[發(fā)明專利]一種壓裂水平井多介質(zhì)吞吐的物理模擬裝置和方法

有效

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• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112031727B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王秀坤;劉峻嶸;唐維宇;宮潤東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/20;E21B43/22;E21B47/00;E21B25/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 王灝增

本發(fā)明涉及一種壓裂水平井多介質(zhì)吞吐的物理模擬裝置和方法，包括長巖心夾持器和回壓閥，長巖心中間切割裂縫，回壓閥設(shè)定為油藏竄流門限壓力。巖心夾持器固定于CT掃描設(shè)備下進(jìn)行實時監(jiān)測，其測量CT值進(jìn)行插值計算得到含油飽和度的變化。本發(fā)明能夠有效模擬致密頁巖油藏壓裂后復(fù)雜孔縫系統(tǒng)下多介質(zhì)吞吐的過程，克服了傳統(tǒng)巖心模擬實驗沒有考慮人工裂縫竄流現(xiàn)象，評價多介質(zhì)提高致密?頁巖油采收率的潛力，易于實驗操作，測量精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣地質(zhì)及油氣田開發(fā)工程領(lǐng)域，具體的說，涉及一種致密-頁巖油藏壓裂水平井多介質(zhì)吞吐提高采收率的物理模擬裝置和方法。

背景技術(shù)

致密-頁巖油是重要的非常規(guī)油氣資源，是常規(guī)石油的直接接替能源。目前主要采用大規(guī)模水力壓裂結(jié)合水平井鉆井的衰竭式開采方式。但油井產(chǎn)能往往遞減很快，采收率一般僅為5％～10％，提高原油采收率的潛力巨大。目前國內(nèi)外專家普遍建議利用單井吞吐的方式注入多種類型的流體介質(zhì)，補充油藏能量，提高油藏中原油的采收率。常見的注入介質(zhì)有：甲烷、N₂、CO₂、水、表活劑溶液等。吞吐注入主要包括三個過程：注入介質(zhì)、悶井和恢復(fù)生產(chǎn)(回采)。目前室內(nèi)物理模擬實驗僅僅是針對單個基質(zhì)巖心，模擬多介質(zhì)的吞吐過程，實驗表明各類介質(zhì)提高采收率效果較好，但與礦場實踐差距大。主要原因是單根巖心對礦場吞吐過程的模擬不充分，比如未能考慮到裂縫的幾何形態(tài)以及與臨井水力裂縫的竄流現(xiàn)象。具體地，實際礦場水平井井距較小，人工裂縫相互交織，吞吐時與臨井竄流嚴(yán)重，單井吞吐提高采收率效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種致密-頁巖油藏壓裂水平井多介質(zhì)吞吐提高采收率的物理模擬裝置和方法，以克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，準(zhǔn)確評價多介質(zhì)吞吐提高采收率效果。

本發(fā)明提供一種致密-頁巖油藏壓裂水平井多介質(zhì)吞吐采收率的物理模擬裝置，包括夾持器，所述夾持器為50cm長度的長巖心夾持器可串聯(lián)放置10塊左右標(biāo)準(zhǔn)巖心，所述夾持器上設(shè)有注入接口、徑向圍壓接口、回壓接口和樣品進(jìn)出口；所述介質(zhì)注入接口與回壓接口分別位于夾持器的兩端，所述徑向圍壓接口位于夾持器的側(cè)壁上；

介質(zhì)注入組件，包括多個中間容器和第一加壓裝置，每個所述中間容器的一端與第一加壓裝置相連接，另一端與夾持器的介質(zhì)接口相連接，多個中間容器內(nèi)分別盛放不同的注入介質(zhì)；

所述徑向圍壓接口與第二加壓裝置相連通，所述夾持器上設(shè)有回壓接口，所述回壓接口與第三加壓裝置相連通；

所述夾持器、介質(zhì)注入組件、第二加壓裝置和第三加壓裝置形成密閉空間；

監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置設(shè)置在夾持器上方，用于監(jiān)測巖心悶井過程中的含油飽和度變化。

其中，所述注入介質(zhì)為水、表活劑溶液、N₂、CO₂、CH₄和/或輔助泡沫。

其中，所述第一加壓裝置通過六通閥與多個中間容器相連接，所述夾持器通過六通閥與多個中間容器相連接；所述夾持器與中間容器之間設(shè)有第一閥門和第一壓力表；所述空氣接口處設(shè)有第二閥門；所述回壓接口與第三加壓裝置之間設(shè)有回壓閥。

其中，所述所述徑向圍壓接口與第二加壓裝置之間設(shè)有第二壓力表；

其中，所述監(jiān)測裝置為醫(yī)用CT掃描儀，記錄實驗過程中，利用CT掃描獲取若干巖心截面的CT值，將所有巖心截面CT值進(jìn)行平均處理，即可利用線性插值的方法獲取對應(yīng)巖心平均含油飽和度，繼而得到原油的采收率。

其中，所述夾持器的外殼為炭纖維筒能夠使x射線通過，用于掃描內(nèi)部巖心。

本發(fā)明提供一種致密-頁巖油藏壓裂水平井多介質(zhì)吞吐采收率的物理模擬方法，包括如下步驟：

1)將致密巖心樣品放入夾持器中，聯(lián)通夾持器與第二加壓裝置，通過第二加壓裝置向夾持器內(nèi)施加圍壓，模擬上覆巖層壓力；