一种模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验装置和方法

本发明涉及油田开发领域，通过优化实验设计方案以及实验装置达到模拟低渗致密油藏压裂后水油动态渗吸置换的实验结果。

背景技术：

1、在低渗致密油藏的开发过程中，通常由于其孔喉，细小渗流阻力大导致常规的开采方式效果较差。在油田现场开发过程中，大部分油田往往使用注水压裂开采。所谓的注水压裂开采则是基于低渗致密油藏油水置换效果差，通过注水压裂让其在流通性差的低渗致密油藏中进行“憋压”，当憋压到一定程度时，形成裂缝通道。让后充分发挥裂缝系统作为供水和油流通道的有利因素，利用注水压差，岩石压缩性和流体弹性膨胀、毛细管渗吸作用，促使原油从基质流向裂缝系统，然后进行裂缝系统的水驱油过程，这样在一定程度上消除了因连续注水产生的裂缝水窜和基质水封问题，扩大了基质系统的波及体积，从而提高驱油效率。

2、但是低渗致密油藏在水力压裂完成后，压裂液在低渗致密油藏的多尺度孔缝空间分布具有时间效应。压裂完之后首先分布在井周压裂缝网，此时的井周压裂大于地层压力；随着压裂液与储层接触时间增加，压裂液在地层中渗吸进入到微米微裂缝和纳米级孔隙中，地层能量增加，裂缝中的孔隙压力和基质中孔隙压力相等。在实际排采过程中，井周压力小于地层孔隙压力。这三种情况下的油水渗吸置换情况是较为模糊的，通常的实验方法以及实验装置是无法直观观察到渗吸后的油水分布情况，以及这三种阶段的油水渗吸置换的能力与效果。因此压裂液在低渗致密油藏多尺度孔缝中的时间-空间分布特征是亟需研究的问题。

3、例如中国专利cn201621190529公开了一种模拟裂缝性特低渗油藏动态渗吸的实验装置以研究水驱周期、水驱速度与裂缝参数等因素来对裂缝性特低渗透油藏水驱开发过程中动态渗吸的影响规律进行深度分析，但由于当时设备以及对实验结果的要求缺乏，在核磁成像这一方面没有考虑进去，因此其在动态接收观察渗吸置换中油水分布情况有待完善。

4、因此有必要设计一种新型的低渗致密油藏渗吸采油装置来模拟“压裂到焖井到排水到采油”这一整个渗吸采油的动态过程，能够得到渗吸过程中油水渗吸置换的分布状况，且通过改善实验方案设计，得到在不同条件下的，油水的渗吸置换效果。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有的模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验装置中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验装置。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验装置，其实验装置设备包括：围压系统、核磁共振系统、核磁岩心夹持器、柱塞泵、压力传感器、循环泵、微小容器、压裂液储存器；

5、所述实验装置设备连接方式是以水平形式柱塞泵与压裂液储存器、压力传感器1、微小容器1、压力传感器2、核磁共振系统、微小容器2、压力传感器3相连，其中阀门1设置在压力传感器1与微小容器1之间，阀门2设置在压力传感器2与核磁共振系统之间，阀门3设置在压力传感器3之后，围压系统并联在核磁共振系统与压力传感器3的线路之上，循环泵与核磁共振系统的竖直上下两端连接，压力传感器1、压力传感器2与压力传感器3传感数据进入数据连接系统。

6、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验装置的一种优选方案，其中：所述围压系统包括围压泵；

7、所述核磁共振系统包含核磁共振线圈、核磁共振仪专用夹持器、核磁共振数据接收系统。

8、鉴于上述和/或现有的模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法中存在的问题，提出了本发明。

9、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法，其特征在于包括：

10、将岩心抽真空加压饱和柴油，放入核磁共振仪专用夹持器中；

11、关闭阀门2、3，打开阀门1，用柱塞泵对压裂液储存器进行恒流驱液，观察压力传感器1的读数，即微小容器内憋压的数值；

12、当憋压过程完成后，关闭阀门1，用围压系统将围压调至10mpa同时打开阀门2，此时让微小容器内的压裂液自发的向岩心夹持器中流动，观察压力传感器1的读数变化，同时用核磁数据系统观察岩心中原油的分布状况；

13、当压力传感器1读数不再变化时，此时微小容器内压力与岩心所受的置换压力相同，用核磁共振系统观察岩心内原油分布情况，并观察t2谱，当核磁成像以及t2谱不再变化时，此时水压等于地层压力的情况模拟结束，记录下数据；

14、岩心内原油t2谱完成后，观察压力传感器3与压力传感器2的数值，若此时存在压力传感器2小于压力传感器3读数时，核磁共振仪每隔1h扫描岩心并进行成像，得到岩心中柴油的t2图谱和孔隙中的油水分布图。

15、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述柱塞泵对压裂液储存器进行恒流驱液是通过关闭压裂液储存器的输出渠道，营造阶段性的密闭空间，形成憋压环境，并通过压力传感器获取此时的憋压数值。

16、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述围压系统调到10mpa是根据多个实验数据对比后选择的，

17、当围压系统不进行调压情况下，憋压状态下压裂液流动速度过快，使得渗析幅度过大，原油t2图谱变化过快不易记录，柴油t2图谱变化过小不具有实验效果；

18、当围压系统选择5mpa压强进行调压时，憋压状态下压裂液流动速度相对较快，使得渗析幅度较大，原油t2图谱变化较快不易记录，柴油t2图谱变化较小，原油t2图谱与柴油t2图谱之间存在重叠较多，不具有显著实验效果；

19、当围压系统选择10mpa压强进行调压时，憋压状态下压裂液流动速度相对平缓，使得渗析幅度明显，原油t2图谱清晰易记录，柴油t2图谱变化清晰易记录，原油t2图谱与柴油t2图谱之间不存在重叠现象，具有显著实验效果；

20、当围压系统选择15mpa压强进行调压时，憋压状态下压裂液流动速度较慢，使得渗透情况幅度较小，原油t2图谱变化幅度较小，柴油t2图谱变化较大，原油t2与柴油t2图谱之间峰值与波动曲线差距过大，不具有显著实验效果；

21、当围压系统选择20mpa压强进行调压时，憋压状态下压裂液流动速度过慢，使得渗透过少，不具有实验的前提基础；

22、所述围压系统调到10mpa是综合多个实验数据结果展示对比后，进行择优选择。

23、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述当压力传感器1读数不再变化时，说明压力传感器1的压力读取数据固定，用核磁共振系统观察岩心内原油分布情况，并观察t2谱，当核磁成像以及t2谱不再变化时，此时水压等于地层压力的情况模拟结束，记录下数据。

24、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述当压力传感器1读数不再变化时，说明压力传感器1的压力读取数据固定，用核磁共振系统观察岩心内原油分布情况，并观察t2谱，当核磁成像以及t2谱不再变化时，此时水压等于地层压力的情况模拟结束，记录下数据。

25、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述原油t2谱不再变化后，若此时存在压力传感器2读数小于压力传感器3读数，说明核磁共振系统在进行排压处理，是在模拟井周压力小于地层压力状态，所以需要在岩心下游端压力衰减过程中，核磁共振仪每隔1h扫描岩心并进行成像，得到岩心中柴油的t2图谱和孔隙中的油水分布图。

26、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述将岩心抽真空加压饱和柴油，在进行实验前，需要围压加载至40mpa原地有效应力，温度设置为40℃，并在此压力下老化1h进行实验前准备工作；

27、所述实验前准备工作是为了更好的模拟低渗致密油藏油田开发流程。

28、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述微小容器是一个能够容纳3ml液体的容器，且能够承受40mpa的压力，其作用是作为中间缓存容器。

29、作为本发明所述模拟低渗致密油藏“压-焖-排-采”的实验方法的一种优选方案，其中：所述压力传感器的作用是检测压力变化值，在这里主要用来观察渗吸置换过程中井周压力>地层孔隙压力、井周压力＝地层孔隙压力以及井周压力<地层孔隙压力三个阶段；

30、当阀门1打开后，压力传感器1从初始数值开始感受压力到当压力传感数值不再变化这一阶段，井周压力>地层孔隙压力；

31、当压力传感器1数值不再变化且压力传感器2数值大于压力传感器3时，井周压力＝地层孔隙压力；

32、当压力传感器1数值不再变化且压力传感器2数值小于压力传感器3数值时，井周压力<地层孔隙压力。

33、本发明有益效果为：

34、(1)解决了压裂液在低渗致密油藏多尺度孔缝中的时间-空间分布特征这一问题；

35、(2)将置换渗吸装置与核磁共振系统结合，能够直观动态的体现置换渗吸过程中原油的分布以及置换渗吸效率；

36、(3)此装置能够完整的体现油田现场开发过程中各个阶段的置换渗吸效果；

37、(4)通过改善实验装置设计，达到了一个实验装置可以模拟不同条件下油水渗吸置换的效果；

38、(5)通过核磁共振手段对各个阶段的油水两相分布进行表征，进而对储层渗吸压裂液的增能效率和置换效果进行评价与分析，从而对现场的焖井和排采制度提供理论依据。