[發(fā)明專利]一種非均質三維物理模型的制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011191965.5
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN114486408A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 李正華;戚志林;瞿雪姣;李繼強;王軍;趙真;嚴文德;黃小亮
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司中原油田分公司勘探開發(fā)研究院;重慶科技學院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發(fā)明屬于石油、天然氣等礦產資源開采技術領域，具體涉及一種非均質三維物理模型的制作方法。所述制作方法包括以下步驟：(1)根據氣田產層特征及滲流特征確定所述非均質三維物理模型的分層數、分區(qū)數，以及各分區(qū)的滲透率；(2)根據巖心滲透率實驗測定滲透率，建立某一粒度下巖碎屑顆粒的巖心滲透率與膠結劑含量、壓制壓力的定量關系；(3)在同一分層內預設壓制壓力，根據滲透率確定巖碎屑顆粒粒度和膠結劑含量，分區(qū)填充并壓制；(4)按照步驟(3)依次完成各分層的制作。本發(fā)明的非均質三維物理模型能夠實現對氣藏不同層段、不同區(qū)域滲透率的大尺度模擬，從而更加精確地模擬非均質氣藏的滲流特征。

技術領域

本發(fā)明屬于石油、天然氣等礦產資源開采技術領域，具體涉及一種非均質三維物理模型的制作方法。

背景技術

目前開發(fā)的大多數氣藏都屬于不同程度的水驅氣藏，其中邊、底水活躍的氣藏占40-50％。氣藏在開發(fā)過程中都面臨著邊水/底水水侵的風險，一旦發(fā)生水侵，氣藏的采氣速度和單井產量將迅速降低，部分氣井甚至會因為水淹而停產，從而大大增加開發(fā)難度。

關于氣藏的水侵機理、動態(tài)與規(guī)律及影響一直是天然氣開發(fā)領域研究的熱點和難點。一方面，部分學者建立了理想的均值氣藏水侵模型，進而研究水侵規(guī)律，給出了基于物質平衡方程計算水侵量的方法；另一方面，部分學者通過全直徑巖心模擬了邊水/底水氣藏的衰竭開發(fā)，進而描述水侵規(guī)律，或者通過微觀玻璃蝕刻模型或鑄體薄片水驅氣實驗，研究了氣藏中氣、水在介質中的流動和分布規(guī)律。

目前理論計算和實驗模擬多是針對均質的平板模型和柱塞模型進行流場模擬和研究。然而，實際上氣藏往往都存在層間和層內非均質性，應用均質模型分析預測邊水氣藏水侵動態(tài)和規(guī)律存在較大的局限性。天然取心一般都是少量巖心，相對于整個儲層來講，其基本上可以認為是均質的，因此需要利用人造巖心模擬已知物性參數的原位地層來替代天然巖心進行油氣等礦藏資源水侵規(guī)律的室內研究。

現有的人造巖心通常有3種，石英填砂管、石英砂磷酸鋁膠結巖心，其中石英砂環(huán)氧樹脂膠結巖心的應用最為廣泛。一般來說，石英砂環(huán)氧樹脂膠結巖心的制備過程如下：(1)按照天然巖心粒度組成稱取石英砂顆粒并混合均勻；(2)稱取環(huán)氧樹脂膠結劑；(3)將膠結劑和石英砂混合均勻；(4)將膠結劑和石英砂的混合物裝入巖心模具，壓制一定時間；(5)將壓制后的巖心模具烘烤、冷卻后，取出巖心。

申請公布號為CN109989741A的中國發(fā)明專利申請公開一種非均質油藏開發(fā)物理模型。該模型包括模型本體和包覆在模型本體表面的密封層，模型本體包括底水區(qū)以及設置在底水區(qū)上的滲透區(qū)和水平管，滲透區(qū)包括沿模型長度方向依次設置的高滲區(qū)、中滲區(qū)和低滲區(qū)，滲透去由石英砂和環(huán)氧樹脂制成，水平管設置在滲透區(qū)中間。該模型雖然能夠用于模擬底水驅動油藏水平井開發(fā)過程和評價堵水措施效果，但是，該專利申請中沒有給出如何將實際儲層的物性與模型中石英砂和環(huán)氧樹脂的用量、壓制壓力等制作參數聯系起來，面對一個具體待研究的儲層，研究者仍不知道該如何進行模型的制作。另外，該模型雖然能夠模擬儲層橫向的非均質性，但是無法模擬儲層縱向上的非均質性。

因此，必須根據氣田主要產層特征及滲流特征，分別針對不同的產層、不同的區(qū)域建立與其滲透率相匹配的非均質三維物理模型，通過物理模擬實驗，開展長時間的測試和觀察，才能真實反映非均質氣藏的水侵機理、動態(tài)與規(guī)律，同時大型三維物理模型在模擬的真實性上較小型模型更具優(yōu)勢。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種非均質三維物理模型的制作方法，以解決現有模型不能分產層、分區(qū)域模擬水侵的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明的非均質三維物理模型的制作方法的具體技術方案為：