一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法及系统。所述方法包括：取多个渗透率相同或相近的单层岩心模型M1、M2……Mn，制成相同规格的单层岩心模型；分别测量多个渗透率相同或相近的单层岩心模型M1、M2……Mn的渗透率为K1、K2……Kn，并计算多个单层岩心模型的平均渗透率为K；将多个渗透率相同或相近的单层岩心模型M1、M2……Mn叠加成组合模型，测量组合模型的渗透率为Kt；比较Kt和K，当Kt和K的差值大于设定值时，在组合模型的层与层之间加入渗透材料，以消除裂缝效应。本发明实施例的层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法与系统，既能实现层与层之间的互相窜流，又能消除裂缝效应，解决了难以判断和消除测量组合模型裂缝效应的难题。
【专利说明】一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法及系统【技术领域】
[0001]本发明属于石油开采领域，尤其涉及一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法及系统。
【背景技术】
[0002]水驱砂岩油藏经过多年注水开发，油藏中产生了三大矛盾:层间矛盾、同层内纵向矛盾和平面矛盾。这三大矛盾作用的结果是注水水流只沿大孔道或高渗透层流动，而在水流冲刷不到的区域留有大量的剩余油无法开采，约占地质储量的50%以上。要用有效的方法来解决三大矛盾，就必须了解流体在非均质油藏的运动规律，制定合理的生产措施解决这三大矛盾。
[0003]目前对平面和层间非均质的研究很多，方法已经成熟。关于层内非均质性的研究，由于其复杂性，实验方法上没有突破，所以研究的比较少。目前分为两种方法:用人造岩心压制成一个多层模型，在岩心夹持器中进行驱替实验，以研究层内非均质体系的驱油规律。其缺点是，现有的测量系统具有一个进液口和一个出液口，只能测量注水过程中多层岩心模型整体驱油效率的变化，而无法实现分层计量，不能观察到层间窜流现象。实验前只能测量整个模型的孔隙度、渗透率和含油饱和度，无法测定各个渗透层的孔隙度、渗透率、束缚水饱和度、束缚水状态下的油相渗透率等参数。实验后也无法定量知道每个渗透层的残余油分布。因而无法实现合注分层开采中各油层驱油效率的评价。另一种方法是将单层不同渗透率的模型叠加组合在一起，这种方法克服了上述方法的缺点可以实现层内非均质模型水驱油实验过程中，定量刻画每层岩心含油饱和度动态分布和分层计量及层间相互作用规律。但是这种方法中由于各个单层模型直接叠加在一起，组合模型中层间毛细管失去连续性，会造成一条类似裂缝的效应，增加组合模型的渗流能力，使组合模型渗透率增大。因此如何测定层内非均质模型层间裂缝效应是亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法及系统，以测定层内非均质模型层间裂缝效应。
[0005]为了达到上述目的，本发明实施例提供一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法，包括:取多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn，制成相同规格的单层岩心模型；分别测量所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型M1、M2……Mn的渗透率为KU K2……Kn，并计算所述多个单层岩心模型的平均渗透率为K ;将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn叠加成组合模型，测量所述组合模型的渗透率为Kt ; t匕较Kt和K，当所述Kt和K的差值大于设定值时，在所述组合模型的层与层之间加入渗透材料，以消除裂缝效应。
[0006]进一步地,在一实施例中,所述制成的相同规格的单层岩心模型为长方体岩心，尺寸为(7cm ~9cm) * (4cm ~6cm) * (lcm ~2cm)。[0007]进一步地，在一实施例中，所述分别测量所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn的渗透率为Kl、K2……Kn，包括:将每一单层岩心模型放入多层岩心夹持器，加围压，用空气渗透率仪测量所述每一单层岩心模型的渗透率。
[0008]进一步地，在一实施例中，所述将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、
M2......Mn叠加成组合模型,测量所述组合模型的渗透率为Kt,包括:将所述多个渗透率相
同或相近的单层岩心模型M1、M2……Mn叠加成一个层间相互连通的层内非均质组合模型，放入多层岩心夹持器，加围压，用空气渗透率仪测量所述组合模型的渗透率Kt。
[0009]进一步地，在一实施例中，所述在所述组合模型的层与层之间加入的渗透材料为与所述单层岩心模型规格相同的面巾纸，所述面巾纸厚度为0.05mm-0.15mm。
[0010]为了达到上述目的，本发明实施例还提供一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统，包括:气源，空气渗透率仪、岩心夹持器和围压系统；其中，所述气源与所述空气渗透率仪相连，所述岩心夹持器的上端进口和下端出口分别与所述空气渗透率仪上的上流压力接口和下流压力接口相连；所述围压系统与所述岩心夹持器相连；将待测岩心模型放入所述岩心夹持器中，测量所述待测岩心模型的几何尺寸、所述待测岩心模型的上、下两端的压差以及所述岩心夹持器的下端出口的流量，利用达西定律，计算所述待测岩心模型的渗透率；在检测所述层内非均质模型层间裂缝效应时:取多个渗透率相同或相近的单层岩心
模型Ml、M2......Mn,制成相同规格的单层岩心模型；将每一单层岩心模型放入所述岩心夹
持器中，利用所述空气渗透率仪分别测量所述每一单层岩心模型Ml、M2……Mn的渗透率为KU K2……Kn，并计算所述多个单层岩心模型的平均渗透率为K ;将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn叠加成组合模型，将所述组合模型放入所述岩心夹持器中，利用所述空气渗透率仪测量所述组合模型的渗透率为Kt ;比较Kt和K，当所述Kt和K的差值大于设定值时，在所述组合模`型的层与层之间加入渗透材料，以消除裂缝效应。
[0011]进一步地，在一实施例中，所述制成的相同规格的单层岩心模型为长方体岩心，尺寸为(7cm ~9cm) * (4cm ~6cm) * (lcm ~2cm)。
[0012]进一步地，在一实施例中，所述在所述组合模型的层与层之间加入的渗透材料为与所述单层岩心模型规格相同的面巾纸，所述面巾纸厚度为0.05mm-0.15mm。
[0013]进一步地，在一实施例中，所述空气渗透率仪包括:压差传感器和流量计，分别用于测量所述待测岩心模型的上、下两端的压差以及所述岩心夹持器的下端出口的流量。
[0014]本发明实施例的层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法与系统，通过在层间加入渗透材料，既能实现层与层之间的互相窜流，又能消除裂缝效应，为用组合模型研究层内非均质水驱规律和剩余油分布奠定了基础，解决了难以判断和消除测量组合模型裂缝效应的难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明实施例的一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统的结构示意图；
[0017]图2为本发明实施例的层内非均质模型层间裂缝效应检测方法的方法流程图。【具体实施方式】
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]图1为本发明实施例的一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统的结构示意图。如图所示，本实施例的检测系统包括:气源1，空气渗透率仪2、岩心夹持器3和围压系统4 ;其中，所述气源I与所述空气渗透率仪2相连，所述岩心夹持器3的上端进口和下端出口分别与所述空气渗透率仪2上的上流压力接口和下流压力接口相连；所述围压系统4与所述岩心夹持器3相连；将待测岩心模型放入所述岩心夹持器3中，测量所述待测岩心模型的几何尺寸、所述待测岩心模型的上、下两端的压差以及所述岩心夹持器3的下端出口的流量，利用达西定律，计算所述待测岩心模型的渗透率。
[0020]其中，空气渗透率仪2上包括压差传感器21和流量计22，分别用于测量所述待测岩心模型的上、下两端的压差以及所述岩心夹持器的下端出口的流量。
[0021]图2为利用上述结构的层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统对所述层内非均质模型层间裂缝效应进行检测的方法流程图。如图所示，该方法包括:
[0022]步骤SlOl，取多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2......Mn，制成相同规格
的单层岩心模型。在本实施例 中，渗透率相同或相近是指该些单层岩心模型的最大渗透率与最小渗透率的差距不超过20%。并且，在本实施例中，制成的相同规格的单层岩心模型为长方体岩心，优选的尺寸为(7cm~9cm) * (4cm~6cm) * (lcm~2cm),尺寸确定后，放入烘箱加温105°至恒重量。
[0023]步骤S102，将每一单层岩心模型放入所述岩心夹持器3中，利用所述空气渗透率仪2分别测量所述每一单层岩心模型Ml、M2……Mn的渗透率为K1、K2……Κη，并计算所述多个单层岩心模型的平均渗透率为K。在本步骤中，首先要确定合理有效的围压，保证模型与岩心夹持器3内的胶套之间密封有效，不发生窜流。具体方法是:用与模型相同尺寸的钢制模型(渗透率等于零)放入岩心夹持器3，岩心夹持器3进口接通空气，加围压直至岩心夹持器3的出口端不出气为止，此时的围压就是确定的合理有效的围压。
[0024]步骤S103，将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、Μ2......Mn叠加成组
合模型，将所述组合模型放入所述岩心夹持器3中，利用所述空气渗透率仪2测量所述组合模型的渗透率为Kt。在本实施例中，岩心夹持器3可以通过更换上、下堵头和胶套，能容纳单层长方形模型和叠加在一起的组合模型。该组合模型是一个一个层间相互连通的层内非均质组合模型。并且，利用空气渗透率仪进行岩心模型渗透率的测量已经是本领域的惯用技术手段，故本发明中不再赘述。
[0025]步骤S104，比较Kt和K，当所述Kt和K的差值大于设定值时，在所述组合模型的层与层之间加入渗透材料，以消除裂缝效应。在本实施例中，如果裂缝效应很小或没有，则Kt接近或等于K，如果裂缝效应很大，则Kt远远大于K。[0026]在本实施例中，在所述组合模型的层与层之间加入的渗透材料为与所述单层岩心模型规格相同的面巾纸，所述面巾纸厚度为0.05mm-0.15mm,渗透性比较好。由于面巾纸厚度很薄，因此垂直方向渗透率远高于模型的渗透率，对于层间窜流不会产生实质性影响。在组合模型的层与层之间加入面巾纸后，将其放入岩心夹持器3中，用所述空气渗透率仪2测得组合模型的空气渗透率为Kto，如果裂缝效应消除，则Kto应该接近或等于K，如果裂缝效应没有消除，则Kto还是会远远大于K。
[0027]通过以上的实施例可以看出，通过在层间加入渗透材料，既能实现层与层之间的互相窜流，又能消除裂缝效应。
[0028]不同渗透率的单层岩心模型组合在一起，其裂缝效应会所不同，渗透率大的组合模型的裂缝效应大，渗透率小的组合模型的裂缝效应小。下面的具体实施例选择高、中、低三组组合模型进行裂缝效应的检测，其中的T材料即是指渗透材料，可以为面巾纸，表1为本实施例的层内非均质模型层间裂缝效应检测结果。
[0029]表1
[0030]
【权利要求】
1.一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法，其特征在于，所述层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法包括: 取多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn，制成相同规格的单层岩心模型； 分别测量所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn的渗透率为K1、K2……Kn，并计算所述多个单层岩心模型的平均渗透率为K ； 将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Μ1、Μ2……Mn叠加成组合模型，测量所述组合模型的渗透率为Kt ； 比较Kt和K，当所述Kt和K的差值大于设定值时，在所述组合模型的层与层之间加入渗透材料，以消除裂缝效应。
2.根据权利要求1所述的层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法，其特征在于，所述制成的相同规格的单层岩心模型为长方体岩心，尺寸为(7cm~9cm) *(4cm~6cm)*(1cm ~2cm)。
3.根据权利要求1所述的层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法，其特征在于，所述分别测量所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn的渗透率为K1、K2......Kn，包括: 将每一单层岩心模型放入多层岩心夹持器，加围压，用空气渗透率仪测量所述每一单层岩心模型的渗透率。
4.根据权利要求1所述的层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法，其特征在于，所述将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn叠加成组合模型，测量所述组合模型的渗透率为Kt,包括: 将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型M1、M2……Mn叠加成一个层间相互连通的层内非均质组合模型，放入多层岩心夹持器，加围压，用空气渗透率仪测量所述组合模型的渗透率Kt。
5.根据权利要求1所述的层内非均质模型层间裂缝效应的检测方法，其特征在于，在所述组合模型的层与层之间加入的渗透材料为与所述单层岩心模型规格相同的面巾纸，所述面巾纸厚度为0.0Smm-Q.15mm。
6.一种层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括:气源，空气渗透率仪、岩心夹持器和围压系统；其中， 所述气源与所述空气渗透率仪相连，所述岩心夹持器的上端进口和下端出口分别与所述空气渗透率仪上的上流压力接口和下流压力接口相连；所述围压系统与所述岩心夹持器相连； 将待测岩心模型放入所述岩心夹持器中，测量所述待测岩心模型的几何尺寸、所述待测岩心模型的上、下两端的压差以及所述岩心夹持器的下端出口的流量，利用达西定律，计算所述待测岩心模型的渗透率； 在检测所述层内非均质模型层间裂缝效应时: 取多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn，制成相同规格的单层岩心模型； 将每一单层岩心模型放入所述岩心夹持器中，利用所述空气渗透率仪分别测量所述每一单层岩心模型Ml、M2……Mn的渗透率为K1、K2……Κη，并计算所述多个单层岩心模型的平均渗透率为K ； 将所述多个渗透率相同或相近的单层岩心模型Ml、M2……Mn叠加成组合模型，将所述组合模型放入所述岩心夹持器中，利用所述空气渗透率仪测量所述组合模型的渗透率为Kt ； 比较Kt和K，当所述Kt和K的差值大于设定值时，在所述组合模型的层与层之间加入渗透材料，以消除裂缝效应。
7.根据权利要求6所述的层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统，其特征在于，所述制成的相同规格的单层岩心模型为长方体岩心，尺寸为(7cm~9cm) *(4cm~6cm)*(1cm ~2cm)。
8.根据权利要求6所述的层内非均质模型层间裂缝效应的检测系统，其特征在于，所述在所述组合模型的层与层之间加入的渗透材料为与所述单层岩心模型规格相同的面巾纸，所述面巾纸厚度为0.05mm-0.15mm。
9.根据权利要求6所述的层 内非均质模型层间裂缝效应的检测系统，其特征在于，所述空气渗透率仪包括: 压差传感器和流量计，分别用于测量所述待测岩心模型的上、下两端的压差以及所述岩心夹持器的下端出口的流量。
【文档编号】G01N15/08GK103558358SQ201310397919
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】张祖波, 罗蔓莉, 吕伟峰, 刘庆杰, 陈序, 张官亮, 严守国 申请人:中国石油天然气股份有限公司