一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法与流程

文档序号:13186334阅读:133来源:国知局
技术领域本发明涉及油田注水开发技术领域,尤其涉及一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法。

背景技术:
调剖技术是通过对注入水高渗透条带的封堵,使后续注入水发生绕流,从而提高注水波及体积,达到治理储层层间、层内及平面非均质性,改善注水开发效果的目的。微球类调剖剂粒径范围可调,表观粘度低,易于进入储层深部,通过对油藏孔喉暂堵-突破-再暂堵-再突破的过程,增加大孔喉阻力的同时,注入水进入小孔喉,直接作用于其中的剩余油,实现高效的波及控制,提高注入水利用效率。且该体系耐高温、高盐、不怕剪切,可采用油田回注污水在线注入,地面注入工艺简单,因此在高含水油田提高采收率中具有广阔的应用前景。微球类调剖剂对油藏孔喉暂堵-突破-再暂堵-再突破的调剖机理决定了它的封堵特性与其粒径大小和油藏孔喉尺寸是否匹配有关,只有选择微球的粒径与油藏中孔喉大小相匹配,才能达到良好的调剖效果,但是现有技术中并没有相应的测量方法来测量出微球类调剖剂与油藏孔喉的匹配性,从而急需一种测量微球类调剖剂与油藏孔喉匹配性的方法。

技术实现要素:
本发明提供了一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法,能够准确测量出微球类调剖剂与油藏孔喉匹配性,进而实现高效的波及控制,提高注入水利用效率。本发明实施例提供了一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法,包括:配制一预设质量浓度的微球分散体系;将核孔膜设置在滤膜支撑板上,所述支撑板设置在容器的下部;将配制的所述微球分散体系中取出第一预设体积的所述微球分散体系设置在容器中;控制所述容器中的压力为预设压力,静置0.5~4min,打开设置在所述容器下端的阀门,获取所述微球分散体系每流出第二预设体积的所述微球分散体系的时间参数,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数。可选的,在所述将核孔膜设置在滤膜支撑板上时,所述方法还包括:将所述核孔膜用去离子水润湿。可选的,所述控制所述容器中的压力为预设压力,具体包括:在与所述容器的上端连接的导管的另一端连接氮气瓶;通过控制所述氮气瓶的加压阀门来控制所述容器中的压力为所述预设压力。可选的,所述导管上设置有压力控制器,用于在所述容器中的压力超过所述预设压力时进行减压。可选的,所述导管上设置有压力测量仪,用于实时测量所述导管中的压力。可选的,所述将核孔膜设置在滤膜支撑板上时,所述方法还包括:在所述容器的下方设置有滤膜夹持器,所述滤膜支撑板设置在所述滤膜夹持器中。可选的,所述根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数,具体包括:根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的过滤体积随过滤时间的变化率;根据所述变化率和封堵参数的对应关系,获取所述微球分散体系的封堵参数。可选的,所述加压阀门设置在所述容器和所述氮气瓶之间的导管上。可选的,所述加压阀门设置在所述压力控制器之前。可选的,所述压力控制器设置在所述压力测量仪之前。通过一个实施例或多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:由于本申请实施例中的一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法,将核孔膜设置在滤膜支撑板上,所述支撑板设置在容器的下部,以及从配制一预设质量浓度的微球分散体系中取出第一预设体积的所述微球分散体系设置在容器中;控制所述容器中的压力为预设压力,静置0.5~4min,打开设置在所述容器下端的阀门,获取所述微球分散体系每流出第二预设体积的所述微球分散体系的时间参数,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数,如此,根据所述封堵参数,能够准确的测量出微球类调剖剂与油藏孔喉匹配性,进而实现高效的波及控制,提高注入水利用效率。附图说明图1为本发明实施例中微球与油藏孔喉匹配性的测量装置的结构图;图2为本发明实施例中微球与油藏孔喉匹配性的测量方法的流程图;图3为本发明实施例中滤膜夹持器的结构图;图4为本发明实施例中微米级-微球分散体系通过不同孔径核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;图5为本发明实施例中亚毫米级-聚合物微球分散体系通过不同孔径核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线。附图中有关标记如下:10——加压装置,11——加压阀门,12——压力控制器,13——压力测量仪,20——导管,30——容器,31——顶盖,40——滤膜支撑板,41——核孔膜,42——滤膜夹持器,43——上部件,44——下部件,50——阀门,60——测量仪器。具体实施方式本发明提供了一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法,能够准确测量出微球类调剖剂与油藏孔喉匹配性,进而实现高效的波及控制,提高注入水利用效率。为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。参见图1,本发明实施例提供了一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法,包括:S101、配制一预设质量浓度的微球分散体系;S102、将核孔膜设置在滤膜支撑板上,所述支撑板设置在容器的下部;S103、将配制的所述微球分散体系中取出第一预设体积的所述微球分散体系设置在容器中;S104、控制所述容器中的压力为预设压力,静置0.5~4min,打开设置在所述容器下端的阀门,获取所述微球分散体系每流出第二预设体积的所述微球分散体系的时间参数,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数。其中,在步骤S101中,可以预先配制预设体积、预设质量浓度的微球分散体系,然后配制好的微球分散体系置于具有瓶塞的锥形瓶中,并盖好瓶塞,放入恒温箱中溶胀,待用,其中,所述恒温箱中的温度与需要测量的油藏(目标油藏)的温度相同,以避免因温度不同而导致测量出的数据的准确性降低的问题,另外,也可以将配制好的微球分散体系置于具有瓶塞的其它形状的容器中,例如可以是圆形瓶等,本申请不作具体限制。具体来讲,所述预设体积可以根据实际用量来确定,例如可以为200ml、500ml、1L、2L等,进一步的,所述预设质量浓度可以根据实际情况进行设定,例如可以为0.01kg/m3、0.1kg/m3、0.3kg/m3等。接下来执行步骤S102,在该步骤中,将核孔膜设置在滤膜支撑板上,所述支撑板设置在容器的下部。在具体实施过程中,在所述将核孔膜设置在滤膜支撑板上时,将所述核孔膜用去离子水润湿,在平铺于所述滤膜支撑板上,保持所述核孔膜的表面清洁,并用胶圈压紧防漏。具体来讲,所述核孔膜具体可以是一种孔径分布均匀、微孔形状为圆柱形的微孔滤膜,且所述微球的形态为球形,使得所述核孔膜适合用于评价微球粒径与油藏中孔喉大小的匹配性。具体的,所述将核孔膜设置在滤膜支撑板上时,所述方法还包括:在所述容器的下方设置有滤膜夹持器,所述滤膜支撑板设置在所述滤膜夹持器中,其中,所述滤膜夹持器包括上部件和下部件,所述上部件和所述下部件通过螺旋密封固定,所述滤膜支撑板固定在所述滤膜夹持器中,且所述滤膜支撑板上开设有多个通孔,以使得通过所述核孔膜的所述微球分散体系通过所述多个通孔向下流动。接下来执行步骤S103中,将配制的所述微球分散体系中取出第一预设体积的所述微球分散体系设置在容器中。在具体实施过程中,具体可以在所述配制的所述微球分散体系的温度与所述恒温箱中的温度相同时,取出所述第一预设体积的所述微球分散体系然后转移至所述容器中。具体来讲,所述第一预设体积可以根据实验用的实际需要来设定,例如可以为50ml、30ml、100ml等,当然,所述第一预设体积小于所述容器的容量,所述容器具体可以为圆筒形。接下来执行步骤S104,在该步骤中,控制所述容器中的压力为预设压力,静置0.5~4min,打开设置在所述容器下端的阀门,获取所述微球分散体系每流出第二预设体积的所述微球分散体系的时间参数,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数。在具体实施过程中,所述控制所述容器中的压力为预设压力时,可以通过与所述容器的上端连接的导管的另一端连接氮气瓶,再通过控制所述氮气瓶的加压阀门来控制所述容器中的压力为所述预设压力,其中,所述预设压力为所述目标油藏中的压力,以避免因压力不同而导致测量出的数据的准确性降低的问题。具体来讲,为了精确控制所述导管中的压力为所述预设压力,可以在所述导管上设置有压力控制器,用于在所述容器中的压力超过所述预设压力时进行减压,当然,还可以在所述导管上设置有压力测量仪,用于实时测量所述导管中的压力,从而能够实时监测到所述容器中的压力是否为所述预设压力,以及在所述容器中的压力超过所述预设压力时,通过打开所述压力控制器来进行减压,其中,所述压力控制器具体可以为减压器。具体来讲,在获取所述时间参数之后,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的过滤体积随过滤时间的变化率;根据所述变化率和封堵参数的对应关系,获取所述微球分散体系的封堵参数,其中,所述变化率越快,则表征微球与油藏孔喉匹配性越差,所述变化率越慢,则标识微球与油藏孔喉匹配性越大。例如,可以将30mL微球分散体系倒入所述容器,旋紧所述容器的顶盖,然后通过所述顶盖上通过所述导管连接所述氮气瓶,加压至预设压力例如为0.05MPa,静置1min左右,确定装置无漏气后,打开设置在所述容器下端的阀门,同时用计算器开始计时,每流出2.5mL溶液,记录一次过滤时间,记录25mL滤出液的时间数据,然后以过滤时间为横坐标过滤体积为纵坐标作图,所得出的过滤曲线斜率即过滤体积随过滤时间的变化率Q和其封堵性能成反比。即:Q=dV/dt,公式1其中,V—过滤体积/mL,t—过滤该体积所用时间/min。其中,Q越大,微球分散体系越容易通过所述核孔膜,封堵程度越差,即匹配性越差;相反,Q越小,微球分散体系越不易通过核孔膜,封堵程度越好,即匹配性越好。参见图2和图3,本发明实施例提供了一种用于测量微球与油藏孔喉匹配性的装置,包括加压装置10、导管20、容器30、滤膜支撑板40、阀门50和测量仪器60,加压装置10通过导管20与容器30连接,容器30通过导管20与滤膜支撑板40连接,容器30设置在滤膜支撑板40的上部,在滤膜支撑板40下方的导管20上设置有阀门50,且在滤膜支撑板40下方的导管20下方设置有测量仪器60。其中,加压装置10具体可以为氮气瓶,在加压装置10和容器30之间的导管20上设置有加压阀门11,在开启加压阀门11时,能够使得加压装置10中的气体通过导管20输送到容器30中,进而使得容器30中的压力提高。具体的,在加压装置10和容器30之间的导管20上设置有压力控制器12,用于在容器30中的压力超过所述预设压力时进行减压,当然,还可以在加压装置10和容器30之间的导管20设置有压力测量仪13,用于实时测量导管20中的压力,从而能够实时监测到容器30中的压力是否为所述预设压力,以及在容器30中的压力超过所述预设压力时,通过打开压力控制器12来进行减压,其中,压力控制器12具体可以为减压器,且导管20与容器30上方的顶盖31接通,使得导管20和容器30中的压力相同。其中,加压阀门11设置在容器30和加压装置10之间的导管20上,且加压阀门11设置在压力控制器120之前,以及压力控制器12设置在压力测量仪60之前。具体的,滤膜支撑板40上设置有核孔膜41,且容器30中设置有第一预设体积的所述微球分散体系,然后控制容器30中的压力为预设压力,静置0.5~4min,打开设置在滤膜支撑板40下方的阀门50,获取所述微球分散体系每流出第二预设体积的所述微球分散体系的时间参数,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数,其中,所述变化率越快,则表征微球与油藏孔喉匹配性越差,所述变化率越慢,则表征微球与油藏孔喉匹配度越高。具体的,参见图3,滤滤膜支撑板40具体可以通过滤膜夹持器42固定,滤膜夹持器42包括上部件43和下部件44,上部件43和下部件44通过螺旋密封固定,滤膜支撑板40固定在滤膜夹持器40中,且滤膜支撑板40上开设有多个通孔,以使得通过核孔膜41的所述微球分散体系通过所述多个通孔向下流到导管20中,且在阀门50开启之后,通过核孔膜41的所述微球分散体系会流入测量仪器60中,同时用计算器开始计时,若所述第二预设体积为3ml,则获取每流出3mL溶液时,记录一次过滤时间,记录30mL滤出液的时间数据;再通过公式1获取其封堵参数,根据所述封堵参数,测量出微球与油藏孔喉匹配度越高,其中,测量仪器60具体可以为量筒。具体的,采用核孔膜评价微球与油藏孔喉匹配性的方法考查微米级-聚合物微球(粒径在10μm左右)及亚毫米级-聚合物微球(粒径在20μm左右)与目标油藏孔喉的匹配性。根据铸体薄片分析、压汞实验分析、岩心照片对比,并结合试验井区示踪剂监测结果分析得出目标油藏的层孔隙吼道直径分布范围在1-150μm,平均在10μm左右;目标油藏的温度为55℃。实验1:考查微米级-聚合物微球(粒径10μm左右)与目标油藏孔喉的匹配性。(1)配制质量浓度为50mg/L的微米级-聚合物微球分散体系300mL,置于具有瓶的锥形瓶中,盖好瓶塞,放入55℃恒温箱中,溶胀10天(d)。(2)将滤膜孔径为0.4μm的核孔膜41用去离子水润湿,平铺于滤膜支撑板40上,保持滤膜表面清洁,用胶圈压紧防漏,将滤膜夹持器42旋紧,关闭阀门50;将30mL溶胀后的微米级-聚合物微球分散溶液倒入容器30,旋紧顶盖31;顶盖31通过导管20连接加压装置10,然后加压至预设压力例如为0.05MPa,静置1min左右,确定装置无漏气后,打开阀门50;同时用秒表开始计时,每流出2.5mL溶液,记录一次过滤时间,记录25mL滤出液的时间数据。一组实验结束,更换其他孔径核孔膜进行实验,分别为1.2μm、5.0μm、7.0μm孔径核孔膜,并重复以上实验步骤,记录过滤时间。(3)对所记录的实验数据作图,横坐标为过滤时间,单位min,纵坐标为过滤体积,单位mL,如下图4所示:图4为微米级-微球分散体系通过不同孔径核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;其中,曲线400表示孔径为7.0um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;曲线401表示孔径为0.4um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;曲线402表示孔径为1.2um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;曲线403表示孔径为5.0um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;如此,可以由图4看出,核孔膜孔径在0.4μm-5.0μm时,随核孔膜41的孔径增加,微球通过核孔膜41的过滤体积随过滤时间变化率(以下简称变化率)减小,其对核孔膜41的封堵作用增强。而当微球通过孔径为7.0μm的核孔膜41时,变化率明显变快,其对核孔膜41的封堵作用减弱。即并不是孔径越小或越大,微球对核孔膜41的封堵作用就越强,只有微球的粒径与核孔膜41的孔径大小相匹配时,微球对核孔膜41的封堵作用才最强。从以上分析认为:微米级-聚合物微球与孔径为5μm左右的核孔膜41匹配关系最好,而目标油藏孔喉平均尺寸在10μm左右,因此微米级-聚合物微球与目标油藏孔喉匹配关系差。实验2:考查亚毫米级-聚合物微球(粒径20μm左右)与目标油藏孔喉的匹配性。(1)配制浓度为50mg/L的亚毫米级-聚合物微球分散体系300mL,置于锥形瓶中,盖好瓶塞,放入55℃恒温箱中,溶胀10d。(2)将滤膜孔径为0.4μm核孔膜41用去离子水润湿,平铺于滤膜支撑板40上,保持滤膜表面清洁,用胶圈压紧防漏,将滤膜夹持器42旋紧,关闭阀门50;将30mL溶胀后的亚毫米级-聚合物微球分散溶液倒入容器30,旋紧顶盖31;顶盖31通过导管20连接氮加压装置10,加压至预设压力例如为0.05MPa,静置1min左右,确定无漏气后,打开阀门50;同时用秒表开始计时,每流出2.5mL溶液,记录一次过滤时间,记录25mL滤出液的时间数据。一组实验结束,更换其他孔径核孔膜进行实验,分别为5.0μm、10.0μm孔径核孔膜,重复以上实验步骤,记录过滤时间。(3)对所记录的实验数据作图,横坐标为过滤时间,单位min,纵坐标为过滤体积,单位mL,如图5所示,图5为亚毫米级-聚合物微球分散体系通过不同孔径核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线,其中,曲线500表示孔径为0.4um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;曲线501表示孔径为5.0um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;曲线502表示孔径为10um的核孔膜的过滤体积随过滤时间变化率曲线;如此,可以由图5看出,亚毫米级-聚合物微球通过不同孔径的核孔膜41时,过滤体积随过滤时间变化率(以下简称变化率)存在明显差异。微球通过孔径0.4μm和5.0μm核孔膜41时,其变化率很快,25mL的微球分散体系通过核孔膜41的过滤时间不到5min,未能对核孔膜41中的孔喉起到封堵作用。而当微球通过孔径为10μm的核孔膜41时,其变化率又明显变慢,25mL的微球分散体系通过核孔膜41的过滤时间达到80min,可以对孔径10μm核孔膜41形成有效封堵。分析认为:亚毫米级-聚合物微球与孔径10μm的核孔膜41匹配关系最好,且目标油藏孔喉平均尺寸也在10μm左右,因此亚毫米级-聚合物微球与目标油藏孔喉具有一定的匹配性。通过一个实施例或多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:由于本申请实施例中的一种微球与油藏孔喉匹配性的测量方法,将核孔膜设置在滤膜支撑板上,所述支撑板设置在容器的下部;以及从配制一预设质量浓度的微球分散体系中取出第一预设体积的所述微球分散体系设置在容器中;控制所述容器中的压力为预设压力,静置0.5~4min,打开设置在所述容器下端的阀门,获取所述微球分散体系每流出第二预设体积的所述微球分散体系的时间参数,根据所述时间参数,获取所述微球分散体系的封堵参数,如此,根据所述封堵参数,能够准确的测量出微球类调剖剂与油藏孔喉匹配性,进而实现高效的波及控制,提高注入水利用效率。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将使显而易见的,本文所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制与本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
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