于水后,可使水的黏度增加,提高运移性能,二氧化碳溶于油后,使原油体积膨胀,黏度降低,油水界面张力降低,有利于提高CO2的波及效率及洗油效率。国外对于CO2驱油技术的研究与应用开始较早,经过几十年的发展,CO2驱油技术已经从一项不确定性技术发展成为一项成熟的提高采收率技术。同时国外气藏丰富,输气管道***发达,为CO2驱油提供了充足的气源保障。而国内的CO2采油技术研究起步较晚,但各个油田的现场实践表明CO2驱油技术增油增产效果明显,虽然CO2驱油技术还没成为我国应用的主导技术,但是可以预测的是,随着高纯度CO2气藏的相继发现以及应用范围的增大,CO2驱油技术可以得到很大的发展空间。
但是随着注气年限的增加,采出井气窜严重,表现为“高含气、低含油”的特点,地层非均质性对原油生产的影响逐渐凸显出来。高渗层原油采出程度高,成为油气运移的主要通道,常规同步注气对低渗区的剩余油动用程度较低,大部分剩余油在低渗层富集。为了动用油藏非均质层内低渗透区域的剩余油,在原有的常规同步注气方式基础上,提出了一种注采耦合技术,该技术涵盖了周期注气、超前注气等注气井的调整方法,通过在地层中形成不稳定的压力场,从而使油藏中的油和水能够重新分布,改变注入气的波及范围使其波及到低渗透区域,从而提高原油采收率。注采耦合技术是目前油藏气驱开发基础上进一步提高非均质储层原油动用能力的有效方法,具有良好应用前景。
目前公开发表的研究主要集中于采用数值模拟手段对实际油藏情况进行注采工艺参数优化设计,并且主要研究方面集中于注水耦合方面,注气耦合方面研究较少,缺少实验手段对低渗油藏层间非均质性下CO2驱注采耦合提高采收率效果进行评价。
发明内容
基于上述技术问题,本发明提出一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置及方法。本发明可模拟非均质储层CO2驱注采耦合过程,进而确定出不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力,为油田矿场应用提供理论指导。
本发明所采用的技术解决方案是:
一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置,包括驱替泵、中间容器、岩心夹持器、回压阀、回压泵、围压泵和量筒;
所述中间容器包括盛装油样的中间容器和盛装CO2的中间容器,盛装油样的中间容器进口端通过管线1号与驱替泵连接,在管线1号上设置有二通阀1号,盛装油样的中间容器出口端通过管线2号与主管线连接,在管线2号上设置有二通阀2号;
盛装CO2的中间容器进口端通过管线4号与驱替泵连接,在管线4号上设置有二通阀4 号,盛装CO2的中间容器出口端通过管线3号与主管线连接,在管线3号上设置有二通阀3 号;
在主管线上设置有注入阀和四通,四通的其中一端口与压力表1号连接,四通的另一端口与放空阀连接;
所述岩心夹持器包括岩心夹持器1号和岩心夹持器2号,主管线通过管线5号与岩心夹持器1号的进口端连接,在管线5号上设置有二通阀5号,主管线通过管线6号与岩心夹持器2号的进口端连接,在管线6号上设置有二通阀6号;
所述回压阀包括回压阀1号和回压阀2号,岩心夹持器1号的出口端通过管线7号连接回压阀1号,在管线7号上设置有二通阀7号,岩心夹持器2号的出口端通过管线8号连接回压阀2号,在管线8号上设置有二通阀8号;
所述量筒包括量筒1号、量筒2号、量筒3号和量筒4号,回压阀1号通过管线9号与量筒1号连接,量筒1号通过管线10号与量筒3号连接,量筒3号倒放于容器1号中;回压阀2号通过管线11号与量筒2号连接,量筒2号通过管线12号与量筒4号连接,量筒4号倒放于容器2号中;
量筒1号和量筒2号用于计量所排出的液体体积,量筒1号和量筒2号的顶部均密封,量筒3号和量筒4号用于计量所排出的气体体积,容器1号、容器2号、量筒3号和量筒4 号中均充满液体;
所述岩心夹持器1号和岩心夹持器2号还均通过管线13号与围压泵连接,在管线13号上设置有压力表2号;
所述回压阀1号和回压阀2号还均通过管线14号与回压泵连接,在管线14号上设置有压力表3号。
一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,采用如上所述的装置,包括以下步骤:
(1)配置实验所用油样及水样;
(2)测试岩心基础物性;
(3)建立束缚水饱和度;
将饱和水的岩心注入配制好的油样,进行油驱水,直至岩心出口端无水流出为止,计算束缚水饱和度;
束缚水饱和度计算公式如式(1):
式(1)中,L—岩心长度,cm;h—岩心直径,cm;φ—岩心孔隙度,%;V出口—出口端水量,cm3;
(4)保持地层条件进行模拟成藏老化;
(5)CO2注采耦合实验测试,包括:
①以恒定的速率连续向饱和油的并联岩心中注入CO2,进行气驱油实验,直至驱替到没有油流出为止,在此过程中,回压恒定;
②在岩心夹持器1号和岩心夹持器2号中分别放入渗透率不同的岩心,其中夹持有高渗透率岩心的岩心夹持器1号或岩心夹持器2号称为高渗岩心通道,夹持有低渗透率岩心的岩心夹持器1号或岩心夹持器2号称为低渗岩心通道;当连续气驱气窜后,关闭高渗岩心通道,对低渗岩心通道依旧连续注气;
③对①、②方式驱替后的并联岩心进行注采耦合方式调整,其中包括注入端的调整和采出端的调整以及注采两端之间的耦合;
(6)计量驱替过程中注入端压力变化、驱出油和气体的体积以及累积注入气体体积;
(7)评价不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力。
优选的,步骤(1)中:实验所用油样为按照气油比和粘度值混合甲烷以及煤油配制而成的活油;实验所用水样使用蒸馏水。
优选的,步骤(2)中包括:测量岩心的长度、直径、干重;将天然岩心抽提、烘干后,选用气测法分别测定岩心渗透率;将岩心饱和蒸馏水,测定岩心孔隙度。
优选的,实验时,容器1号、容器2号、量筒3号和量筒4号中均充满饱和碳酸钠溶液。
上述模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,包括以下具体过程:
首先将饱和水后的岩心分别放置在岩心夹持器1号和岩心夹持器2号,利用围压泵同时给岩心夹持器1号和岩心夹持器2号施加围压,所施加的围压由压力表2号显示;
利用回压泵分别给回压阀1号和回压阀2号施加回压,回压大小由压力表3号读出;
将油样放入盛装油样的中间容器,将CO2加压导入到盛装CO2的中间容器;
打开二通阀1号、二通阀2号、注入阀、二通阀5号和二通阀7号,关闭二通阀3号、二通阀4号、二通阀6号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心夹持器1号里边的岩心,对岩心进行饱和油,同时利用量筒1号计量驱替出的水量,利用量筒3号计量驱替出的气体的体积;
对岩心夹持器2号里的岩心进行饱和油样操作时,关闭二通阀5号和二通阀7号,打开二通阀6号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心夹持器2 号里边的岩心,对岩心进行饱和油,同时利用量筒2号计量驱替出的水量,利用量筒4号计量驱替出的气体的体积。
上述模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,还包括以下具体过程:
对岩心饱和油样后,关闭二通阀1号和二通阀2号,打开放空阀将管线里边的油样排放干净,然后关闭放空阀;
打开二通阀3号和二通阀4号,利用驱替泵对盛装CO2的中间容器里的CO2进行加压,压力大小由压力表1号读出,当CO2压力与岩心内的压力相同时,打开二通阀5号和二通阀6号,对岩心夹持器1号和岩心夹持器2号里的岩心进行连续气驱操作,同时利用量筒1号和量筒3号分别计量出岩心夹持器1号里岩心驱替出的液体和气体的量;利用量筒2号和量筒 4号分别计量出岩心夹持器2号里岩心驱替出的液体和气体的量;在驱替的过程中,压力表1号实时监测入口压力的变化;
当连续气驱气窜后,关闭高渗岩心通道,具体地关闭二通阀5号和二通阀7号,或者关闭二通阀6号和二通阀8号,对低渗岩心通道依旧进行连续气驱;
低渗岩心通道气窜后,采取注气注采耦合操作,关闭二通阀7号和二通阀8号,向岩心夹持器1号和岩心夹持器2号里注入CO2后,关闭注入阀对岩心夹持器采取焖井操作,压力表 1号实时监测焖井过程中的压力变化;
焖井结束后,打开二通阀7号和二通阀8号,利用量筒1号、量筒2号、量筒3号和量筒4号计量采出的液体和气体的体积;
随后确定是否继续进行CO2驱替,若继续进行CO2驱替则打开注入阀。
本发明的有益技术效果是:
本发明创新性地设计出室内模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法及装置,通过本发明可模拟真实矿场生产过程中的注采耦合过程,对油藏层间非均质性下注采耦合方式提高采收率的效果进行评价。
本发明操作简单,测量精确,对CO2驱注采耦合实验研究具有一定的参考价值,弥补了当前对于注气注采耦合技术研究的空白。
本发明可评价不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力,为油田矿场应用提供理论指导。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明:
图1为本发明模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置的结构原理示意图;
图2为本发明应用实例中不同方式下岩心驱替效率变化图;
图3为本发明应用实例中不同方式下生产气油比变化图;
图4为本发明应用实例中不同方式下入口压力变化图。
图中:1.驱替泵,2.二通阀1号,3.盛装油样的中间容器,4.二通阀2号,5.二通阀3号,6.盛装CO2的中间容器,7.二通阀4号,8.注入阀,9.压力表1号,10.四通,11.放空阀,12.二通阀5号,13.二通阀6号,14.围压泵,15.压力表2号,16.岩心夹持器1号,17.岩心夹持器2号,18.回压泵,19.压力表3号,20.二通阀7号,21.二通阀8号,22.回压阀1 号,23.回压阀2号,24.量筒1号,25.量筒2号,26.量筒3号,27.量筒4号,28.容器1 号,29.容器2号。
具体实施方式
如图1所示,一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置,包括驱替泵1、中间容器、岩心夹持器、回压阀、回压泵18、围压泵14和量筒。所述中间容器包括盛装油样的中间容器3和盛装CO2的中间容器6,盛装油样的中间容器3进口端通过管线1号与驱替泵1连接,在管线1号上设置有二通阀1号2,盛装油样的中间容器出口端通过管线2号与主管线连接,在管线2号上设置有二通阀2号4。盛装CO2的中间容器6进口端通过管线4号与驱替泵1连接,在管线4号上设置有二通阀4号7,盛装CO2的中间容器出口端通过管线3号与主管线连接,在管线3号上设置有二通阀3号5。二通阀2号和二通阀3号同时与注入阀8连接,在主管线上设置有注入阀8和四通10,四通10的上部端口与压力表1号9连接,用于监测入口压力,四通10的下部端口与放空阀11连接。所述岩心夹持器包括岩心夹持器1号16和岩心夹持器2号17,主管线通过管线5号与岩心夹持器1号的进口端连接,在管线5号上设置有二通阀5号12,主管线通过管线6号与岩心夹持器2号的进口端连接,在管线6号上设置有二通阀6号13。
所述回压阀包括回压阀1号22和回压阀2号23,岩心夹持器1号的出口端通过管线7号连接回压阀1号,在管线7号上设置有二通阀7号20。岩心夹持器2号的出口端通过管线 8号连接回压阀2号,在管线8号上设置有二通阀8号21。所述量筒包括量筒1号24、量筒 2号25、量筒3号26和量筒4号27,回压阀1号通过管线9号与量筒1号连接,量筒1号通过管线10号与量筒3号连接,量筒3号倒放于容器1号28中。回压阀2号通过管线11号与量筒2号连接,量筒2号通过管线12号与量筒4号连接,量筒4号倒放于容器2号29中。量筒1号和量筒2号用于计量驱出的液体体积,量筒1号和量筒2号的顶部均密封,量筒3 号和量筒4号用于计量所排出的气体体积,容器1号、容器2号、量筒3号和量筒4号中均充满饱和碳酸钠溶液。
所述岩心夹持器1号和岩心夹持器2号还均通过管线13号与围压泵14连接,在管线13 号上设置有压力表2号15,用于监测围压。所述回压阀1号和回压阀2号还均通过管线14号与回压泵18连接,在管线14号上设置有压力表3号19,用于监测回压。
一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,采用如上所述的装置,包括以下步骤:
(1)配置实验所用油样及水样。实验所用油样为按照气油比和粘度值混合甲烷以及煤油配制而成的活油油样;实验所用水样使用蒸馏水。
(2)测试岩心基础物性:测量岩心的长度、直径、干重;将天然岩心抽提、烘干后,选用气测法分别测定岩心渗透率;将岩心饱和蒸馏水,测定岩心孔隙度。
(3)建立束缚水饱和度。
将饱和水的岩心注入配制好的油样,驱替压差为5MPa进行油驱水,直至岩心出口端无水流出为止,计算束缚水饱和度。
束缚水饱和度计算公式如式(1):
式(1)中,L—岩心长度,cm;h—岩心直径,cm;φ—岩心孔隙度,%;V出口—出口端水量,cm3。
(4)保持地层条件进行72h模拟成藏老化。
(5)CO2注采耦合实验测试,包括:
①以恒定的速率连续向饱和油的并联岩心中注入CO2,进行气驱油实验,直至驱替到没有油流出为止,在此过程中,回压恒定。
②在岩心夹持器1号和岩心夹持器2号中分别放入渗透率不同的岩心,其中夹持有高渗透率岩心的岩心夹持器1号或岩心夹持器2号称为高渗岩心通道,夹持有低渗透率岩心的岩心夹持器1号或岩心夹持器2号称为低渗岩心通道;当连续气驱气窜后,关闭高渗岩心通道,对低渗岩心通道依旧连续注气。
③对①、②方式驱替后的并联岩心进行注采耦合方式调整,其中包括注入端的调整和采出端的调整以及注采两端之间的耦合。
(6)计量驱替过程中注入端压力变化、驱出油和气体的体积以及累积注入气体体积。
(7)评价不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力。
实验时,容器1号、容器2号、量筒3号和量筒4号中均充满饱和碳酸钠溶液。
上述模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法包括以下具体过程:
首先将饱和水后的岩心分别放置在岩心夹持器1号和岩心夹持器2号,利用围压泵同时给岩心夹持器1号和岩心夹持器2号施加围压,所施加的围压由压力表2号显示。
利用回压泵分别给回压阀1号和回压阀2号施加回压,回压大小由压力表3号读出。
将油样放入盛装油样的中间容器,将CO2加压导入到盛装CO2的中间容器。
打开二通阀1号、二通阀2号、注入阀、二通阀5号和二通阀7号,关闭二通阀3号、二通阀4号、二通阀6号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心夹持器1号里边的岩心,对岩心进行饱和油,同时利用量筒1号计量驱替出的水量,利用量筒3号计量驱替出的气体的体积。
对岩心夹持器2号里的岩心进行饱和油样操作时,关闭二通阀5号和二通阀7号,打开二通阀6号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心夹持器2 号里边的岩心,对岩心进行饱和油,同时利用量筒2号计量驱替出的水量,利用量筒4号计量驱替出的气体的体积。
上述模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法还包括以下具体过程:
对岩心饱和油样后,关闭二通阀1号和二通阀2号,打开放空阀将管线里边的油样排放干净,然后关闭放空阀。
打开二通阀3号和二通阀4号,利用驱替泵对盛装CO2的中间容器里的CO2进行加压,压力大小由压力表1号读出,当CO2压力与岩心内的压力相同时,打开二通阀5号和二通阀6号,对岩心夹持器1号和岩心夹持器2号里的岩心进行连续气驱操作,同时利用量筒1号和量筒3号分别计量出岩心夹持器1号里岩心驱替出的液体和气体的量;利用量筒2号和量筒 4号分别计量出岩心夹持器2号里岩心驱替出的液体和气体的量;在驱替的过程中,压力表1号实时监测入口压力的变化。
当连续气驱气窜后,关闭高渗岩心通道,具体地关闭二通阀5号和二通阀7号,或者关闭二通阀6号和二通阀8号,对低渗岩心通道依旧进行连续气驱。
低渗岩心通道气窜后,采取注气注采耦合操作,关闭二通阀7号和二通阀8号,向岩心夹持器1号和岩心夹持器2号里注入CO2后,关闭注入阀对岩心夹持器采取焖井操作,压力表 1号实时监测焖井过程中的压力变化。
焖井结束后,打开二通阀7号和二通阀8号,利用量筒1号、量筒2号、量筒3号和量筒4号计量采出的液体和气体的体积。
随后确定是否继续进行CO2驱替,若继续进行CO2驱替则打开注入阀。
下面通过具体应用实例对本发明作进一步说明:
本应用实例利用国内某油田实际地质岩心,评价CO2驱注采耦合提高采收率效果及注入能力的评价。实验步骤如下:
(1)配置实验所用油样及水样:实验所用原油按照气油比和粘度值混合甲烷以及煤油配制油样,原油的基本特征参数为:饱和压力为10.18MPa,原油体积系数为1.144,原始气油比为37.6m3/m3,原油密度为791.4kg/m3,粘度为2.46mPa·s,水样使用蒸馏水。
(2)测试岩心基础物性:测量岩心的长度、直径、干重。将天然岩心抽提、烘干后,选用气测法分别测定多块岩心渗透率,将岩心模型饱和蒸馏水,测定岩心孔隙度。
(3)建立束缚水饱和度:将饱和水后的①号岩心放在岩心夹持器1号里,②号岩心放在岩心夹持器2号里。利用围压泵对岩心夹持器1号和岩心夹持器2号施加围压,围压值为25MPa,由压力表2号读出。利用回压泵18对回压阀1号和回压阀2号施加回压,回压值为13MPa,由压力表3号读出。打开二通阀1号、二通阀2号、注入阀、二通阀5号、二通阀6 号、二通阀7号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心,进行油驱水,直至岩心出口端无水流出为止,计算束缚水饱和度。
束缚水饱和度计算公式如下:
式中:L—岩心长度,cm;h—岩心直径,cm;φ—岩心孔隙度,%;π—圆周率;V出口—出口端水量,cm3。
所测量的实际地质岩心的基本物性参数如表1所示:
表1
(4)保持地层条件72h进行模拟成藏老化。
(5)CO2注采耦合实验测试
方式一:关闭二通阀1号、二通阀2号、二通阀5号和二通阀6号,打开二通阀3号、二通阀4号和放空阀,将管线里的油样排出后关闭放空阀。打开二通阀5号和二通阀6号,以0.01ml/min速率连续向饱和油的并联岩心中注入CO2,进行连续气驱实验,直至驱替到没有油流出为止,在此过程中,利用量筒1号和量筒2号计量两块岩心驱替出来的油量,利用量筒3号和量筒4号计量两块岩心的出气量,入口压力变化由压力表1号读出。该方式下的驱替效率如图2所示,生产气油比变化如图3所示,注入压力变化如图4所示。
方式二:在方式一的基础上,关闭二通阀6号,对①号岩心依旧连续注气,利用量筒1 号计量驱替出的油样,利用量筒3号计量出气量,入口压力变化由压力表1号读出。该方式下的驱替效率如图2所示,生产气油比变化如图3所示,注入压力变化如图4所示。
方式三:打开二通阀6号,关闭二通阀7号和二通阀8号,对方式一、方式二驱替后的并联岩心以恒定速率0.01ml/min注入0.5PVCO2后打开二通阀7号和二通阀8号,入口端继续采用0.01ml/min速率进行驱替,两块岩心驱替出的油量由量筒1号和量筒2号计量,出气量由量筒3号和量筒4号计量,入口压力变化由压力表1号进行监测。该方式下的驱替效率如图2所示,生产气油比变化如图3所示,注入压力变化如图4所示。
由以上实验测试可知,利用本发明所设计的实验方法和实验装置可以精确地评价出非均质储层下采取注采耦合方式进行调整后提高采收率效果及注入能力的变化,除本实施例所述的注采耦合方式外,本领域的技术人员也可以采取其他注采耦合方式进行组合,对CO2驱注采耦合实验研究具有一定的参考价值。
Claims (6)
1.一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,采用模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验装置,该装置包括驱替泵、中间容器、岩心夹持器、回压阀、回压泵、围压泵和量筒;
所述中间容器包括盛装油样的中间容器和盛装CO2的中间容器,盛装油样的中间容器进口端通过管线1号与驱替泵连接,在管线1号上设置有二通阀1号,盛装油样的中间容器出口端通过管线2号与主管线连接,在管线2号上设置有二通阀2号;
盛装CO2的中间容器进口端通过管线4号与驱替泵连接,在管线4号上设置有二通阀4号,盛装CO2的中间容器出口端通过管线3号与主管线连接,在管线3号上设置有二通阀3号;
在主管线上设置有注入阀和四通,四通的其中一端口与压力表1号连接,四通的另一端口与放空阀连接;
所述岩心夹持器包括岩心夹持器1号和岩心夹持器2号,主管线通过管线5号与岩心夹持器1号的进口端连接,在管线5号上设置有二通阀5号,主管线通过管线6号与岩心夹持器2号的进口端连接,在管线6号上设置有二通阀6号;
所述回压阀包括回压阀1号和回压阀2号,岩心夹持器1号的出口端通过管线7号连接回压阀1号,在管线7号上设置有二通阀7号,岩心夹持器2号的出口端通过管线8号连接回压阀2号,在管线8号上设置有二通阀8号;
所述量筒包括量筒1号、量筒2号、量筒3号和量筒4号,回压阀1号通过管线9号与量筒1号连接,量筒1号通过管线10号与量筒3号连接,量筒3号倒放于容器1号中;回压阀2号通过管线11号与量筒2号连接,量筒2号通过管线12号与量筒4号连接,量筒4号倒放于容器2号中;
量筒1号和量筒2号用于计量所排出的液体体积,量筒1号和量筒2号的顶部均密封,量筒3号和量筒4号用于计量所排出的气体体积,容器1号、容器2号、量筒3号和量筒4号中均充满液体;
所述岩心夹持器1号和岩心夹持器2号还均通过管线13号与围压泵连接,在管线13号上设置有压力表2号;
所述回压阀1号和回压阀2号还均通过管线14号与回压泵连接,在管线14号上设置有压力表3号;其特征在于该方法包括以下步骤:
(1)配置实验所用油样及水样;
(2)测试岩心基础物性;
(3)建立束缚水饱和度;
将饱和水的岩心注入配制好的油样,进行油驱水,直至岩心出口端无水流出为止,计算束缚水饱和度;
束缚水饱和度计算公式如式(1):
式(1)中,L—岩心长度,cm;h—岩心直径,cm;φ—岩心孔隙度,%;V出口—出口端水量,cm3;
(4)保持地层条件进行模拟成藏老化;
(5)CO2注采耦合实验测试,包括:
①以恒定的速率连续向饱和油的并联岩心中注入CO2,进行气驱油实验,直至驱替到没有油流出为止,在此过程中,回压恒定;
②在岩心夹持器1号和岩心夹持器2号中分别放入渗透率不同的岩心,其中夹持有高渗透率岩心的岩心夹持器1号或岩心夹持器2号称为高渗岩心通道,夹持有低渗透率岩心的岩心夹持器1号或岩心夹持器2号称为低渗岩心通道;当连续气驱气窜后,关闭高渗岩心通道,对低渗岩心通道依旧连续注气;
③对①、②方式驱替后的并联岩心进行注采耦合方式调整,其中包括注入端的调整和采出端的调整以及注采两端之间的耦合;
(6)计量驱替过程中注入端压力变化、驱出油和气体的体积以及累积注入气体体积;
(7)评价不同注采耦合方式对非均质储层提高采收率的能力。
2.根据权利要求1所述的一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,其特征在于,步骤(1)中:实验所用油样为按照气油比和粘度值混合甲烷以及煤油配制而成的活油;实验所用水样使用蒸馏水。
3.根据权利要求1所述的一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,其特征在于,步骤(2)中包括:测量岩心的长度、直径、干重;将天然岩心抽提、烘干后,选用气测法分别测定岩心渗透率;将岩心饱和蒸馏水,测定岩心孔隙度。
4.根据权利要求1所述的一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,其特征在于:实验时,容器1号、容器2号、量筒3号和量筒4号中均充满饱和碳酸钠溶液。
5.根据权利要求1所述的一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,其特征在于包括以下具体过程:
首先将饱和水后的岩心分别放置在岩心夹持器1号和岩心夹持器2号,利用围压泵同时给岩心夹持器1号和岩心夹持器2号施加围压,所施加的围压由压力表2号显示;
利用回压泵分别给回压阀1号和回压阀2号施加回压,回压大小由压力表3号读出;
将油样放入盛装油样的中间容器,将CO2加压导入到盛装CO2的中间容器;
打开二通阀1号、二通阀2号、注入阀、二通阀5号和二通阀7号,关闭二通阀3号、二通阀4号、二通阀6号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心夹持器1号里边的岩心,对岩心进行饱和油,同时利用量筒1号计量驱替出的水量,利用量筒3号计量驱替出的气体的体积;
对岩心夹持器2号里的岩心进行饱和油样操作时,关闭二通阀5号和二通阀7号,打开二通阀6号和二通阀8号,利用驱替泵驱替盛装油样的中间容器里的油样进入岩心夹持器2号里边的岩心,对岩心进行饱和油,同时利用量筒2号计量驱替出的水量,利用量筒4号计量驱替出的气体的体积。
6.根据权利要求1所述的一种模拟非均质储层CO2驱注采耦合实验方法,其特征在于还包括以下具体过程:
对岩心饱和油样后,关闭二通阀1号和二通阀2号,打开放空阀将管线里边的油样排放干净,然后关闭放空阀;
打开二通阀3号和二通阀4号,利用驱替泵对盛装CO2的中间容器里的CO2进行加压,压力大小由压力表1号读出,当CO2压力与岩心内的压力相同时,打开二通阀5号和二通阀6号,对岩心夹持器1号和岩心夹持器2号里的岩心进行连续气驱操作,同时利用量筒1号和量筒3号分别计量出岩心夹持器1号里岩心驱替出的液体和气体的量;利用量筒2号和量筒4号分别计量出岩心夹持器2号里岩心驱替出的液体和气体的量;在驱替的过程中,压力表1号实时监测入口压力的变化;
当连续气驱气窜后,关闭高渗岩心通道,具体地关闭二通阀5号和二通阀7号,或者关闭二通阀6号和二通阀8号,对低渗岩心通道依旧进行连续气驱;
低渗岩心通道气窜后,采取注气注采耦合操作,关闭二通阀7号和二通阀8号,向岩心夹持器1号和岩心夹持器2号里注入CO2后,关闭注入阀对岩心夹持器采取焖井操作,压力表1号实时监测焖井过程中的压力变化;
焖井结束后,打开二通阀7号和二通阀8号,利用量筒1号、量筒2号、量筒3号和量筒4号计量采出的液体和气体的体积;
随后确定是否继续进行CO2驱替,若继续进行CO2驱替则打开注入阀。
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