[發明專利]利用縫間驅替協同悶井提高致密儲層動用程度的模擬裝置和方法

在審

• 申請號: 202111632513.0
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114137186A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張衍君;張洋;范鑫;接葉楠;候剛;劉順;周德勝
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01D21/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了利用縫間驅替協同悶井提高致密儲層動用程度的模擬裝置和方法。實驗裝置包括：溫壓加載模塊、第一巖心監測模塊、自動控制模塊、第二巖心監測模塊、注液模塊、縫間驅替模擬模塊。實驗方法包括：實驗前準備步驟、數據測量步驟、自動控制模塊實時調控步驟，其中數據測量步驟又包括儲層環境模擬步驟、注液步驟、悶井與驅替步驟、數據收集步驟。本發明的實驗裝置及方法考慮了儲層溫壓環境、壓裂液流速、悶井時間等實際因素，能夠實現對驅油量監測、壓裂液波及程度半定量表征，從而為油田壓裂施工設計提供一定依據。

技術領域

本發明涉及石油工程領域，具體來說是利用縫間驅替協同悶井提高致密儲層動用程度的模擬裝置和方法，尤其涉及一種考慮儲層溫度圍壓環境、壓裂液流速、悶井時間等實際因素，能夠實現對驅油量監測、壓裂液波及程度半定量表征的實驗裝置與方法流程。

背景技術

水平井與地層接觸面積大、穿透油藏長，具有單井控制儲量大、采油速度高等優勢，在各類油氣藏應用廣泛。當水平井經壓裂技術改造后，在地層中會形成一定的人工裂縫，裂縫中的流體會在壓差的作用下進入周圍的巖石中，從而驅替出巖石中的原油。有關學者表明隨著人工裂縫密度的不斷增加，現場開采工藝逐步升級，將井間驅替問題轉化為同井縫間驅替問題已成為主流，縫間驅替協同悶井提高致密儲層的動用程度成為一種開采油氣的有效手段。

然而，現有資料對水平井縫間驅替的研究較少，縫間驅替提高儲層動用程度的規律尚不清楚。通過對現有技術進行調研，發現驅替裝置有常規夾持器驅替實驗裝置、微波加熱驅替實驗裝置、氣水交替驅替實驗裝置等，這些裝置都能在一定的條件下監測到壓裂液在巖心中的驅油量，但無法開展縫間驅替提高致密儲層動用程度的模擬，目前，還沒有涉及到本發明的縫間驅替協同悶井提高致密儲層動用程度的模擬裝置和方法。

發明內容

本發明的目的在于提供利用縫間驅替協同悶井提高致密儲層動用程度的模擬裝置和方法，能夠考慮儲層溫度圍壓環境、壓裂液流速、悶井時間等實際因素，實現了對驅油量的監測、壓裂液波及程度的半定量表征，從而為油田壓裂施工設計提供最佳悶井時間，為水平井同井段間—縫間注采技術的現場應用提供了理論指導和技術支撐。

本發明采用的技術方案如下：

利用縫間驅替協同悶井提高致密儲層動用程度的模擬裝置，包括縫間驅替模擬模塊、溫壓加載模塊、第一巖心監測模塊、第二巖心監測模塊和注液模塊；

縫間驅替模擬模塊包括外殼，外殼的內腔固定設有緊鄰設置的第一巖心和第二巖心，第一巖心和第二巖心之間留有縫隙；第一巖心和第二巖心整個體的外圍包覆有防砂網，防砂網與外殼內表面之間填充有制熱循環層，外殼上設有第一巖心出液口和第二巖心出液口；

溫壓加載模塊與縫間驅替模擬模塊連接，用于為縫間驅替模擬模塊提供預設的溫度和壓力，模擬儲層的高溫高壓環境；

第一巖心監測模塊與第一巖心出液口連接，用于控制第一巖心驅油量的排出，并監測計量第一巖心出口端流體流量和壓力；

第二巖心監測模塊與第二巖心出液口連接，用于控制第二巖心驅油量的排出，并監測計量第二巖心出口端流體流量和壓力；

注液模塊與縫間驅替模擬模塊連接，用于為縫間縫間驅替模擬模塊提供注入壓裂液，并監測入口端流體流量和壓力。

優選的，所述溫壓加載模塊包括螺桿泵、壓力傳感器、制熱循環系統、溫度傳感器；

螺桿泵通過管道與縫間驅替模擬模塊外殼的內腔連通；壓力傳感器和溫度傳感器與縫間驅替模擬模塊連接，分別用于測量縫間驅替模擬模塊外殼內腔的壓力和溫度；制熱循環系統通過管道與制熱循環層連接。

優選的，所述第一巖心監測模塊包括第一巖心出液閥門、第一巖心壓力表、第一巖心流量計和第一巖心計量裝置；