[發明專利]稠油熱采儲層破裂的模擬實驗方法

無效

• 申請號: 201410103657.0
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103835709A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 孫峰;賈朋;薛世峰;朱秀星;王斐斐;王海靜
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明屬于稠油熱采開發領域，具體涉及一種稠油熱采儲層破裂的模擬實驗方法。

背景技術

我國具有豐富的稠油資源，熱力采油是當前稠油資源開發的重要方式，它通過將熱能載體注入油藏來加熱稠油，降低原油粘度，提高原油流動能力，從而提高原油產量和采收率。稠油熱采過程中，高溫熱能注入引起儲層內溫度、壓力大幅度增加，原油粘度降低；孔隙流體和巖層骨架受熱發生非均勻膨脹，導致儲層產生變形及破裂。研究稠油熱采過程中儲層破裂機理及裂縫擴展過程，對于真實描述稠油熱采儲層開發動態，優化參數工藝具有重要的指導意義。

目前研究地下高溫條件下巖樣物性參數變化及破裂過程的實驗裝置及方法主要以圍壓條件下，巖樣試件高溫整體加熱分析為主；而稠油熱采儲層破裂則是受到井筒局部高溫載荷與三向非均勻地應力兩方面耦合因素共同控制，目前研究主要以油藏數值模擬方法為主，缺乏相關稠油熱采儲層破裂的模擬實驗裝置及方法，無法對實際稠油熱采儲層破裂情況進行真實有效的評價，因而成為當前稠油熱采開發領域的難點問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提出了一種稠油熱采儲層破裂的模擬實驗方法，該方法通過向實驗巖樣加載三個方向的地應力，在實驗巖樣井筒內加載高溫條件，真實模擬稠油熱采過程中不同溫度、地應力條件下復合受力狀態，采集儲層破裂信息并系統分析稠油熱采儲層破裂機制，為稠油熱采注采方案的理論研究和工程設計優化提供實驗基礎。

本發明技術方案包括：

一種稠油熱采儲層破裂的模擬實驗方法，包括以下步驟：

a、實驗巖樣的制備：選取油藏取芯，在油藏取芯外圍澆筑水泥砂漿包裹層，所述油藏取芯居于中心位置，實驗巖樣呈立方體狀，在實驗巖樣頂面中心處向下設置裸眼井筒，將用于連接溫度采集控制儀的熱電偶溫度傳感器作出如下處理，將所述熱電偶溫度傳感器埋設在水泥砂漿包裹層預設位置上；

b、準備實驗硬件：實驗硬件包括真三軸應力加載裝置、溫度采集控制裝置、工業層析掃描成像裝置和聲發射儀，所述溫度采集控制裝置包括溫度采集控制儀、熱電偶溫度傳感器和加熱管；

c、將步驟a制作好的實驗巖樣放入工業層析掃描成像裝置中，采集該實驗巖樣的內部裂縫分布圖，作為圖像一；

d、接步驟c，將實驗巖樣安放在上述真三軸應力加載裝置的高壓承壓缸內，將上述聲發射儀連接多個聲發射探頭，所有聲發射探頭布置在水泥砂漿包裹層的外周上；將上述加熱管插入所述裸眼井筒內，在所述裸眼井筒與加熱管之間的環空處壓入傳熱介質；將上述溫度采集控制儀連接上述加熱管及熱電偶溫度傳感器；接著進入步驟e；

e、啟動真三軸應力加載裝置，向實驗巖樣外側空間的三個不同方向分別施加不同壓力；接著進入步驟f；

f、通過上述加熱管對實驗巖樣裸眼井筒進行加熱，與此同時打開聲發射儀，所述加熱管通過溫度采集控制儀進行控制，溫度采集控制儀設定溫度每升高50℃，則保溫1小時，如此緩慢升高直至加熱溫度為350℃；所述聲發射儀利用聲發射探頭采集、存儲當前的信號，作為信號一；

g、當裸眼井筒溫度達到350℃，保溫2小時后，停止加熱，此時聲發射儀通過聲發射探頭采集、存儲當前的信號，作為信號二，直到采集到井筒溫度恢復到室溫，停止實驗；

h、取出實驗巖樣，放置于工業層析掃描成像儀中，采集實驗巖樣經過高溫加載后的內部裂縫分布圖，作為圖像二；

j、利用上述聲波信號一、聲波信號二、圖像一與圖像二，開展進一步的稠油熱采儲層破裂的研究分析。

本發明所帶來的有益技術效果：

本發明提出了一種稠油熱采儲層破裂的模擬實驗方法，與現有技術相比，其采用了真實稠油稠油油藏取芯與水泥砂漿包裹層混合澆筑作為實驗巖樣，該實驗巖樣為立方體，與現有技術中的實驗巖樣相比較，其更為真實的反映了實際油藏的巖石力學性質；

采用真三軸應力加載裝置通過高壓承壓缸向實驗巖樣外側空間的三個方向分別施加不同壓力，更為真實的反映實際稠油油藏的地應力狀態；

采用溫度加載控制裝置模擬實際注高溫熱力過程；通過加熱管進行對實驗巖樣井筒局部加熱，通過傳熱介質將熱量傳輸給實驗巖樣，通過設置于實驗巖樣井筒內壁熱電偶溫度傳感器探頭探測近井筒壁處溫度，通過溫度采集控制儀顯示溫度變化，并根據測試溫度控制加熱管電源開關，達到控制溫度的作用；