[發(fā)明專利]一種油藏內(nèi)反應(yīng)與滲流特性一體化測試方法與裝置

在審

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• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103758512A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江航;昝成;李陽;周新宇;吳康云;郝強(qiáng)升
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探領(lǐng)域，特別涉及油藏內(nèi)反應(yīng)與滲流特性一體化測試方法與裝置。

背景技術(shù)

油田開發(fā)實驗是提高石油采收率新技術(shù)、新方法研發(fā)的重要手段之一。隨著常規(guī)可采油氣資源的不斷減少，開發(fā)對象的日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)水驅(qū)技術(shù)已無法滿足油氣田開發(fā)的需求，為應(yīng)對挑戰(zhàn)，亟待發(fā)展一批以化學(xué)驅(qū)、熱力采油及氣驅(qū)等為代表的三次采油新技術(shù)對油田開發(fā)實驗提出了新要求。

在油田開發(fā)過程中，掌握油藏流體的滲流特性變化對于開發(fā)動態(tài)預(yù)測、剩余油分布及開發(fā)效果評價至關(guān)重要。傳統(tǒng)水驅(qū)主要遵循達(dá)西滲流定律，為一個動量傳遞過程。然而，對于化學(xué)驅(qū)、熱采及氣驅(qū)等三次采油新技術(shù)，其采油原理相對復(fù)雜，通常為動量、熱量和質(zhì)量耦合傳遞過程。目前，注空氣采油已成為提高石油采收率的一個重要技術(shù)發(fā)展方向。向油藏中注入空氣，原油與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)放熱，原油被加熱后降黏，進(jìn)而大幅度提高地下原油的流動性。注空氣采油原理決定了該技術(shù)為一個更為復(fù)雜的“三傳一反”過程，即動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞和反應(yīng)耦合過程，并且地下反應(yīng)可能改變油藏孔喉結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響油藏滲流特性，例如注空氣高溫氧化采油過程（即火燒油層），原油與空氣反應(yīng)并結(jié)焦，導(dǎo)致油藏孔喉尺寸減小，阻礙空氣在油藏多孔介質(zhì)中的擴(kuò)散，不利于高溫反應(yīng)前緣（即火線）平穩(wěn)、快速推進(jìn)。因此，需通過實驗搞清油藏條件下反應(yīng)對滲流特性的影響規(guī)律。實驗裝置應(yīng)具備以下功能：1）能夠模擬油藏高溫、高壓條件（700℃/20MPa）；2）油藏模型具有溫度補(bǔ)償功能，實驗中保持油藏模型處于絕熱環(huán)境條件；3）具有滲透率測量功能。

通過對國內(nèi)外相關(guān)專利及文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，結(jié)果表明：現(xiàn)有的火驅(qū)物理模擬實驗技術(shù)及巖心滲透率測試技術(shù)與油藏內(nèi)反應(yīng)與滲流特性一體化測試需求關(guān)系緊密。

現(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案：

火驅(qū)物理模擬實驗裝置。現(xiàn)有的火驅(qū)物理模擬實驗裝置通常由加熱點(diǎn)火系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。如學(xué)位論文：劉其成.火燒油層室內(nèi)實驗及驅(qū)油機(jī)理研究[D].東北石油大學(xué).2011年；文獻(xiàn)：關(guān)文龍.鄭408塊火燒油層物理模擬研究.石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2005年8月。

現(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)：

這些油藏模擬方法中，均沒有滲透率測量功能，且模型均通過保溫材料保溫，在高溫條件下散熱嚴(yán)重，無法模擬絕熱條件。

現(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案：

巖心滲透率測試裝置。現(xiàn)有的巖心滲透率測量裝置通常由注入系統(tǒng)、巖心夾持器、恒溫系統(tǒng)、溫度壓力測量和計量等部分組成。如文獻(xiàn)：洪世鐸.溫度對相對滲透率影響的探討.石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).1988年11月；文獻(xiàn)：楊龍.溫度對稠油相對滲透率及殘余油飽和度的影響.石油勘探與開發(fā).2003年4月。

現(xiàn)有技術(shù)二的缺點(diǎn)：

現(xiàn)有的滲透率測量裝置均無法模擬油藏高溫條件，油藏實際反應(yīng)可能達(dá)到的最高溫度達(dá)600℃，這些滲透率測試系統(tǒng)最高模擬200℃的溫度條件，無法滿足油藏反應(yīng)的模擬需求。

綜上所述，現(xiàn)有的油田開發(fā)實驗方法及裝置無法滿足在模擬油藏內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的同時測量油藏滲流特性的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種油藏內(nèi)反應(yīng)與滲流特性一體化測試方法與裝置，提供一種能夠模擬油藏條件下化學(xué)反應(yīng)過程，同時能夠測量反應(yīng)對油藏模型滲流特性影響。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種油藏內(nèi)反應(yīng)與滲流特性一體化測試方法，包括以下步驟：

將第一高壓流體預(yù)熱，并注入反應(yīng)模型中進(jìn)行模擬反應(yīng)；所述反應(yīng)模型中包含預(yù)置的巖芯；

將第二高壓流體預(yù)熱，并注入所述反應(yīng)模型中，針對模擬反應(yīng)后的巖芯進(jìn)行滲透率測試；

通過數(shù)據(jù)采集模塊，測量所述滲透率測試過程中的滲透參數(shù)，并根據(jù)該參數(shù)以及所述反應(yīng)模型的物理參數(shù)和第二高壓流體的物性參數(shù)計算所述模擬反應(yīng)后的巖芯的滲透率。

其中，所述模擬反應(yīng)還包括：

將所述反應(yīng)模型內(nèi)的壓力設(shè)定為所述模擬反應(yīng)需要的壓力；

通過絕熱爐對所述反應(yīng)模型進(jìn)行加熱，使之達(dá)到所述模擬反應(yīng)需要的溫度；對其進(jìn)行熱跟蹤補(bǔ)償，使之在所述模擬反應(yīng)的過程中保持絕熱、恒溫或者以線性升溫；所述反應(yīng)模型置于所述絕熱爐內(nèi)。

其中，所述滲透率測試還包括：

將所述反應(yīng)模型內(nèi)的壓力設(shè)定為所述滲透率測試需要的壓力；

通過絕熱爐對所述反應(yīng)模型進(jìn)行加熱，使之達(dá)到所述滲透率測試需要的溫度；對其進(jìn)行熱跟蹤補(bǔ)償，使之在所述滲透率測試的過程中保持恒溫，最高溫度測試溫度300℃；所述反應(yīng)模型置于所述絕熱爐內(nèi)。