[發明專利]一種評價油藏注水過程中毛管力的設備和方法

在審

• 申請號: 201710965248.5
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107725046A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 李海濤;李斌斌;李穎;劉權;崔小江
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/007;E21B43/20;E21B25/00
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技術領域

本發明屬于油氣田開發室內實驗技術領域；具體地，涉及一種評價油藏注水過程中毛管力的設備和方法。

背景技術

毛管力即毛細管壓力，是指在毛細管中兩種互不相溶流體彎曲界面上存在的附加壓力。在油氣田勘探開發過程中，油藏的很多性質如巖石孔隙結構、巖石儲集性能、油水飽和度與油水過渡帶高度之間的關系、驅油效率、儲層巖石的潤濕性等，都需要用毛管力資料來確定。因此，準確有效地獲得毛管力資料是進行石油與天然氣勘探開發的前提。

測量毛管力最常用的方法主要有三種：壓汞法、離心法和半滲透隔板法。壓汞法測試速度快，測量范圍大，但與油層實際情況差別較大，污染環境，巖心不能重復使用。離心法測試設備與計算比較復雜，測定范圍有限，最高壓力只有1.4MPa。半滲透隔板法與油層條件接近，測定精度高，但會影響巖心中流體分布。這些方法，應用在確定油藏注水過程中的毛管力時，存在幾個問題：(1)測試過程中流體的流動方式與地層條件下的流體流動方式不同，例如最精確的半滲透隔板法采用一端進入高壓流體，另一端封閉油相不能流出巖心。當油相到達疏水性半滲透隔板以后，便開始在半滲透隔板表面處和巖心中聚集，致使巖心中的水相和巖心外的水相斷開了連接。很明顯，半滲透隔板會顯著影響巖心中的液體分布，不能更真實的反應地層狀況與參數；(2)這些方法不能在油藏條件下測試毛管力，因此測得的毛管力與油藏真實情況下存在一定差異；(3)與各種測試方法相對應的測試油藏毛管力的設備也很多，但都不能真實反應和準確評價注水過程中的毛管力。如動態毛管力測試裝置，通常測試對象是石英砂或者土壤(即填砂模型)，孔隙滲透率都非常高，無法測試地層或人造低滲透巖心的動態毛管力

發明內容

本發明提供了一種評價油藏注水過程中毛管力的設備和方法，專門測試地下流體流動狀態時，對應的毛管力。實驗設備操作簡單，針對性強，能夠在油藏條件下進行實驗，也可以對低滲透巖芯進行毛管力測試和評價，同時也減少了現有實驗設備帶來的誤差。

本發明提供了一種評價油藏注水過程中毛管力的設備，包括驅替泵、中間容器、壓力表、巖心夾持器、計量裝置和烘箱。

驅替泵，用于調節不同的驅替壓力，根據不用的驅替壓力將中間容器中的液體驅替進入巖心。巖心夾持器由筒體、密封壓帽、堵頭、巖心塞、篩網、錐形套、膠套、高滲透金屬隔板、環壓接頭、管線固定接頭、篩網和烘箱組成。巖心夾持器的筒體內設置一個膠套，膠套內放入被測巖心。在膠套的端部連接一個錐形套，以固定膠套和密封環壓。筒體與密封壓帽通過螺紋連接，密封壓帽固定堵頭，堵頭與巖心塞通過螺紋連接，巖心塞的內端在膠套內，與巖心之間隔有一個高滲透金屬隔板，在出口端的高滲透金屬隔板與巖心塞之間，還有一個篩網，防止在注水過程中出砂。環壓接頭與筒體外部連接，環壓接頭的中心孔與筒體內連通，外端與圍壓泵連接，通過圍壓泵向巖心夾持器施加圍壓。該巖心夾持器左右兩端對稱，但出口端多了一個篩網。巖心長度可以通過巖心塞與堵頭之間的螺紋進行調節。管線固定接頭在巖心塞的外端，密封管線，讓液體從管線流出。巖心夾持器外部有一個烘箱，升高溫度至油藏溫度。

高滲透金屬隔板處于巖心與巖心塞之間，在其半徑方向和切線方向都有流通通道，從而允許進入或流出的液體能夠在隔板內均勻分布。高滲透金屬隔板絕對滲透率比巖心絕對滲透率高很多。高滲透金屬隔板代替半滲透隔板或半滲透膜，解決了半滲透隔板或半滲透膜帶來的影響。因為該金屬隔板滲透率很高，為了防止出砂，將篩網固定在出口端的金屬隔板后。

進一步地，本發明提供了一種評價油藏注水過程中毛管力的方法，包括以下步驟：

步驟1，從現場中鉆取巖心；

步驟2，清洗巖心，恢復巖芯潤濕性并建立原始含水飽和度；

步驟3，將巖心裝入巖心夾持器，即取出巖心塞4、篩網10和高滲透金屬隔板7，將巖心放入夾持器內，依次放入高滲透金屬隔板7、篩網10和巖心塞4。升高圍壓，升高入口壓力和回壓，使巖心所受回壓和巖心中流體壓力達到油藏條件；打開烘箱11升高溫度至油藏溫度；步驟4，逐級增加驅替泵的驅替壓力，將水驅替進入巖心，在每個驅替壓力下保持足夠長的時間，直至油不能被驅替出來為止；然后在下一個驅替壓力下施加壓力，直至油不能被驅替出來為止；加壓直到巖心中的油為殘余油狀態時停止。用計量器記錄在每個驅替壓力下的出油量，計算相應的含水飽和度，繪制成飽和度與驅替壓力的曲線，即毛管力與飽和度的曲線。在驅替過程中，實驗裝置會消耗大量的水，需循環利用水。

本發明的有益效果：