[發(fā)明專利]非均質(zhì)底水油氣藏三維物理模擬實(shí)驗裝置及飽和度確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510031808.0
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104675394B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭肖;李保柱;徐模;馬晶晶;夏靜;別愛芳
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

1.一種非均質(zhì)底水油氣藏三維物理模擬實(shí)驗裝置的飽和度確定方法，其特征在于：所述方法對應(yīng)的非均質(zhì)底水油氣藏三維物理模擬實(shí)驗裝置，包括巖心夾持器(1)、圍壓泵(9)、恒壓恒速驅(qū)替閥A(7)、活塞式容器A(23)、油氣水計量裝置B(4)、回壓裝置A(5)、油氣水計量裝置A(3)、回壓裝置B(6)、恒溫箱(2)、恒壓恒速驅(qū)替閥B(8)、活塞式容器B(24)、壓力計量裝置A(19)、壓力計量裝置B(21)、壓力計量裝置C(20)、壓力計量裝置D(22)；所述的巖心夾持器(1)設(shè)置于恒溫箱(2)內(nèi)；所述的巖心夾持器(1)用于裝入非均質(zhì)多層平板邊底水模型(28)；所述的非均質(zhì)多層平板邊底水模型(28)的每一層分別布有多對電極(25)；

所述的圍壓泵(9)和巖心夾持器(1)兩側(cè)的連接，其中一側(cè)的路線上設(shè)置有圍壓閥門A(10)，另外一側(cè)的路線上設(shè)置有圍壓閥門B(11)；所述的圍壓泵(9)和巖心夾持器(1)兩端的連接，其中一端的路線上設(shè)置有圍壓閥門C(12)，另外一端的路線上設(shè)置有圍壓閥門D(13)；所述的恒壓恒速驅(qū)替閥A(7)與活塞式容器A(23)連接，活塞式容器A(23)分別與注入閥門A(14)、注入閥門B(15)連接，注入閥門A(14)與巖心夾持器(1)的注采井(29)連接，注入閥門B(15)與巖心夾持器(1)的多個模擬底層水/油注入口連接，注入閥門A(14)和巖心夾持器(1)之間還設(shè)置有壓力計量裝置C(20)，注入閥門B(15)和巖心夾持器(1)之間還設(shè)置有壓力計量裝置B(19)；

所述的恒壓恒速驅(qū)替閥B(8)依次通過活塞式容器B(24)、邊底水模擬系統(tǒng)閥門(16)與巖心夾持器(1)的模擬邊底水注水口(27)連接；

巖心夾持器(1)的采出口分別與采出閥門A(17)、采出閥門B(18)連接，采出閥門A(17)分別與油氣水計量裝置B(4)、回壓裝置A(5)連接，采出閥門B(18)分別與油氣水計量裝置A(3)、回壓裝置B(6)連接，采出閥門A(17)和巖心夾持器(1)之間還設(shè)置有壓力計量裝置B(21)，采出閥門B(18)和巖心夾持器(1)之間還設(shè)置有壓力計量裝置D(22)；所述非均質(zhì)底水油氣藏三維物理模擬實(shí)驗裝置的飽和度確定方法，包括縱向非均質(zhì)多層平板邊底水模型水驅(qū)油油水飽和度分布實(shí)驗步驟和平面非均質(zhì)多層平板邊底水模型水驅(qū)油油水飽和度分布實(shí)驗步驟；

所述的縱向非均質(zhì)多層平板邊底水模型水驅(qū)油油水飽和度分布實(shí)驗步驟包括以下子步驟：

S11：將非均質(zhì)多層平板邊底水模型(28)裝入巖心夾持器(1)中；

S12：打開圍壓泵(9)，打開圍壓閥門C(12)和圍壓閥門D(13)來提供上覆壓力，使巖心周圍密封，防止驅(qū)替液從巖心周圍溢出，同時給巖心夾持器(1)加圍壓至實(shí)驗設(shè)定壓力并保持恒定；

S13：關(guān)閉井網(wǎng)各注入閥門B(14)和采出閥門B(18)，關(guān)閉邊底水模擬系統(tǒng)閥門(16)，開啟恒壓恒速驅(qū)替泵A(7)施加驅(qū)替壓力，考慮到縱向非均質(zhì)性，分別開啟各層的注入閥門A(15)及采出閥門A(17)，注入模擬地層水飽和巖心的各層；

S14：開啟恒溫箱(2)，將巖心夾持器(1)加熱至實(shí)驗設(shè)定溫度并保持恒定；

S15：開啟恒壓恒速驅(qū)替泵A(7)施加驅(qū)替壓力，考慮到縱向非均質(zhì)性，分別開啟各層的注入閥門A(15)及采出閥門A(17)，將活塞式容器A(23)中的模擬地層油注入打開的層，使油以恒定速度驅(qū)替該層的水，同時用油氣水計量裝置B(4)計量驅(qū)替出的水量，當(dāng)出水量恒定時，說明束縛水飽和度已經(jīng)建立，停止注入模擬地層油；

S16：開啟恒壓恒速驅(qū)替泵B(8)并按照實(shí)驗設(shè)計設(shè)定其壓力，開啟邊底水模擬系統(tǒng)閥門(16)，按照實(shí)驗設(shè)定的恒壓恒速驅(qū)替泵B(8)驅(qū)替壓力，將活塞式容器B(24)中的模擬地層水，以實(shí)驗設(shè)定的速度恒速注入巖心夾持器(1)中模擬邊底水；

S17：開啟回壓裝置A(5)，并設(shè)定出口壓力；

S18：設(shè)計注入孔隙的體積倍數(shù)，通過恒壓、恒速驅(qū)替泵A(7)將活塞式容器A(23)中的模擬地層水注入巖心夾持器(1)中進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗，用油氣水計量裝置B(4)分別計量每一孔隙體積倍數(shù)下各個采液口累計驅(qū)替出油量和水量,同時每隔30分鐘采集一次電極(25)數(shù)據(jù)，求取在不同注入孔隙的體積倍數(shù)情況下巖心中油水飽和度分布，計算公式如下：

So=1-abRwΦmRtn;]]>

式中，Sw——含水飽和度；So——含油飽和度；n——巖性指數(shù)；a——巖性系數(shù)；b——飽和度指數(shù)；Rw——地層水的電阻率；Φ——巖心孔隙度；m——膠結(jié)指數(shù)；Rt——巖石含油時的電阻率，其中巖石含油時的電阻率Rt為通過采集得到的；

并用壓力計量裝置A(19)和壓力計量裝置B(21)記錄進(jìn)口壓力和出口壓力，直至采出液的含水率都達(dá)到實(shí)驗設(shè)定值或不再變化時實(shí)驗結(jié)束；

所述的平面非均質(zhì)多層平板邊底水模型水驅(qū)油油水飽和度分布實(shí)驗步驟包括以下子步驟：

S201:將非均質(zhì)多層平板邊底水模型(28)裝入巖心夾持器(1)中；

S202：打開圍壓泵(9)，打開圍壓閥門C(12)和圍壓閥門D(13)來提供上覆壓力，使巖心周圍密封，防止驅(qū)替液從巖心周圍溢出，同時給巖心夾持器(1)加圍壓至實(shí)驗設(shè)定壓力并保持恒定；

S203：關(guān)閉井網(wǎng)各注入閥門B(14)和采出閥門B(18)，關(guān)閉邊底水模擬系統(tǒng)閥門(16)，開啟恒壓恒速驅(qū)替泵A(7)施加驅(qū)替壓力，考慮到水平非均質(zhì)性，分別開啟各層的注入閥門A(15)及采出閥門A(17)，注入模擬地層水飽和巖心的各層；

S204：開啟恒溫箱(2)將巖心夾持器(1)加熱至實(shí)驗設(shè)定溫度并保持恒定；

S205：開啟恒壓恒速驅(qū)替泵A(7)施加驅(qū)替壓力，考慮到縱向非均質(zhì)性，分別開啟各層的注入閥門A(15)及采出閥門A(17)，將活塞式容器A(23)中的模擬地層油注入打開的層，使油以恒定速度驅(qū)替該層的水，同時用油氣水計量裝置B(4)計量驅(qū)替出的水量，當(dāng)出水量恒定時，說明束縛水飽和度已經(jīng)建立，停止注入模擬地層油；

S206：打開注入閥門B(14)，關(guān)閉注入閥門A(15)及采出閥門A(17)，打開圍壓閥門A(10)、圍壓閥門B(11)；

S207：開啟恒壓恒速驅(qū)替泵B(8)并按照實(shí)驗設(shè)計設(shè)定其壓力，開啟邊底水模擬系統(tǒng)閥門(16)，按照實(shí)驗設(shè)定的恒壓恒速驅(qū)替泵B(8)驅(qū)替壓力，將活塞式容器B(24)中的模擬地層水，以實(shí)驗設(shè)定的速度恒速注入巖心夾持器(1)中模擬邊底水；

S208：將恒壓恒速驅(qū)替泵A(7)、活塞式容器A(23)接到試驗設(shè)計的注采井(29)的井口上；

S209：開啟回壓裝置B(6)并設(shè)定出口壓力；

S210：設(shè)計一系列注入孔隙體積倍數(shù)，通過恒壓恒速驅(qū)替泵A(7)將活塞式容器A(23)中的模擬地層水注入巖心夾持器(1)中進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗，用油氣水計量裝置B(3)計量每一孔隙體積倍數(shù)下各個采液口累計驅(qū)替出油量和水量,同時每隔30分鐘采集一次電極(25)數(shù)據(jù)，求取巖心中油水飽和度分布，計算公式如下：

Sw=abRwΦmRtn,So=1-Sw,]]>

So=1-abRwΦmRtn,]]>

式中Sw——含水飽和度；So——含油飽和度；n——巖性指數(shù)；a——巖性系數(shù)；b——飽和度指數(shù)；Rw——地層水的電阻率；Φ——巖心孔隙度；m——膠結(jié)指數(shù)；Rt——巖石含油時的電阻率，其中巖石含油時的電阻率Rt為通過采集得到的；

并用壓力計量裝置C(20)和壓力計量裝置D(22)記錄進(jìn)口壓力和出口壓力，直至采出液的含水率都達(dá)到實(shí)驗設(shè)定值或不再變化時實(shí)驗結(jié)束。