一种双管测试水驱过程扰流影响的实验装置及方法

技术领域

本发明涉及一种双管测试水驱过程扰流影响的实验装置及方法，属于油气田开发技术领域。

背景技术

大量的室内实验以及现场油藏开采结果表明，注水能够补充地层能量，是一种二次提高原油采收率的有效方法。真实的地质储层中，油层或多或少都具有一定的非均质性，不同部位储层物性差异明显。油藏注水开发过程中，水驱前缘通常会沿着高渗透层突进形成明显的舌进现象，层间干扰严重，各层驱油效率差异明显，低渗透层因此残留大量的剩余油。如何控制水向高渗透层的突进是水驱开发过程亟待解决的重要问题之一。

目前针对水驱过程的舌进现象主要采取的解决办法是添加堵水剂，从而达到封堵高渗透层、提高水驱波及范围的效果，然而却忽视了舌进现象是由于储层的非均质性引起的。水在非均质储层的流动往往并不是层流，会形成干扰流动的现象，表现为水沿着高渗透层流动，即使前期进入相对低渗的储层也会逐渐向高渗透通道转移。

对于非均质储层，水驱过程时水的干扰流动是造成水沿着高渗透层突进的重要原因，然而目前，针对水驱过程水的干扰流动对提高原油采收率尚未形成一套行之有效的测试其影响的实验装置及方法。

发明内容

本发明的目的是针对技术背景中所提出的现有测试水驱过程扰流影响的实验装置及方法的不足，提供一种双管测试水驱过程扰流影响的实验装置及方法，以此测试水驱过程扰流对原油提高采收率的影响。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现。

一种双管测试水驱过程扰流影响的实验装置，包括高压驱替泵、地层原油容器、地层水容器、真空泵、扰流驱替单元、非扰流驱替单元、恒温箱，所述的地层原油容器上、下端分别连接有阀门C28和阀门D29，地层水容器上、下端分别连接有阀门A26和阀门B27，阀门B27和阀门D29均与高压驱替泵连接，阀门A26和阀门C28分别连于四通阀的a、b端口，真空泵连于四通阀的d端口，四通阀的c端口与三通阀的g端口相连，三通阀的e、f端口分别连于扰流驱替单元和非扰流驱替单元；

所述扰流驱替单元包括：第一岩心夹持器、第一围压泵、第一回压阀、第一回压泵、第一液体收集器、第一气量计，其特征在于：第一围压泵与第一岩心夹持器相连，第一岩心夹持器与第一回压阀相连，第一回压阀再分别与第一回压泵和第一液体收集器相连，第一液体收集器与第一气量计相连；所述非扰流驱替单元包括：第二岩心夹持器、第二围压泵、第二回压阀、第二回压泵、第二液体收集器、第二气量计，其特征在于：第二围压泵与第二岩心夹持器相连，第二岩心夹持器与第二回压阀相连，第二回压阀再分别与第二回压泵和第二液体收集器相连，第二液体收集器与第二气量计相连。

所述三通阀与第一岩心夹持器之间设有第一入口压力表；所述三通阀与第二岩心夹持器之间设有第二入口压力表。

所述第一岩心夹持器和第一回压阀之间依次设有第一出口压力表和阀门E30；所述第二岩心夹持器和第二回压阀之间依次设有第二出口压力表和阀门F31。

所述地层原油容器、地层水容器、第一岩心夹持器、第二岩心夹持器均设置在恒温箱内。

一种双管测试水驱过程扰流影响的实验方法，包括下述步骤：

步骤一、选取渗透率比值大于10的均质高渗岩心和均质低渗岩心各一块，分别沿轴向中心处切割成均匀的两半，以高渗岩心切割块在上、低渗岩心切割块在下的方式重新组装成具有垂向非均质性的两块岩心，将组装好的两块岩心切割块之间分别放置可渗透的无绒纸巾和不渗透的特氟龙薄片，然后分别装入第一岩心夹持器和第二岩心夹持器中；

步骤二、配置地层水以及地层原油，恒温箱加热至预设温度；

步骤三、将并联的岩样抽真空，并饱和地层水，同时测量孔隙体积，计算孔隙度，计算公式如下：

式中，φ——岩心孔隙度；V

步骤四、在相同的温度和压力条件下，以恒定的速度用地层原油驱替地层水，随着注入压力的升高同时相应提升围压，直至两个岩心夹持器出口端只出油不出水为止，建立初始油、水饱和度；

步骤五、用地层水以恒定的速度同时驱替并联的岩样，直至两个岩心夹持器出口端只出水不出油为止，分别计算驱油效率，计算公式如下：

式中，η——驱油效率；V

所述步骤一中，所用可渗透的无绒纸巾用于建立组装岩心流动通道的连续性，促进交叉流动，所用不渗透的特氟龙薄片用于阻碍油水在组装岩心的纵向渗流。

所述步骤二中，所述地层水的矿化度为岩心样品所处油藏的地层水矿化度，所述地层原油的气油比为岩心样品所处油藏的气油比。

所述步骤三中，对岩样抽真空时，真空度达到133Pa后，再连续抽2～5小时以确保岩样处于真空状态，饱和地层水时往岩样中注满地层水并恒压5MPa持续1-2小时以确保充分饱和，同时相应提升围压。

本发明具有以下优点：

(1)本发明实验装置结构简单，两个并联的驱替单元可独立进行驱替实验，相较于单管驱替装置，本实验装置在实验过程中不需要反复拆装岩心夹持器，大大缩短了实验时间。

(2)本发明通过在渗透率不同的岩心切割块间放置可渗透的无绒纸巾和不渗透的特氟龙薄片来模拟水驱过程是否存在扰流的情形，在相同的驱替条件下对扰流驱替单元以及非扰流驱替单元进行水驱油实验，并分别计算驱油效率，从而测试水驱过程扰流的存在与否对原油提高采收率的影响。

(3)本发明除了沿轴向中心切割岩心开展实验外，还可以沿着径向中心切割岩心，研究在相同的驱替条件下，通过改变沿径向中心切割的岩心切块前后串联位置，测试轴向非均质性对水驱效果影响。

(4)本发明除了开展水驱油实验外还可以进行气驱实验、化学驱实验、CO

有益效果：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种双管测试水驱过程扰流影响的实验装置及方法，所述实验装置包括高压驱替泵、地层原油容器、地层水容器、真空泵、扰流驱替单元、非扰流驱替单元、恒温箱。本发明通过在渗透率不同的岩心切割块间放置可渗透的无绒纸巾和不渗透的特氟龙薄片来模拟水驱过程是否存在扰流的情形，在相同的驱替条件下对扰流驱替单元以及非扰流驱替单元进行水驱油实验，并分别计算驱油效率，从而测试水驱过程扰流的存在与否对原油提高采收率的影响。本发明通过改变岩心切割方位，还可以测试岩心轴向非均质对水驱效果影响，此外除了开展水驱油实验外，还可以进行气驱实验、化学驱实验、CO

附图说明

图1为本发明双管测试水驱过程扰流影响的实验装置的结构示意图。

图中，1-高压驱替泵，2-地层原油容器，3-地层水容器，4-真空泵，5-扰流驱替单元，6-非扰流驱替单元，7-恒温箱，8-第一岩心夹持器，9-第二岩心夹持器，10-第一围压泵，11-第二围压泵，12-第一回压阀，13-第二回压阀，14-第一液体收集器，15-第二液体收集器，16-第一气量计，17-第二气量计，18-第一回压泵，19-第二回压泵，20-第一入口压力表，21-第二入口压力表，22-第一出口压力表，23-第二出口压力表，24-四通阀，25-三通阀，26-阀门A，27-阀门B、28-阀门C、29-阀门D、30-阀门E、31-阀门F，32-可渗透的无绒纸巾，33-不渗透的特氟龙薄片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种双管测试水驱过程扰流影响的实验装置，包括高压驱替泵1、地层原油容器2、地层水容器3、真空泵4、扰流驱替单元5、非扰流驱替单元6、恒温箱7，所述的地层原油容器2上、下端分别连接有阀门C28和阀门D29，地层水容器3上、下端分别连接有阀门A26和阀门B27，阀门B27和阀门D29均与高压驱替泵1连接，阀门A26和阀门C28分别连于四通阀24的a、b端口，真空泵4连于四通阀24的d端口，四通阀24的c端口与三通阀25的g端口相连，三通阀25的e、f端口分别连于扰流驱替单元5和非扰流驱替单元6；

所述扰流驱替单元5包括：第一岩心夹持器8、第一围压泵10、第一回压阀12、第一回压泵18、第一液体收集器14、第一气量计16，第一围压泵10与第一岩心夹持器8相连，第一岩心夹持器8与第一回压阀12相连，第一回压阀12再分别与第一回压泵18和第一液体收集器14相连，第一液体收集器14与第一气量计16相连；所述非扰流驱替单元6包括：第二岩心夹持器9、第二围压泵11、第二回压阀13、第二回压泵19、第二液体收集器15、第二气量计17，第二围压泵11与第二岩心夹持器9相连，第二岩心夹持器9与第二回压阀13相连，第二回压阀13再分别与第二回压泵19和第二液体收集器15相连，第二液体收集器15与第二气量计17相连。

所述三通阀25与第一岩心夹持器8之间设有第一入口压力表20；所述三通阀25与第二岩心夹持器9之间设有第二入口压力表21。

所述第一岩心夹持器8和第一回压阀12之间依次设有第一出口压力表22和阀门E30；所述第二岩心夹持器9和第二回压阀13之间依次设有第二出口压力表23和阀门F31。

所述地层原油容器2、地层水容器3、第一岩心夹持器8、第二岩心夹持器9均设置在恒温箱7内。

一种双管测试水驱过程扰流影响的实验方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、选取渗透率比值大于10的均质高渗岩心和均质低渗岩心各一块，测量岩心直径r和岩心高度h，计算岩心总体积V

步骤二、配置地层水以及地层原油，恒温箱7加热至预设温度，所述地层水的矿化度为岩心样品所处油藏的地层水矿化度，所述地层原油的气油比为岩心样品所处油藏的气油比；

步骤三、连接四通阀24的d、c端口，连接三通阀25的g、e、f端口，关闭阀门E30、阀门F31，将并联的岩样抽真空；然后连接四通阀24的a、c端口，连接三通阀25的g、e、f端口，打开阀门A26、阀门B27、阀门E30、阀门F31，并饱和地层水，通过测量地层水注入量来确定孔隙体积V

式中，φ——岩心孔隙度；V

步骤四、连接四通阀24的b、c端口，连接三通阀25的g、e、f端口，打开阀门C28、阀门D29、阀门E30、阀门F31，在相同的温度和压力条件下，以恒定的速度用地层原油驱替地层水，随着注入压力的升高同时相应提升围压，直至两个岩心夹持器出口端只出油不出水为止，建立初始油、水饱和度，岩心初始含油量V

步骤五、连接四通阀24的a、c端口，连接三通阀25的g、e、f端口，打开阀门A26、阀门B27、阀门E30、阀门F31，用地层水以恒定的速度同时驱替并联的岩样，直至两个岩心夹持器出口端只出水不出油为止，分别测量出口端油相体积得到采出油量V

式中，η——驱油效率；V

步骤一中，所用可渗透的无绒纸巾用于建立组装岩心流动通道的连续性，促进交叉流动，所用不渗透的特氟龙薄片用于阻碍油水在组装岩心的纵向渗流。

步骤二中，所述地层水的矿化度为岩心样品所处油藏的地层水矿化度，所述地层原油的气油比为岩心样品所处油藏的气油比。

步骤三中，对岩样抽真空时，真空度达到133Pa后，再连续抽2～5小时以确保岩样处于真空状态，饱和地层水时往岩样中注满地层水并恒压5MPa持续1-2小时以确保充分饱和，同时相应提升围压。

以上所述，仅用以说明本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。