一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法及系统

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发技术领域，尤其是涉及一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法及系统。

背景技术

随着油气资源需求增长，稠油资源也显得非常重要，我国稠油资源丰富、生产潜力大。稠油粘度高、流动性差、降粘等特点对于稠油开采十分重要，添加表面活性剂是稠油降粘的主要方法之一。

稠油降粘的评价方法是，将稠油与降粘剂混合均匀制备成原油乳状液，使用旋转粘度计或流变仪测量乳状液粘度与稠油黏度对比，从而评价稠油降粘效果。这种技术不能够评价多孔介质中稠油降粘效果，因此，也不能够反映多孔介质对稠油降粘效果的影响。

发明内容

本发明的目的在于，需要提供一种利用核磁共振技术对多孔介质中稠油降粘变化效果来进行评价的方案。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法，包括：制备待实验稠油与水的二元体系，并获得所述二元体系的核磁共振特征；制备多种待实验降粘剂；制备实验用多孔介质样品，并形成所述多孔介质样品和所述二元体系的三元体系，获得所述三元体系的核磁共振特征；将所述多种待实验降粘剂分别注入到所述三元体系中，针对每种降粘剂形成相应的四元体系，获得每种四元体系的核磁共振特征；根据所述每种四元体系的核磁共振特征、三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征，分析所述待实验稠油注入不同降粘剂的降粘效果。

优选地，所述核磁共振特征为核磁共振T

优选地，在根据所述每种四元体系的核磁共振特征、三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征，分析所述待实验稠油注入不同降粘剂的降粘效果的步骤中，包括：对于每种降粘剂来说，对比不同元体系的核磁共振特征的驰豫时间，确定注入相应降粘剂后被降粘的稠油；根据每种降粘剂对应的被降粘稠油，结合总油量，对每种降粘剂的降粘性能进行评价。

优选地，根据所述每种四元体系的核磁共振特征和三元体系核磁共振特征，计算每种四元体系核磁共振特征曲线中所出现的延长驰豫时间的曲线部分与所述三元体系核磁共振特征和所述二元体系核磁共振特征所共同围成的第一面积；根据每种降粘剂对应的所述第一面积，结合所述三元体系核磁共振特征中所指示的曲线面积，针对每种降粘剂得到相应的稠油降粘指数。

优选地，选取一定数目的石英砂作为所述多孔介质样品。

优选地，每种待实验降粘剂的配置浓度相同。

优选地，在制备所述二元体系时，包括：将所述待实验稠油与重水按照预设的油水比例配置到旋转容器中，并进行充分搅拌，从而形成所述二元体系。

优选地，所述待实验稠油构造为多种；所述实验用多孔介质样品构造为多种。

另一方面，本发明实施例还提供了一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的系统，所述系统用来实现如上述所述的方法，所述系统包括：核磁共振装置，其用来对待测试体系样品进行核磁共振测试，获得相应样品的核磁共振特征；特征处理装置，其与所述核磁共振装置连接，用来获得由待实验稠油与水制备而成的二元体系的核磁共振特征、获得由多孔介质样品和所述二元体系水制备而成的三元体系的核磁共振特征、以及获得由每种待实验降粘剂分别注入到所述三元体系内而形成的四元体系的核磁共振特征，并根据每种四元体系的核磁共振特征、三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征，分析所述待实验稠油注入不同降粘剂的降粘效果。

优选地，所述核磁共振装置采用CPMG脉冲序列来测试，其中，测试参数包括但不限于：主频为10.11MHz、90度脉冲23us、采样间隔2us、回波个数6144、扫描次数16、等待时间2s和回波时间120us。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法及系统。该方法及系统利用核磁共振在线高温高压装置来分别对包含待实验稠油和水的二元体系、包含待实验稠油、水和多孔介质的三元体系、以及包含待实验稠油、水、多孔介质和多种待实验表面活性剂在内的四元体系开展测试，结合多元体系测试结果，对多孔介质中注入不同降粘剂的降粘效果来进行分析评价。本发明能够提供一种利用核磁共振高温高压在线装置测试来实施的多孔介质中稠油降粘变化的评价方法，可测试分析评价出不同稠油注入不同降粘剂的降粘效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法的步骤图。

图2为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法针对第一种降粘剂不同元体系样品对应的核磁共振特征的示意图。

图3为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法针对第二种降粘剂不同元体系样品对应的核磁共振特征的示意图。

图4为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

随着油气资源需求增长，稠油资源也显得非常重要，我国稠油资源丰富、生产潜力大。稠油粘度高、流动性差、降粘等特点对于稠油开采十分重要，添加表面活性剂是稠油降粘的主要方法之一。

稠油降粘的评价方法是，将稠油与降粘剂混合均匀制备成原油乳状液，使用旋转粘度计或流变仪测量乳状液粘度与稠油黏度对比，从而评价稠油降粘效果。这种技术不能够评价多孔介质中稠油降粘效果，因此，也不能够反映多孔介质对稠油降粘效果的影响。

因此，为了解决上述一个或多个技术问题，本申请实施例提出了一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法及系统。该方法及系统利用核磁共振高温、高压在线驱替装置来测试，获得由实验用多孔介质、待实验稠油、水和待实验表面活性剂所形成的四元体系的核磁共振特征，从而对不同待实验稠油注入不同降粘剂的降粘效果进行综合评价。

图1为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法的步骤图。下面结合图1，对本发明实施例所述的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法(以下简称“降粘评价方法”)进行说明。

如图1所示，步骤S110制备待实验稠油与水的二元体系，并获得当前二元体系的核磁共振特征。

在步骤S110中，在制备二元体系时，将待实验稠油与重水按照预设的油水比例混合，并配置到旋转容器中来进行充分搅拌，从而形成二元体系。具体地，选择实验用的稠油和重水，油水按一定比例进行配置，并放入到旋转容器中充分搅拌，从而形成稳定的油水混合溶液，即由待实验稠油和水形成的二元体系。

而后，在完成二元体系的制备后，再利用核磁共振装置，对当前二元体系开展核磁共振高温高压在线驱替测试，获得相应的二元体系核磁共振特征。其中，本发明实施例所述的核磁共振特征为核磁共振T

在得到二元体系核磁共振特征后，进入到步骤S120中，来制备待实验表面活性剂。

步骤S120制备多种待实验降粘剂。其中，每种降粘剂的制备浓度相同。不同类型的降粘剂具有不同的成分和/或组分。

在完成待实验降粘剂的制备后，进入到步骤S130中。

步骤S130制备实验用多孔介质样品，并形成多孔介质样品和二元体系的三元体系，从而获得当前三元体系的核磁共振特征。

在步骤S130中，首先对当前评价实验所需的多孔介质样品进行制备。在本发明实施例中，可选取一定数目的石英砂作为多孔介质样品。具体地，将步骤S110所形成的油水混合液(二元体系)与作为多孔介质样品的石英砂进行混合，制成由待实验稠油、水和多孔介质样品所形成的三元体系。

而后，将当前制成的三元体系划分为多份样品。具体地，将当前制成的三元体系分别放置到多个样品管中，其中，样品管的数量与当前评价实验所配置的待实验降粘剂的种类数目相一致。

接下来，使用核磁共振装置，对每份三元体系样品分别开展核磁共振高温高压在线驱替测试，从而针对每份三元体系样品获得相应的(三元体系)核磁共振特征。将装有不同三元体系样品的样品管分别装入非金属岩心夹持器中封装，然后，将非金属岩心夹持器放入到核磁共振装置的核磁探头中，从而开展测试。在相同的实验条件下，利用核磁共振装置分别测试每个样品管中三元体系样品的核磁共振特征，从而获得相应的核磁共振T

进一步，在得到三元体系核磁共振特征后，进入到步骤S140中。

步骤S140将多种待实验降粘剂分别注入到三元体系内，针对每种降粘剂形成相应的四元体系，获得每种四元体系的核磁共振特征。在步骤S140中，需要将不同的待实验降粘剂分别注入到不同的三元体系样品内，形成不同的四元体系，再使用核磁共振装置，分别对已注入待实验降粘剂的不同的三元体系样品(不同的四元体系)，逐一开展核磁共振高温高压在线驱替测试，从而针对每份四元体系样品获得相应的四元体系核磁共振特征。

图2为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法针对第一种降粘剂不同元体系样品对应的核磁共振特征的示意图。图3为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法针对第二种降粘剂不同元体系样品对应的核磁共振特征的示意图。具体地，在当前评价实验制备了两种待实验降粘剂时，通过注入泵，注入降粘剂1号到第一份三元体系样品管中，测试由稠油、水、多孔介质和降粘剂1号所形成的四元体系的核磁共振T

在得到每种四元体系的核磁共振特征后，进入到步骤S150中。

步骤S150根据步骤S140获得的每种四元体系的核磁共振特征、三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征，分析待实验稠油注入到不同降粘剂的降粘效果。利用所获取的针对某一种待评价降粘剂的二元、三元、四元体系核磁共振T

具体地，首先，根据每种四元体系的核磁共振特征和三元体系核磁共振特征，计算每种四元体系核磁共振特征曲线中所出现的延长驰豫时间的曲线部分与(该四元体系)对应的三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征所共同围成的第一曲线面积。而后，根据每种降粘剂对应的第一曲面面积，结合三元体系核磁共振特征中所指示的T

图2展示了注入降粘剂1号的多元体系样品的核磁共振T

图3展示了注入降粘剂2号多元体系样品的核磁共振T

进一步，稠油降粘指数计算式利用如下表达式来表示：

降粘部分油的百分比(％)＝降粘部分油的面积/四元体系T

其中，利用降粘部分油的百分比来表征稠油降粘指数；通过计算当前四元体系核磁共振特征曲线中所出现的延长驰豫时间的曲线部分与当前四元体系对应的三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征所共同围成的第一曲线面积，来获得降粘部分油的面积；以及通过计算当前四元体系核磁共振特征曲线与横坐标所围成的第二曲线面积，来获得四元体系T

由此，本发明实施例通过上述步骤S110～步骤S150所述的降粘评价方法，能够测试不同类型的降粘剂对(在当前实验用多孔介质中的)当前待实验稠油的降粘效果。

进一步，本发明实施例也可以将待实验稠油构造为多种，从而不断重复上述步骤S110～步骤S150，便能够分析评价不同稠油在注入不同降粘剂下的降粘效果。实验用不同的稠油是指不同粘度的油。一般各个油田稠油粘度都不相同，在构造多种稠油时，可使用轻质油稀释稠油得到不同粘度的油。

另外，本发明实施例也可以将实验用多孔介质样品构造为多种，从而不断重复上述步骤S110～步骤S150，便能够对处于不同多孔介质环境下的稠油在注入不同降粘剂时的降粘效果来进行分析评价。其中，不同种多孔介质样品可以按照不同的介质类型和/或数目等特征来构造。

示例：

将本发明实施例所述的降粘评价方法应用于河南某油田稠油工区，所涉及的流程如下：

步骤1：选取河南油田稠油，油水按1:1比例进行配置，油水混合液的总体积为40ml。放入到旋转容器中以5000转/min搅拌形成稳定的油水混合液即稠油、水二元体系，取两个样品管分别注入10ml稠油、水混合液，将两个稠油水混合液样品管放入到核磁共振设备探头中进行测试得到核磁共振T

核磁共振设备测试采用CPMG脉冲序列，测试参数：主频10.11MHz、90度脉冲23us、采样间隔2us、回波个数6144、扫描次数16、等待时间2s、回波时间120us。

步骤2：选取两类表面活性剂，即降粘剂1号、降粘剂2号，均按0.5％浓度配置。

步骤3：选取70目石英砂作为多孔介质，将石英砂分别放入两个10ml样品管中与稠油水混合液混合制成稠油、水、多孔介质三元体系。

步骤4：将一个样品管中的稠油、水、多孔介质三元体系装入非金属岩心夹持器中封装，将非金属岩心夹持器放入到核磁设备探头中连接管线，在相同的核磁共振测量参数下测试核磁共振T

步骤5：利用获取的两个样品二元、三元、四元体系核磁共振T

依次类推重复以上步骤可测试分析评价不同稠油注入不同降粘剂的降粘效果。

另一方面，基于上述降粘评价方法，本发明实施例还提供了一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的系统(以下简称“降粘评价系统”)。其中，降粘评价系统用来实现如上述所述的降粘评价方法。

图4为本申请实施例的用于评价多孔介质稠油降粘效果的系统的结构示意图。如图4所示，本发明实施例所述的降粘评价系统，包括：核磁共振装置401和特征处理装置402。

进一步，核磁共振装置401用来对待测试体系样品进行核磁共振测试，获得相应样品的核磁共振特征。特征处理装置402与核磁共振装置连接。特征处理装置402用来获得由待实验稠油与水制备而成的二元体系的核磁共振特征、获得由多孔介质样品和二元体系水制备而成的三元体系的核磁共振特征、以及获得由每种待实验降粘剂分别注入到三元体系内而形成的四元体系的核磁共振特征，而后，根据每种四元体系的核磁共振特征、三元体系核磁共振特征和二元体系核磁共振特征，分析当前待实验稠油在注入不同降粘剂后的降粘效果。

进一步，核磁共振装置401采用CPMG脉冲序列来测试。其中，测试参数包括但不限于：主频为10.11MHz、90度脉冲23us、采样间隔2us、回波个数6144、扫描次数16、等待时间2s和回波时间120us。

本发明公开了一种用于评价多孔介质稠油降粘效果的方法及系统。该方法及系统利用核磁共振在线高温高压装置来分别对包含待实验稠油和水的二元体系、包含待实验稠油、水和多孔介质的三元体系、以及包含待实验稠油、水、多孔介质和多种待实验表面活性剂在内的四元体系开展测试，结合多元体系测试结果，对多孔介质中注入不同降粘剂的降粘效果来进行分析评价。由此，本发明能够提供一种利用核磁共振高温高压在线装置测试来实施的多孔介质中稠油降粘变化的评价方法，可测试分析评价出不同稠油注入不同降粘剂的降粘效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。