模拟潜山裂缝热液充填的实验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及裂缝充填的模拟实验，特别是涉及一种模拟碳酸盐岩潜山裂缝被热液 充填的实验方法。
【背景技术】
[0002] 随着石油勘探技术的发展，勘探领域不断扩大，碳酸盐岩潜山型油藏已经成为我 国重要的油气藏类型。目前发现的潜山多经历了多期构造运动，形成多组系裂缝储集空间， 又经历了方解石、硬石膏等差异性的化学充填作用，形成了非均质性非常强烈的裂缝体系。 明确裂缝的充填机制和充填规律，指出充填率较低的、具有储集性能的裂缝或称为有效裂 缝的分布特点，可为裂缝型潜山储层地质建模提供依据，也可以为这类油藏的开发提供有 效建议。所以，明确裂缝充填机制和充填规律成为裂缝型潜山油藏研究的关键技术。
[0003] 而当前潜山裂缝充填的研究中仍存在以下问题：1.裂缝的充填机制不清楚，尤其 是不同环境下裂缝的充填程度不明确。例如对岩性、裂缝属性、地层温度、地层压力和地层 水流速等因素如何影响裂缝充填尚不明确；2.针对潜山裂缝充填的模拟实验尚未完全展 开，目前缺少系统的模拟实验对其机理进行深入研究。为此我们发明了一种新的模拟潜山 裂缝热液充填的实验方法，解决了以上技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种潜山裂缝热液充填的模拟实验方法，明确岩性、裂缝属 性、地层温度、地层压力和地层水流速等因素对裂缝充填的影响，明确裂缝热液充填的机理 和规律。
[0005] 本发明的目的可通过如下技术措施来实现：模拟潜山裂缝热液充填的实验方法， 该模拟潜山裂缝热液充填的实验方法包括：步骤1，进行实验材料准备，选择典型潜山裂缝 型油藏的岩心做充填标本，并准备旋转搅拌高压釜作为实验设备；步骤2,采用旋转搅拌高 压釜进行高温高压下裂缝热液充填模拟；以及步骤3,在模拟实验结束后，称量得到样品实 验前后质量变化差值以及变化率，通过多组对比分析，总结潜山裂缝热液充填规律。
[0006] 本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0007] 在步骤1中，选择的旋转搅拌高压釜能够承受的最大压力达30MPa，最高温 度450°C，内部空间大于8升，旋转搅拌高压釜配有控制高压釜的控制器，加热最大功率 2500W，可控温精度5°C，搅拌转速可调0~1000转/分。
[0008] 在步骤1中，裂缝充填时的高温高压通过旋转搅拌高压釜来达到，地层水的流速 通过调整旋转搅拌高压釜内搅拌棒的转速来实现。
[0009] 在步骤1中，选择的典型潜山裂缝型油藏的发育裂缝的岩性为奥陶系灰岩、泥灰 岩、白云质灰岩、灰质白云岩、泥质白云岩、白云岩、石膏质白云岩这七种，将7种不同岩性 的样品敲碎、磨制成形状、大小近似的小块；裂缝的属性分为张性裂缝和剪性裂缝，其中张 性缝的裂缝面较为粗糙，而剪性缝的裂缝面较为平整，因此每种岩性的样品包括表面粗糙 和光滑两类，分别代表张性裂缝和剪性裂缝；对样品进行超声抽提，去除样品表面的杂质； 抽提好的样品晾干后，用分析天平进行准确称量；每个样品贴上标签，包括样品编号、岩性 描述、质量，并照相保存。
[0010] 在步骤1中，根据地层的实际情况通过配置的过饱和碳酸钙溶液或过饱和硫酸钙 溶液来模拟地层流体。
[0011] 在步骤1中，确定反应溶液分别是1L过饱和碳酸钙溶液或过饱和硫酸钙，过饱 和碳酸钙溶液的溶质成分为 5molNaHC03、2. 5molCaCl2、0. 2molKCl、Na2S04、MgS04、Na2C0 3 各 0. lmol，设计实验温度从300°C分别下降至50°C、70°C、90°C、120°C、170°C五个温度点，压 力从8MPa下降至0· IMPa，转速从30r/min下降至Or/min。
[0012] 在步骤2中，在旋转搅拌高压釜内将样品放进配制好的过饱和碳酸钙溶液或过饱 和硫酸钙溶液的热液中，经过一小时稳定之后，降低旋转搅拌高压釜内热液的温度和压力， 模拟地下热液上升过程中温度、压力下降方解石这些物质在裂缝中的沉淀情况，当温度降 低到50°C时，打开旋转搅拌高压釜，取出样品。
[0013] 在步骤2中，按照编号将样品依次装入旋转搅拌高压釜内，样品裂缝粗糙或平整 的一面朝上，然后加入1000ml过饱和碳酸钙溶液，旋转搅拌高压釜内开始加热，当实验温 度达到300°C时，停止加热，搅拌转速调为30r/min、15r/min或Or/min，直至降到50°C、 70°C、90°C、120°C或170°C，实验结束，打开旋转搅拌高压釜，取出样品，整个实验过程中，记 录时间、温度、转速、压力变化情况。
[0014] 在步骤3中，待实验后的样品晾干进行称量，并与实验前的称重对比，计算质量变 化差值以及变化率，最后贴上标签并照相保存，通过多组对比分析，明确岩性、裂缝属性、地 层温度、地层压力和地层水流速这些因素对裂缝充填的影响，总结潜山裂缝热液充填规律。
[0015] 本发明中的模拟潜山裂缝热液充填的实验方法，提出了实验材料准备、高温高压 下裂缝热液充填模拟和模拟结果分析这几个步骤。该方法可以明确岩性、裂缝属性、地层温 度、地层压力和地层水流速等因素对裂缝充填的影响，明确裂缝热液充填的机理和规律。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明提出的一种模拟潜山裂缝热液充填的实验的方法流程图；
[0017] 图2是转速15r · min 1时不同温度下六种岩性张裂缝方解石增重率曲线；
[0018] 图3是不同转速张性裂缝中方解石增重率曲线；
[0019] 图4是不同转速剪性裂缝中方解石增重率曲线。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施 例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0021] 如图1所示，图1为本发明的模拟潜山裂缝热液充填的实验方法的流程图。
[0022] 步骤101 :实验材料准备。准备高温高压釜1个（型号为FYXD2永磁旋转搅拌高压 釜）。该高压釜由加热炉、反应装置、搅拌和传动系统以及安全阀装置组成，釜体与法兰螺纹 配合，釜盖为整体式，两者用8个周向均匀分布的柱螺旋装配而成。高压釜的密封，采用无 垫片的圆弧与圆锥面、弧面与平面等线接触密封形式。依靠接触面的高精度和高光洁度，以 达到良好的密封效果，能够承受的最大压力高达30MPa，最高温度450°C。高压釜盖上配有 压力表、热电偶、气相阀、液相阀，便于随时掌握釜内反应情况和调节釜内物质的成分比例， 保证高压釜的安全运行。
[0023] 高压釜配有控制高压釜的控制器。控制器面板上，装有数字温度显示调节仪、加热 电压表和搅拌转速表、电源指示灯。三个扭子开关分别控制电源、加热调压和搅拌。工作电 源接交流220V，频率50HZ的电源，加热最大功率2500W，可控温精度5°C，搅拌转速可调0~ 1000转/分。裂缝充填时的高温高压可以通过高压釜来达到。地层水的流速可以通过调整 高压藎内搅拌棒的转速来实现。
[0024] 选择发育裂缝的岩性为奥陶系灰岩、泥灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、泥质白云 岩、白云岩、石膏质白云岩等七种。将7种不同岩性的样品敲碎、磨制成形状、大小近似的小 块。裂缝的属性可分为张性裂缝和剪性裂缝，其中张性缝的裂缝面较为粗糙，而剪性缝的裂 缝面较为平整。因此每种岩性的样品包括表面粗糙和光滑两类，分别代表张性裂缝和剪性 裂缝。对样品进行超声抽提，目的是去除样品表面的杂质。抽提好的样品晾干后，用分析天 平进行准确称量。每个样品贴上标签，包括样品编号、岩性描述、质量等，并照相保存。
[0025] 地层流体可以根据地层的实际情况，通过配置的过饱和碳酸钙溶液和过饱和硫酸 钙溶液来模拟。配置方解石沉淀实验相应的过饱和溶液。确定反应溶液分别是1L过饱 和碳酸钙溶液（溶质成分为 5molNaHC03、2. 5molCaCl2、0· 2molKCl、Na2S04、MgS04、Na2C0 3 各 0. lmo 1)。设计实验温度从300°C分别下降至50°C、70°C、90°C、120°C、170°C五个温度点，压 力从8MPa下降至0· IMPa，转速从30r/min下降至Or/min。
[0026] 步骤102 :高温高压下裂缝热液充填模拟。用天平对碳酸盐岩样品进行称重，然后 放进配制好的热液中，经过一小时稳定之后，降低高压釜内热液的温度和压力，模拟地下热 液上升过程中温度、压力下降方解