[發(fā)明專利]一種油氣運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310436136.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN104459818A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗遐齡;趙群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01V9/00
• 分類號(hào): G01V9/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 郭韞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理領(lǐng)域，具體涉及一種油氣運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

石油勘探發(fā)展到今天，大規(guī)模的油氣田已基本發(fā)現(xiàn)。因此，提高老油田采收率已顯得越來越重要。提高現(xiàn)有油氣藏采收率的唯一有效途徑是進(jìn)一步弄清巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性和巖石內(nèi)部流體流動(dòng)情況。為了做到這一點(diǎn)，常采用地震測(cè)量法。所謂地震測(cè)量是指以炸藥作為震源(即所謂人工地震)，利用地震反射聲波檢測(cè)地層情況。當(dāng)巖層中含有流體與不含流體、或含不同流體時(shí)，反射波的波速和振幅會(huì)發(fā)生變化。利用這種變化，可監(jiān)視地下流體的運(yùn)移和擴(kuò)散。時(shí)間推移地震(Time-lapse?seismic)是利用重復(fù)多次地震測(cè)量來監(jiān)測(cè)油藏隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。其不僅能監(jiān)測(cè)油氣邊界的變化和注入流體(如水、蒸汽、CO₂和氣等)的移動(dòng)，而且可以探測(cè)和發(fā)現(xiàn)死油區(qū)，進(jìn)行剩余油氣預(yù)測(cè)，進(jìn)而指導(dǎo)油田開發(fā)井位的合理布置，提高最終采收率。

為了更清楚的了解油氣在儲(chǔ)油(氣)巖層的運(yùn)移情況，并對(duì)其規(guī)律進(jìn)行研究，需要在室內(nèi)進(jìn)行模擬。目前油氣運(yùn)移室內(nèi)模擬方法有兩種，數(shù)值模擬和物理模擬。

所謂數(shù)值模擬方法就是用數(shù)值的方法來求解描述油流體滲流特征的數(shù)學(xué)模型。其優(yōu)點(diǎn)是能重復(fù)進(jìn)行，模擬所需時(shí)間短，成本低，可以模擬多種情況。其缺點(diǎn)是模型有一定的假設(shè)條件，與真實(shí)情況有差別，模擬需要依賴于油藏的靜、動(dòng)態(tài)參數(shù)。

物理模擬是通過實(shí)驗(yàn)室物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M真實(shí)物理過程的方法。將實(shí)際地形物理的縮小模型置于實(shí)驗(yàn)體內(nèi)，利用超聲波檢測(cè)模擬聲波檢測(cè)。在滿足基本相似條件的基礎(chǔ)上，模擬真實(shí)過程的主要特征，如油氣運(yùn)移和擴(kuò)散規(guī)律。物理模擬能保持原型的物理特征，多用于機(jī)理研究，對(duì)應(yīng)滲流機(jī)理不清楚的問題十分重要。物理模擬為數(shù)值模擬提供必要的參數(shù)，并提出新的數(shù)學(xué)模型，因此物理模擬是數(shù)值模擬的基礎(chǔ)。

實(shí)際油氣運(yùn)移受到多種因素的影響。其中包括運(yùn)移所在的儲(chǔ)油層巖石的孔隙度、滲透率，飽和度，流體的壓力，溫度和巖體周邊的壓力等。

但現(xiàn)有的油氣運(yùn)移模擬方法存在一定的缺點(diǎn)和局限性

①數(shù)值模擬方法。

缺點(diǎn)是模擬需要一定的假設(shè)條件，需要依賴于油藏的靜、動(dòng)態(tài)參數(shù)。而假設(shè)條件和這些參數(shù)與真實(shí)情況有差別。

②物理模擬方法

現(xiàn)有的物理模擬方法和裝置在模擬油氣運(yùn)移時(shí)存在下面的問題

(1)不能對(duì)輸入流體進(jìn)行自動(dòng)選擇，不能對(duì)注入速度進(jìn)行自動(dòng)控制；

(2)不能進(jìn)行高密度檢測(cè)，帶來的和后果是檢測(cè)點(diǎn)不夠密，這樣成像清晰度較差；

(3)重復(fù)性不夠好。檢測(cè)速度慢，影響檢測(cè)精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種油氣運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置及方法，真實(shí)的模擬實(shí)際油氣運(yùn)移過程，并能對(duì)該過程進(jìn)行連續(xù)、精密、快速監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種油氣運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括流體輸入部分、模型部分和超聲波檢測(cè)部分；

所述流體輸入部分用于選擇輸入流體的種類和控制輸入流體的流量；

所述模型部分包括單層或多層滲透材料，如果為多層滲透材料，則各層滲透材料從下至上依次排列；

在模型部分的下部設(shè)有注入孔，所述流體輸入部分的出口通過管路與該注入孔連通；

所述超聲波檢測(cè)部分包括超聲波發(fā)射探頭和面掃描測(cè)振儀；

所述超聲波發(fā)射探頭鋪設(shè)在模型部分的上表面的兩側(cè)，用于模擬野外震源；在兩側(cè)的超聲波發(fā)射探頭之間的模型部分的上表面上設(shè)有檢測(cè)點(diǎn)；

所述面掃描測(cè)振儀的掃描激光頭吊裝在模型部分的中心的上端，用于對(duì)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。

所述超聲波發(fā)射探頭是均勻分布在模型部分的上表面的兩側(cè)的。

所述檢測(cè)點(diǎn)是均勻分布在兩側(cè)的超聲波發(fā)射探頭之間的模型部分的上表面上的。

在所述模型部分的底部和各個(gè)側(cè)面均設(shè)有密封材料，用來封死底部和各個(gè)側(cè)面以防流體泄漏。

所述密封材料采用環(huán)氧樹脂或聚氨酯。

在所述模型部分的邊側(cè)設(shè)有液體排出口。

一種油氣運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括：

確定輸入流體的種類和流量，然后將第一種流體注入模型部分，直到達(dá)到飽和；

依次啟動(dòng)每個(gè)超聲波發(fā)射探頭，向模型部分的內(nèi)部發(fā)射超聲波脈沖信號(hào)，利用掃描激光頭檢測(cè)所有檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)，得到每個(gè)超聲波發(fā)射探頭對(duì)應(yīng)的所有檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信息，作為該超聲波發(fā)射探頭的基本記錄；