一种化学剂调堵疏性能评价实验装置及实验方法与流程

本发明涉及一种化学剂调堵疏性能评价实验装置及实验方法。

背景技术：

油田经过长期注水开发，综合含水高，非均质程度强，水驱效果逐年变差，储层非均质造成的不均衡驱替是制约水驱油藏进一步提高采收率的主要因素。水平井的高含水治理需求迫切，难度更大，前期的堵水方法以笼统注入为主、堵剂油水同堵，很容易造成堵后液量低、有效期短、增油降水效果差等问题。

水平井“调”、“堵”、“疏”一体化堵水的综合治理技术是专门针对影响水平井开发的原因和目前堵水效果差的难题开展的研究，但是现有技术中的水平井“调”、“堵”、“疏”一体化堵水的综合治理技术无法直观的评价化学药剂的调控能力、封堵性能及解堵性能，也无法模拟不同渗透率及不同渗透率级差的水平井，注入不同类型化学剂后的调堵疏效果；同时，现有治理技术能够取得较好的控水效果，但增油效果不理想，往往会出现“堵水不增油的”技术问题，从而导致驱油效率低下。因此，提供一种化学剂调堵疏性能评价实验装置及实验方法，为水平井的调堵疏工艺选择适用的化学药剂和提高驱油效率的工艺提供依据。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种化学剂调堵疏性能评价实验装置，该装置能够为水平井的调堵疏工艺选择适用的化学药剂，并且提高驱油效率。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种化学剂调堵疏性能评价实验装置，包括平流泵、中间容器、三维模拟装置、摄像头和数据采集系统，所述平流泵、中间容器和三维模拟装置依次连通，所述摄像头和数据采集系统分别与所述三维模拟装置连接；所述三维模拟装置包括上端盖、模拟地下层腔体、模拟水平井和模拟注水井，所述上端盖覆盖在模拟地下层腔体上方，所述模拟水平井水平横穿过模拟地下层腔体，所述模拟水平井为具有空腔的管状结构，所述空腔下部侧壁上分布有若干个与所述模拟地下层腔体相通供水、油通过的通孔，所述通孔内固定安装模拟射孔套管，所述模拟注水井开设在所述模拟地下层腔体的底端。

其中，所述的模拟射孔套管，是模拟真实水平井的射孔套管；所述模拟水平井的外壁上安装筛网，外裹筛网能够解决砂堵问题。

所述模拟注水井的个数没有具体的限制，优选地，模拟注水井的个数可以为数个，所述注水井可作为底水，亦可作为采出端。

作为优选，所述上端盖覆盖与所述模拟地下层腔体之间采用螺栓固定连接；所述模拟水平井为不锈钢管材质；上端盖和模拟地下层腔体为亚克力材质，上端盖和腔体用亚克力热加工而成，具有较好的透明性和化学稳定性，选用硅胶垫密封和螺栓固定的方式，保证装置的密闭和承压。

作为优选，所述摄像头的个数为两个，分别设置在所述三维模拟装置的正面和侧面；采用双摄像头，和数据采集系统，使采集的数据更完整。

所述模拟地下层腔体内填装有玻璃砂，可根据实际需要选择不同目数的玻璃砂，可以模拟不同渗透率及不同渗透率级差的水平井，注入不同类型化学剂后的调堵疏效果。

所述实验装置还包括设置在所述平流泵和中间容器之间的六通阀，所述六通阀上连接有压力表，以监控注入过程中的压力变化。

本发明还提供了一种化学剂调堵疏性能评价实验方法，具体包括以下步骤：

(9.1)在所述中间容器中加入带颜色实验用水测试密封性，然后启动所述平流泵，从所述模拟水平井注水到所述模拟地下层腔体内，直至饱和，从所述注水井收集采出液；

(9.2)从所述模拟水平井注带颜色模拟油到所述模拟地下层腔体内，直至饱和，从所述注水井收集采出液；

(9.3)从所述注水井注水，从所述模拟水平井井口收集采出液，直至所述模拟地下层腔体内的含水量达到90％，注入过程中监测压力变化，通过所述摄像头和数据采集系统观测注入水流向；

(9.4)从所述模拟水平井开始注水，从所述注水井收集采出液，直至所述模拟地下层腔体内的含水量达到95％，注入过程中监测压力变化，通过可视化系统观测注入水流向；

(9.5)从所述模拟水平井分别分段塞注入三种不同颜色的微观油水调控体系、堵剂和解堵剂，注入过程中监测压力变化，通过所述摄像头和数据采集系统观测化学剂流向，静待；

(9.6)从所述注水井开始注入实验用水，注入过程中监测压力变化，通过所述摄像头和数据采集系统观测注入水流向，从所述模拟水平井井口收集采出液，测量采出的油水体积，计算调堵疏后的含水率，对比调堵疏效果。

其中，所述步骤(9.1)和(9.2)是为了使三维模拟装置内部仿真地下油层环境；(9.3)和(9.4)是为了找出出水量多的地层区域；(9.5)是水平井“调”、“堵”、“疏”一体化堵水，其中“调”是笼统注入微观油水调控体系，达到减小后续堵剂注入阻力和后续水绕流洗油的目的；“堵”是在“调”的基础上注入高强度堵剂，实现对出水层段的有效封堵；“疏”是以解堵剂为射流动力液，通过高压射流打碎、溶蚀井筒及筛管—井壁环空内的残留堵剂，保证堵后的产液量；是以驱替为主，并且可以直观观测、定量评价化学药剂的调控能力、封堵性能及解堵性能，从而水平井的调堵疏工艺选择适用的化学药剂和工艺提供依据，以提高驱油效率从而提高油品的采收率；(9.6)是为了检测注入不同类型化学剂后的调堵疏效果，通过监控化学剂的流向、注入压力，测量采出的油、水体积，从而模拟水平井调堵疏的效果。

为解决现有技术的水平井控水“堵水不增油”问题，本发明提供了一种评价化学药剂调堵疏性能的实验装置及方法，与现有技术相比，本发明提供的实验装置和方法是以驱替为主，并且可以直观观测、定量评价化学药剂的调控能力、封堵性能及解堵性能，从而水平井的调堵疏工艺选择适用的化学药剂和工艺提供依据，以提高驱油效率从而提高油品的采收率；该装置和方法可以模拟不同渗透率及不同渗透率级差的水平井，注入不同类型化学剂后的调堵疏效果，监控化学剂的流向、注入压力，测量采出的油、水体积，可以模拟水平井调堵疏的效果；本发明提供的装置结果简单，拆装方便，可重复利用。

附图说明

图1为本发明所提供的化学剂调堵疏性能评价实验装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的三维模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种化学剂调堵疏性能评价实验装置和实验方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

实施例1

一种化学剂调堵疏性能评价实验装置，包括平流泵1、中间容器5、三维模拟装置4、摄像头6和数据采集系统7，所述平流泵1、中间容器5和三维模拟装置4依次连通，所述摄像头6和数据采集系统7分别与所述三维模拟装置4连接；所述三维模拟装置4包括上端盖401、模拟地下层腔体403、模拟水平井402和模拟注水井404，所述上端盖401覆盖在模拟地下层腔体403上方，两者均用亚克力热加工而成并通过螺栓固定连接，所述模拟地下层腔体403内填装有玻璃砂，所述模拟水平井402水平横穿过模拟地下层腔体，所述模拟水平井为不锈钢材质的具有空腔的管状结构，所述空腔下部侧壁上分布有若干个与所述模拟地下层腔体相通供水、油通过的通孔405，所述通孔内固定安装模拟射孔套管，所述模拟水平井402的外壁上裹装筛网，三个模拟注水井404均距开设在所述模拟地下层腔体403的底端；其中，所述实验装置还包括设置在所述平流泵1和中间容器5之间的六通阀3，所述六通阀3上连接有压力表2，以监控注入过程中的压力变化。

实施例2

(9.1)在所述中间容器中加入带颜色实验用水测试密封性，然后启动所述平流泵，从所述模拟水平井注水到所述模拟地下层腔体内，直至饱和，从所述注水井收集采出液；

(9.2)从所述模拟水平井注带颜色模拟油到所述模拟地下层腔体内，直至饱和，从所述注水井收集采出液；

(9.3)从所述注水井注水，从所述模拟水平井井口收集采出液，直至所述模拟地下层腔体内的含水量达到90％，注入过程中监测压力变化，通过所述摄像头和数据采集系统观测注入水流向；

(9.4)从所述模拟水平井开始注水，从所述注水井收集采出液，直至所述模拟地下层腔体内的含水量达到95％，注入过程中监测压力变化，通过可视化系统观测注入水流向；

(9.5)从所述模拟水平井分别分段塞注入三种不同颜色的微观油水调控体系、堵剂和解堵剂，注入过程中监测压力变化，通过所述摄像头和数据采集系统观测化学剂流向，静待；(9.6)从所述注水井开始注入实验用水，注入过程中监测压力变化，通过所述摄像头和数据采集系统观测注入水流向，从所述模拟水平井井口收集采出液，测量采出的油水体积，计算调堵疏后的含水率，对比调堵疏效果；该实施例采用实施例1的设备，进行了化学剂调堵疏性能评价实验，跟没有经过“调”、“堵”、“疏”的评价实验相比，从驱油效果上看，注入调驱剂-堵剂-解堵剂后，后续水驱含水下降45.4％，采收率提高14.9％，其采收率比注入相同体积堵剂的堵水措施的采收率提高5.1％；从液量上看，实施调堵后产出液量下降至3.8ml，解堵后产液量上升至7.2ml，流量增加1.89倍，说明疏通了井筒及近井地层，有效恢复了产液能力，本发明提供的实验方法为开发出合适工业生产的采油工艺提供基础。

对比例1

对照实验1：按照实施例2的实验方法相同，区别在于(9.5)步骤中仅从所述模拟水平井塞注入堵剂；从驱油效果看，仅注入堵剂的实验工艺，其后续水驱时含水下降29.4％，采收率提高9.8％。

对照实验2：按照实施例2的实验方法相同，区别在于(9.5)步骤中仅从所述模拟水平井分别分段塞注入三种不同颜色的微观油水调控体系和堵剂；从驱油效果看，注入调驱剂-堵剂后，后续水驱含水下降44.7％，采收率提高14.1％，其采收率比注入相同体积堵剂的堵水措施的采收率提高4.3％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。