[發明專利]一種頁巖油藏基質裂縫系統高溫高壓多測點吞吐物理模擬裝置

有效

• 申請號: 202110124913.4
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112901129B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 姚傳進;趙嘉;劉雅倩;劉栢碩;李蕾;張凱;王喆;葛嬌;胡峻瑋
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/267;E21B47/00;E21B47/06;E21B49/00;G06F30/20
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 沙莎

本發明涉及一種頁巖油藏基質裂縫系統高溫高壓多測點吞吐物理模擬裝置，包括注射泵、恒壓泵、氣體瓶、真空泵、閥門、第一中間容器、第二中間容器、恒溫箱、注氣吞吐模型、油氣收集器、計算機和壓力傳感器。本發明可實現與地下溫壓條件相同的高溫高壓注氣吞吐模擬；其次，通過對該裝置多測點壓力的實時監控和數據分析系統，可實現模擬儲層的壓力場分布；通過油氣收集器對實驗采出流體進行收集和計量，可實現對吞吐過程中含水率、采收率的實時測量，模擬軟件進行綜合反演分析，可從本質上認識頁巖油藏注氣吞吐提高采收率的影響因素及作用機理，從而為頁巖油藏注氣吞吐技術的大規模現場應用提供理論指導。

技術領域

本發明屬于頁巖油藏注氣吞吐開采技術領域，具體涉及一種頁巖油藏基質裂縫系統高溫高壓多測點吞吐物理模擬裝置。

背景技術

頁巖油作為一種重要的非常規油氣資源，其儲量約占全世界可采原油儲量的10％，開采潛力巨大。目前，頁巖油藏的開發技術主要是水平井多段體積壓裂技術，但壓裂后存在初始產量高后續遞減快、采收率低等問題。室內實驗和現場試驗表明，注氣吞吐能夠有效改善頁巖油藏壓裂后的開發效果。注入氣體主要是通過實現多元混相來弱化界面張力，致使原油粘度下降，促使地層流體形成單相流動以增產。此外，注氣吞吐開采也具有明顯的經濟效益，一部分注入的氣體會與油、水一起產出，在利用工藝進行分離后，可將氣體回注到地層進行再利用。但是，目前在體積壓裂后注氣的高效動用方式、提高頁巖油采收率影響因素等方面仍需要開展大量的工作。

為了全面揭示頁巖油藏注氣吞吐提高采收率的影響因素及作用機理，就需要建立物理模型進行試驗。目前，常用的物理模型有單個巖心的圓柱模型和平行排布的壓裂裂縫模型。單個巖心的圓柱模型將巖心視為基質，巖心與巖心夾持器之間的空隙視為裂縫來實現模擬，模型簡單易操作，但該模型局限性太大，所模擬的裂縫情況與真實的頁巖儲層相差甚遠，并且測點壓力測量方面通過人工操作，實驗效率較低。平行排布的壓裂裂縫模型是在水平井的基礎上根據相似原理進行平行裂縫切割并選用石英砂進行填充來模擬，相對單個巖心模型來說有所改進，但實際壓裂時往往形成的是人工壓裂裂縫與天然裂縫交織而成的裂縫縫網，平行排布的裂縫較為單一，仍不能較好地模擬儲層的復雜裂縫情況，并且在改變不同裂縫密度、實現頁巖儲層縱向非均質性方面也局限性；其次，該模型更適用于水平井的井網形式，而現場實際應用中采用的吞吐井網及多種井網形式無法在該模型上模擬。

因此，要全面地揭示頁巖油藏注氣吞吐提高采收率的影響因素及作用機理，就需要從頁巖油藏的特殊儲層性質出發，盡可能模擬其壓裂后的基質-裂縫體系，構建新的用于頁巖油藏注氣吞吐的模型及模擬系統。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的上述缺點，提供一種頁巖油藏基質裂縫系統高溫高壓多測點吞吐物理模擬裝置。根據頁巖儲層的特征及壓裂后形成的復雜縫網設計一種適用于頁巖油藏注氣吞吐模擬的三維物理實驗裝置，該裝置可實現與地下溫壓條件相同的高溫高壓模擬，構建正交排布的基質-裂縫體系可實現頁巖基質儲層縱向非均質性的特點，可改變裂縫大小和裂縫密度來模擬復雜的裂縫情況，其次，該裝置設有多測點壓力實時監控和數據分析系統，通過實驗測量和模擬軟件綜合反演分析相結合的方法，從本質上認識頁巖油藏注氣吞吐提高采收率的影響因素及作用機理，從而為頁巖油藏注氣吞吐技術的大規模現場應用提供理論指導。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。

一種頁巖油藏基質裂縫系統高溫高壓多測點吞吐物理模擬裝置，包括注射泵、恒壓泵、氣體瓶、真空泵、閥門、第一中間容器、第二中間容器、恒溫箱、注氣吞吐模型、油氣收集器、計算機和壓力傳感器，所述注射泵通過管線依次與第一中間容器、第二中間容器和注氣吞吐模型相連；所述真空泵通過管線與注氣吞吐模型相連；所述恒壓泵通過管線與氣體瓶、注氣吞吐模型連接；所述注氣吞吐模型放置在恒溫箱中；所述注氣吞吐模型頂部分布有多個測壓點，每一個測壓點處未實驗時都用封堵螺絲進行封堵，在進行實驗時連接至壓力傳感器或油氣收集器；油氣收集器配套有專用軟件，通過管線與計算機連接；壓力傳感器另一端與計算機相連；注氣吞吐模型下部設有安裝支架。