一种人造填砂模型管填充方法与流程

本发明涉及油田开发物理模拟实验技术领域，尤其涉及一种人造填砂模型管填充方法。

背景技术：

物理模拟实验技术是油田开发过程中科学研究的关键技术之一，是深入揭示油气二次运移和聚集机理的一种极其重要的手段和方法，在三次采油研究过程中，大量的驱油机理、配方及注入方式优化、驱油剂性能评价和驱油效果验证均需要利用物理模拟实验来完成。室内物理模拟实验根据需要，一般选择天然岩心和人造岩心，但天然岩心长度较短且资源不足，严重制约了驱替实验的开展。人造岩心使用环氧树脂作为胶结剂，耐高温高压性能较差，而且环氧树脂在稀释和固化过程中常用的胺类固化剂、苯类稀释剂毒性较大，危害人体健康。选用简单实用的人造填砂模型管岩心代替天然岩心和传统人造岩心，是开展各种驱替实验的较好选择。传统人工敲击法未能解决好影响填砂模型管渗透率的三个因素，包括石英砂目数配比比例、填充次数、敲击次数，因此制作模型时随意性大、成功率较低等缺点，无法满足驱替实验的需要，严重制约了化学驱室内驱替实验研究工作的开展。

技术实现要素：

本发明在于克服背景技术中存在的传统人工敲击法未能解决好影响填砂模型管渗透率的三个因素致使制作模型时随意性大、成功率较低无法满足驱替实验需要的问题，而提供一种人造填砂模型管填充方法。该人造填砂模型管填充方法能够实现人造填砂模型管岩心渗透率大小可控、渗透率平行性好、驱油实验重复性好的特点。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种人造填砂模型管填充方法，包括以下步骤：

(1)确定目标渗透率砂型配比方案：

依据油田储层物性参数统计数据和粒度分布测试结果，确定选用石英砂分4个等级，分别为40-80目、80-100目、100-150目、200-300目；首先确定不同目数的石英砂后，调整其在模型中所占比例，研究砂型配比对填砂管模型渗透率的影响，最终确定了气测渗透率分别为300md、500md、800md、1600md的填砂管模型的砂型配比方案；

(2)确定模型管填充及敲击方案：

步骤(1)确定不同气测渗透率对应的填砂管模型的砂型配比方案后，确定制作一支填砂模型管所需的填充次数及每次填充后敲击次数，来考察填充次数及敲击次数对填砂模型管渗透率的影响；

所述步骤(1)300md渗透率砂型配比为40-80目6.22％、80-100目62.24％、100-150目24.90％、200-300目6.64％；500md渗透率砂型配比为40-80目19.75％、80-100目67.90％、100-150目9.38％、200-300目2.96％；800md渗透率砂型配比为40-80目25.34％、80-100目66.18％、100-150目6.57％、200-300目1.91％；1600md渗透率砂型配比为40-80目30.77％、80-100目65.93％、100-150目2.64％、200-300目0.66％。

所述步骤(2)一支填砂模型管需要分5次填充完成；每次填充后敲击次数为500次。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：采用本发明人造填砂模型管填充方法，通过确定不同目数石英砂的混合比例、装填次数及合理的敲击次数，实现了人造填砂管模型渗透率大小可控、岩心渗透率平行性好、物理模拟驱油实验重复性好，完全能够满足了油田驱油体系室内评价研究需要。可广泛应用于驱油机理、配方及注入方式优化、驱油剂性能评价和驱油效果验证。

附图说明

附图1是本发明填砂模型管装置结构示意图；

附图2是填充次数对填砂模型管气测渗透率影响的关系曲线；

附图3是敲击次数对填砂模型管气测渗透率影响的关系曲线。

具体实施方式：

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例：

一种人造填砂模型管填充方法，采用的步骤为：

1、确定砂型配比方案

依据大庆油田储层物性参数统计数据和粒度分布测试结果(见表1)，确定本发明所选用石英砂分4个等级，分别为40-80目、80-100目、100-150目、200-300目。我们首先确定不同目数的石英砂后，调整其在模型中所占比例，研究砂型配比对填砂管模型渗透率的影响，最终确定了气测渗透率分别为300md、500md、800md、1600md的填砂管模型的砂型配比方案(见表2)。

表1天然岩心粒度分布测试数据表

表2人造填砂模型管不同渗透率砂型的目数及所占比例

2、模型管填充及敲击方案的确定

为控制填砂管模型渗透率，使其重复性好，必须固定填充方案，包括制作一支填砂模型管所需的填充次数及每次填充后敲击次数。本发明选用渗透率为300md和1600md两种砂型，来考察填充次数及敲击次数对填砂模型管渗透率的影响。固定敲击次数为400次，分别按照填充1次～8次，可以发现填充次数从5次开始气测渗透率基本无变化，因此确定填充次数为5次(如图2所示)；固定填充次数为5次，考察敲击次数对气测渗透率的影响，可以发现从敲击次数500次开始，气测渗透率变化很小，因此确定敲击次数为500次(如图3所示)。

如图1所示，本发明人造填砂模型管装置，采用100cm人造填砂模型管1、支架2、底座、压实杆3、固定栓4；所述底座上部连接支架2，支架2内通过固定栓4固定连接填砂模型管1，所述人造填砂模型管1内置有压实杆3。

模型具体填充方案分为以下几个步骤：

(1)根据实验需要，选择相对应的渗透率砂型配比方案；

(2)根据砂型配比方案，用天平称取石英砂质量；

(3)将不同目数石英砂充分混合均匀；

(4)将填砂模型管1固定在支架2上，用固定栓4固定好；

(5)按照填充方案，向填砂模型管1中加入如表2所示比例混合后的石英砂；

(6)将压实杆3放入填砂模型管1中；

(7)人工敲击500次；

(8)将压实杆3取出；

(9)重复(5)—(8)过程，直到完成填砂管模型制作。

按照本发明人造填砂模型管填充方法，对按照模型填充方案完成后的填砂模型管进行了驱替实验，每个渗透率方案进行3次实验，四种渗透率砂型方案共12次实验，填砂管模型气测渗透率测量及水驱采收率结果见表3：

表3

从表3可以看出，通过本发明方法制作的填砂管模型气测渗透率范围在(298-307)md、(496-509)md、(796-806)md、(1601-1614)md，与目标气测渗透率300md、500md、800md、1600md基本接近，相对误差较小。另外，从水驱采收率实验结果看，300md水驱采收率平均为53.24％、500md水驱采收率平均为54.93％、800md水驱采收率平均为55.31％、1600md水驱采收率平均为60.64％，每种渗透率砂型的3支实验水驱采收率均相近，水驱结果平行性好，说明通过本发明方法制作的填砂管模型内部砂型结构稳定，实验重复性好，完全能够满足油田室内物理模拟评价实验的需要。