3、地层水样品中间容器4连接平板模型的进液口 22，平板模型的出液口 23通过回压控制器13依次连接油气分离器14、气量计15。干气中间容器2的两端有阀门5、8，凝析气样品中间容器3的两端有阀门6、9，地层水样品中间容器4的两端有阀门7、10。
[0031]每个流体物性测试点20有超声波探头组件、电极测量仪以及阀门，每个超声波探头组件有2块进行发射和接收的超声波晶片，每个超声波探头组件上都有气体排出口，该气体排出口通过阀门进行气油比采样检测和超声波气油比检测标定，电极测量仪用于测量每个流体物性测试点处地层电阻变化。
[0032]所述温控系统、压力传感器、超声波探头组件、电极测量仪均与数据采集系统11相连。
[0033]高温高压凝析气藏注干气纵向波及效率的测试方法，过程如下:
(I)加工平板模型
按照上面介绍，加工平板模型16，能承受压力70MPa，温度150 °C，工作面积为800mmX300mmX10mm，材质为高碳钢，内表面作防锈处理、外表面喷漆。包括底板和盖板、密封条、紧固螺栓21、进液口 22、出液口 23。在平板模型的底板和盖板上均安装有用于加热的加热管，通过温控系统19进行探温和控温。预先设定加工好声电测试点阵列(i行Xj列)，在平板模型的盖板上的每个测试点安装好超声波探头组件、阀门系统以及电极测量系统。整个模型通过模型机架17进行支撑固定，通过垂直举升机构18可以对模型进行不同角度的旋转，以达到模拟水平井、斜井、垂直井等不同开采情况的效果。在进液口 22和出液口 23分别安装测压传感器24、25，用以观测控制模型的压力变化。数据采集系统11实现压力数据、温度数据、超声波数据、电阻变化数据的采集。
[0034](2)制作填砂模型
根据实际气藏地层条件，往平板模型里面填充石英砂，颗粒大小根据能实现所需孔隙度、渗透率等物性条件来选择，为了保证成功率，可用短岩心进行填砂实验检验后再进行正式充填，在模型中安装好声电测试点阵列(i行Xj列)，阵列的密度(个数)根据测试要求来定，理论上讲越密则分辩率越高，测试结果越精确，但成本上升更多，实验难度也要提升；然后旋紧紧固螺栓21，密封平板模型16。
[0035](3)配制凝析气和地层水样品
按标准SY/T5543配制凝析气样品，要求在地层温度压力下保证原始闪蒸气油比、露点、定容衰竭凝析油饱和度与该地层凝析气PVT报告相近。同时根据现场提供地层水样离子分析数据配制地层水样品。将配置好的凝析气样品装入中间容器3，地层水样品装入中间容器4，驱替用的干气则装入中间容器2。
[0036](4)对填砂模型进行气藏原始状态恢复
通过加热温控系统19将模型的温度设定到地层温度，调整垂直举升机构18将平板模型垂直放置，关闭模型所有连通闸门，从模型出液口抽空到200Pa后，在设定系统饱和压力Pl (一般高于露压力5MPa以上)计量高压驱替泵I的初始读数，然后打开阀门7、10，从进液口 22将中间容器4的地层水样品注入填砂模型以使模型饱和地层水，完成后逐渐提高系统压力到地层设定压力P1，记录此时的泵读数，于是得到模型中水的饱和量；然后在地层温度下，回压高于露点压力(Pl+5MPa)下，打开阀门6、9，采用从出液口 23注入凝析气样品，进液口 22采出地层水的方式建立原始束缚水饱和度，至此填砂模型便成功恢复到了气藏原始状态。通过电极测量系统测得各测试点电阻率的初始值Rtl (i，j)，通过电阻率测试进行原始含水饱和度反推，并作出含水饱和度等值线图，如果发现饱和度极其不均匀，可采用含电极接口的阵列管线进行驱替调整，对水饱和度过高的点，可将此点管线打开采一部分气，并带些水出来，对过低的点可采用注入一定水的方式来进行调节。
[0037](5)注干气驱替凝析气
通过垂直举升机构18将平板模型16水平放置，打开阀门5、8，从进液口 22注入干气，出液口 23采出凝析气，回压控制器13控制出液口压力，并由油气分离器14进行油气分离，气量计15记录收集气量，模拟I采I注的情况，在不同驱替速度下测试干气沿下边缘驱替在纵向上的超覆现象(由于干气与凝析气的密度差，出现了重力分离作用，使得驱替过程中干气在储层的上部聚集超覆于凝析气形成超覆带的现象)。然后通过超声波探头组件进行气体密度测试，超声波速度在实验前需作标定，首先对地层凝析气和干气样品在地层温度压力下(无多孔介质下)进行超声波速度测量，从而为分辩干气和凝析气边界提供依据。
[0038]平板模型也可以垂直放置，测试纵向大距离扩散；或测试从顶部出液口注干气驱替凝析气提高波及效率的问题，可研宄驱替速度与重力超覆的相关性。
[0039](6)数据处理，计算波及效率
根据测量得到的密度数据拟合得到平板剖面模型的密度等值线图，找到剖面区域干气与凝析气的分界线，于是将剖面区域划分为波及区域及非波及区域，计算出波及区的面积，而整个剖面区域的面积已知，波及效率=波及区域面积/剖面区域面积，代入数据计算即得波及效率。由波及效率便可分析重力超覆现象存在的原因与影响因素，还可对注气驱替效果作出定量的评价。
【主权项】
1.高温高压凝析气藏注干气纵向波及效率测试装置，主要由高压驱替泵(1)、干气中间容器(2)、凝析气样品中间容器(3)、地层水样品中间容器(4)、数据采集系统(11)、高温高压平板模型系统(12)、回压控制器(13)、油气分离器(14)、气量计(15)组成，其特征在于，所述高温高压平板模型系统(12)主要由平板模型(16)、模型机架(17)、垂直举升机构(18)、温控系统(19)、紧固螺栓(21)、流体物性测试点(20)、压力传感器组成，位于模型机架(17)上的平板模型(16)通过垂直举升机构(18)进行纵向或横向调节，平板模型通过温控系统(19)调节温度，通过紧固螺栓(21)进行密封和固定，平板模型的左端有进液口(22)，右端有出液口(23)，进液口、出液口分别连有压力传感器，平板模型内分布不少于40个流体物性测试点(20);高压驱替泵(I)分别通过干气中间容器(2)、凝析气样品中间容器(3 )、地层水样品中间容器(4 )连接平板模型的进液口( 22 )，平板模型的出液口( 23 )通过回压控制器(13)依次连接油气分离器(14)、气量计(15);每个流体物性测试点(20)有超声波探头组件、电极测量仪以及阀门，每个超声波探头组件有2块进行发射和接收的超声波晶片，每个超声波探头组件上都有气体排出口，该气体排出口通过阀门进行气油比采样检测和超声波气油比检测标定，电极测量仪用于测量每个流体物性测试点处地层电阻变化；所述温控系统、压力传感器、超声波探头组件、电极测量仪均与数据采集系统(11)相连。
2.利用权利要求1所述的装置对高温高压凝析气藏注干气纵向波及效率进行测试的方法，依次包括以下步骤: (1)制作填砂模型 根据实际气藏地层条件，往平板模型里面填充石英砂，使其孔隙度、渗透率等物性条件与实际地层条件接近，在模型中分布不少于40个流体物性测试点，旋紧紧固螺栓，密封平板模型； (2)配制凝析气样品和地层水样品 根据地层凝析气PVT报告配制凝析气样品，根据现场提供地层水样分析数据配制地层水样品； (3)对填砂模型进行气藏原始状态恢复 通过温控系统将模型的温度设定到地层温度，通过垂直举升机构将平板模型垂直放置，抽空后从进液口注入地层水样品以饱和填砂模型，完成后逐渐提高系统压力到地层设定压力，然后在地层温度下，回压高于露点压力下从出液口注凝析气样品，从进液口采出地层水的方式建立原始束缚水饱和度，使填砂模型恢复到气藏原始状态； (4)注干气驱替凝析气 通过垂直举升系统将平板模型水平放置，从进液口注入干气，而出液口采出凝析气，模拟I采I注的情况，在不同驱替速度下测试干气沿下边缘驱替和沿纵向的重力超覆现象，通过超声波探头组件进行气体密度测试； (5)数据处理，计算波及效率 根据密度数据拟合得到平板剖面模型的密度等值线图，找到剖面区域干气与凝析气的分界线，将剖面区域划分为波及区域及非波及区域，计算出波及区域的面积，通过下式得到波及效率: 波及效率=波及区域面积/剖面区域面积。
【专利摘要】本发明公开了高温高压凝析气藏注干气纵向波及效率测试装置及方法，该装置主要由高压驱替泵、中间容器、数据采集系统、高温高压平板模型系统、回压控制器、油气分离器、气量计组成，高温高压平板模型系统主要由平板模型、模型机架、垂直举升机构、温控系统、紧固螺栓、流体物性测试点、压力传感器组成。该方法包括：（1）制作填砂模型；（2）配制凝析气样品和地层水样品；（3）对填砂模型进行气藏原始状态恢复；（4）注干气驱替凝析气；（5）数据处理，计算波及效率。本发明原理可靠，操作简便，测量结果直观，为凝析气藏注气开发效果及开发方案的制定提供了指导性意见，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】E21B49-00, E21B43-18
【公开号】CN104563982
【申请号】CN201510007006
【发明人】阳建平, 伍帅, 郭平, 罗玉琼, 陈一键, 汪周华, 杜建芬
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月6日