[發(fā)明專利]二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置及模擬方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010441007.2
• 申請(qǐng)日: 2020-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN111608621B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂其超;鄭嶸;楊子浩;譚星暉;左博文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B43/16
• 分類號(hào): E21B43/16;E21B49/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 李小波;黃健

本發(fā)明提供的一種二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置及模擬方法，涉及碳封存和石油開采技術(shù)領(lǐng)域，其中，二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置，包括殼體、用于模擬驅(qū)替過程的模擬儲(chǔ)層模塊，以及用于與模擬儲(chǔ)層模塊形成注采通道的管柱模塊，模擬儲(chǔ)層模塊和管柱模塊層疊設(shè)置在殼體內(nèi)，殼體具有用于安裝模擬儲(chǔ)層模塊和管柱模塊的開口，模擬儲(chǔ)層模塊包括模擬儲(chǔ)層以及與模擬儲(chǔ)層連通的至少三個(gè)注采孔管柱模塊還被配置成能夠通過控制若干閥門的開閉，以改變多級(jí)流線注采關(guān)系，從而完成當(dāng)前井網(wǎng)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)井網(wǎng)的模擬。本發(fā)明提供的二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置及模擬方法可模擬復(fù)雜井網(wǎng)環(huán)境下的二氧化碳驅(qū)油及動(dòng)態(tài)地質(zhì)封存過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及碳封存和石油開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置及模擬方法。

背景技術(shù)

二氧化碳驅(qū)油技術(shù)不僅是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的碳封存及利用技術(shù)，還是相對(duì)成熟的提高采收率方法之一。二氧化碳具有易與原油混相、粘度低等特性，使得二氧化碳在儲(chǔ)層中具有良好的流動(dòng)性，并能降低原油粘度和油氣界面張力，從而提高原油流動(dòng)性和驅(qū)油效率；因此二氧化碳作為驅(qū)油劑，不僅有助于提高地下原油采收率，而且能實(shí)現(xiàn)二氧化碳溫室氣體在地層中的動(dòng)態(tài)封存和利用。

二氧化碳驅(qū)與水驅(qū)不同之處在于：在二氧化碳驅(qū)替過程中，混相作用改變了原油的性質(zhì)，降低了原油粘度并提高了原油流動(dòng)性，地層滲流阻力隨之變化，對(duì)驅(qū)油的流動(dòng)通道產(chǎn)生明顯影響。由于二氧化碳波及區(qū)域的變化不僅受到流體性質(zhì)和地層滲透率的影響，還受到原油粘度變化的影響，二氧化碳波及區(qū)域的流線變化比水驅(qū)復(fù)雜。二氧化碳在驅(qū)油時(shí)易發(fā)生粘性指進(jìn)和重力分異，從而形成氣竄通道，過早突破到達(dá)采出井，導(dǎo)致二氧化碳動(dòng)態(tài)封存量和原油采收率降低。針對(duì)以上問題，油田大多采用調(diào)整井網(wǎng)注采關(guān)系或者加密井網(wǎng)的方式來建立新的驅(qū)替通道，合理的二氧化碳驅(qū)注采關(guān)系能提高開采速度和波及系數(shù)，進(jìn)而提高油田開發(fā)效率和原油采收率，最終增加二氧化碳驅(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)二氧化碳驅(qū)實(shí)驗(yàn)通常采用人造巖心或天然巖心來模擬井網(wǎng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，這種方法不能有效的模擬流線變化時(shí)二氧化碳微觀驅(qū)油機(jī)理。此外，常規(guī)微觀驅(qū)替實(shí)驗(yàn)多使用簡(jiǎn)單注采方式的可視化模型，而這類簡(jiǎn)單的微觀模型無法分析復(fù)雜情況下多級(jí)流線二氧化碳驅(qū)油規(guī)律，無法精確完成現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜井網(wǎng)變換時(shí)的二氧化碳驅(qū)油模擬。

因此，針對(duì)二氧化碳驅(qū)復(fù)雜注采井網(wǎng)評(píng)估和優(yōu)化，有必要設(shè)計(jì)一種多級(jí)流線二氧化碳驅(qū)注采模擬裝置，進(jìn)而研究井網(wǎng)轉(zhuǎn)換后的微觀滲流規(guī)律，從而明確二氧化碳流線分布規(guī)律，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作具有指導(dǎo)意義，有利于實(shí)現(xiàn)二氧化碳地質(zhì)封存和利用，同時(shí)促進(jìn)油氣資源的高效開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置及模擬方法，用以解決現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置難以研究井網(wǎng)轉(zhuǎn)換后的微觀滲流規(guī)律的問題或者其他潛在技術(shù)問題。

一方面，本發(fā)明提供一種二氧化碳驅(qū)油多級(jí)流線注采模擬裝置，包括殼體、用于模擬驅(qū)替過程的模擬儲(chǔ)層模塊，以及用于與所述模擬儲(chǔ)層模塊形成注采通道的管柱模塊。

所述模擬儲(chǔ)層模塊和管柱模塊層疊設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述殼體具有用于安裝所述模擬儲(chǔ)層模塊和所述管柱模塊的開口。

所述模擬儲(chǔ)層模塊包括模擬儲(chǔ)層以及與所述模擬儲(chǔ)層連通的至少三個(gè)注采孔。

所述管柱模塊包括與每個(gè)所述注采孔一一對(duì)應(yīng)的注采管柱，以及配置于每個(gè)所述注采管柱的閥門。

所述管柱模塊還被配置成能夠通過控制若干所述閥門的開閉，以改變多級(jí)流線注采關(guān)系，從而完成當(dāng)前井網(wǎng)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)井網(wǎng)的模擬。

可選地，所述殼體的底部設(shè)有底部開口，所述模擬儲(chǔ)層模塊安裝于所述底部開口。

可選地，所述底部開口處設(shè)有用于觀察所述殼體內(nèi)部的透明底板。

可選地，所述透明底板為玻璃板。

可選地，所述殼體的頂部設(shè)有頂部開口，所述管柱模塊從所述頂部開口伸入到所述殼體內(nèi)。