[發明專利]碳酸鹽巖縫洞型油藏驅替物理模型組合方法及實驗裝置

有效

• 申請號: 201710565767.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107461193B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 唐海;何娟;榮元帥;李小波;呂棟梁;龐明越
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及縫洞型油藏開發技術領域，具體涉及一種碳酸鹽巖縫洞型油藏驅替物理模型組合方法及實驗裝置。

背景技術

碳酸鹽油藏之中，有約20％屬于縫洞型油藏，與碎屑巖油藏不同的是，縫洞型油藏的流體在儲層中的流動不滿足達西滲流定律，導致常規油藏的開發方法并不能有效指導縫洞型油藏的開發。驅替實驗是縫洞型油藏之中重要的實驗類型，其主要包括注水驅、氮氣驅、CO₂驅等，實驗裝置主要包括巖心類、有機玻璃類以及數字巖心等，其中由于縫洞型油藏巖心代表性差，因此有機玻璃類裝置的是目前國內外主要采用的驅替實驗裝置類型，其核心是縫洞組合模式的確定，這是國內外縫洞型油藏研究的難點。

對于有機玻璃類裝置的實驗模型的目前主要有如下三種：(1)機理性研究。將溶洞簡化為二維或者三維立體圖形，進行縫洞驅替的基本規律的探索；(2)區塊型研究。結合鉆遇地震勘探資料，形成初步對縫洞分布的基本認識，在有機玻璃進行相似性縫洞的刻畫，進一步進行驅替實驗；(3)組合實驗研究。充分利用現有的縫洞認識以及地面露頭形狀，對縫洞類形成相似的簡化組合，進而開展實驗研究。

以上三種方法主要存在如下的問題：(1)將不同形狀、類別的溶洞簡化為規則的球或者圓，導致后期的縫洞剩余油無法用模型完整地評價；(2)二維或者三維的區塊縫洞模型，對縫洞的流動規律無法研究，難以精細評價溶洞的驅替規律，同時模型加工完成，便無法更改，后期的開發政策的調整無法用實驗進行評價；(3)注采位置單一，實際的生產現場表明，生產井在基質、裂縫以及溶洞上的產量差異巨大，現有的模型在研究注采位置和注采關系方面嚴重不足，往往只是聯通到一個位置，只能代表一種類型的地址狀態，連通方式體現不完整；(4)斷裂作為重要的連通手段，現有的模型并無涉及；(5)模型無法重復利用，不能針對不同地質背景的溶洞單元展開研究。

目前從公開文獻上查閱到的內容，基本都存在上述問題，如申請號為201510518273.X的《縫洞型碳酸鹽巖吞吐物理模擬實驗裝置》，其是采用的刻畫裂縫，且未說明采用了哪些，從其圖中無法判斷其屬于哪種類型，能夠完成哪些實驗；申請號為201310665277.1的《縫洞型油藏全三維仿真可視化驅替模擬實驗系統》，其采用的是單塊溶洞或裂縫模型，無法實現多種實驗效果；申請號為201510712835.4的《縫洞型碳酸鹽巖油藏物理模型、驅替模擬實驗裝置及系統》，其在同一個裝置中設置了多種溶洞和裂縫，結構復雜，且只能滿足這一個的實驗效果。

發明內容

針對上述問題，本發明根據縫洞型油藏的實際特點，提出了碳酸鹽巖縫洞型油藏驅替物理模型組合方法及實驗裝置。在充分調研和研究的基礎之上，從連通方式的出發，系統地總結了15種典型縫洞的連通方式，形成碳酸鹽巖縫洞型油藏驅替物理模型組合方法，結合實驗的必要性，采用模塊化設計思路，形成了14種縫洞組合實驗單元模塊，并結合實際生產區塊的地質主控因素，設計了25種縫洞單元模塊組合方式，為提高設備的實用性和多功能性，進行了整體的實驗裝置以及工藝流程的設計，最終形成了一整套縫洞型油藏驅替實驗物理模型體系組合模塊實驗裝置。

本發明的技術方案是：

碳酸鹽巖縫洞型油藏驅替物理模型組合方法，通過系統地從儲流關系、縫洞發育模式、地面露頭、優勢流動通道、剩余油分布模式、井間動態連通模式共六個方面進行了分析，最終充分考慮縫洞連通方式的基礎之上，提煉了15種典型縫洞結構，這15種典型縫洞典型結構集中全面反映了縫洞型油藏主要的連通方式以及類型，其中主要分為三類：

(1)風化殼類，包括孤立溶洞、豎井、溶洞群、裂縫-孔洞；

(2)古河道類，包括干流洞、支流洞、干流洞-支流洞-干流洞、干流洞-裂縫-干流洞、支干流洞-裂縫-孔洞；

(3)斷控類，包括干流洞-斷裂、支流洞-斷裂、斷裂-裂縫-孔洞、相交斷裂溶蝕洞、孤立溶洞內斷裂、溶洞-斷裂-溶洞；

實際的縫洞型油藏往往由不同的縫洞組合共同構成的，因此為了使縫洞物模實驗更接近實際油藏，體現不同連通方式的影響下驅替效果，采用模塊化的思路，將不同的縫洞典型結構分別使用機械加工成模塊單元的形式，將縫洞的主要結構通過在有機玻璃材質上反映出來；結合室內實驗的情況和條件，簡化典型縫洞結構的基礎之上，將其以單個模塊的方式進行設計，形成單元模塊化后的縫洞組合，最終獲得14個縫洞組合模塊化單元，分別為：