模拟非均质油藏驱油调驱实验系统

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体地涉及一种模拟非均质油藏驱油调驱实验系统。

背景技术

物理模拟驱油实验是评价各种开发技术的有效手段之一，在油田开发方案制定、后期调整、新技术试验等方面不可或缺。通常的物理模拟驱油实验采用均质岩心，无论是天然的、人造的还是露头的，都是均质的，不能很好地模拟油藏的真实情况。目前国内外针对非均质油藏的模拟做了大量工作，取得了很多认识和效果。比较简单的层间非均质的研究方法简单，多采用多个并联岩心、夹持器进行，但不能得到在岩心中的流体交换过程。层内非均质性的模拟主要是将人造岩心压制成一个多层模型用环氧树脂胶结作为模拟层内非均质体系。

现有技术中的模拟实验系统，大多在结构上进行了改进，无法适用多个单一模块组合的情况，缺少了单一模块之间的液流交换信息。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种模拟非均质油藏驱油调驱实验系统，本发明通过在组成模型的一维岩心夹持器或填砂管间设置双向流量计，实时记录非均质模型间的液流交换，从而为驱油实验、调驱实验中波及规律、流场变化提供实时数据。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种模拟非均质油藏驱油调驱实验系统，所述系统包括：注入模块、模型模块、采出模块、辅助模块和数据采集模块；所述注入模块和采出模块均与所述模型模块相连，所述数据采集模块用于测定所述注入模块、模型模块、采出模块的参数，所述辅助模块在正式驱替之前与模型模块连接并测定所述模型模块的参数；所述模型模块包括至少两个并联的一维模型，所述一维模型之间通过若干双向流量计相连通。

优选的，所述一维模型包括一维填砂管或一维岩心夹持器。

优选的，所述一维模型上均设置有若干个测压点，所述测压点上设置有压力传感计。

优选的，所述测压点和或所述双向流量计的数量根据所述一维模型的长度进行确定。

优选的，至少两个并联的一维模型中的两两之间通过至少一个双向流量计相连通。

优选的，所述双向流量计为多量程流量计，和或所述压力传感计为多量程压力计。

优选的，所述注入模块包括一个或多个注入泵，以及一个或多个注入承载流体的容器；多个注入承载流体的容器采用并联设置。

优选的，所述采出模块包括油气水分离分离单元和计量单元；在所述采出模块涉及到气体时，所述采出模块还包括回压阀。

优选的，所述数据采集模块用于采集实验过程中的注入模块的采集注入流量、采集注入压力，模型模块的测压点压力、双向流量计的实时数据，采出模块的产出液量、含水率、采收率。

优选的，所述实验过程包括：合注分采，水驱至综合含水95％，注入0.1PV调驱剂并注水将调驱剂送至模型模块的中部侯凝；继续水驱至综合含水98％，记录窜流数据、压力数据、分采数据。

上述技术方案至少具有以下有益效果：

通过在组成模型的一维岩心夹持器或一维填砂管间设置双向流量计，从而实现实时记录非均质模型间的流体交换，可以对驱替液的波及规律进行分析，实现对调驱过程中流体在各渗透层位的液流转向，从而为驱油实验、调驱实验中波及规律、流场变化提供实时数据。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施方式的模拟非均质油藏驱油调驱实验系统的结构示意图；

图2示意性示出了根据本发明实施方式的两个一维填砂管并联模型的结构示意图；

图3示意性示出了根据本发明实施方式的三个一维填砂管并联模型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1示意性示出了根据本发明实施方式的模拟非均质油藏驱油调驱实验系统的结构示意图。如图1所示，本实施方式提供的一种模拟非均质油藏驱油调驱实验系统，所述系统包括注入模块、模型模块、采出模块、辅助模块和数据采集模块；所述注入模块和采出模块均与所述模型模块相连，所述数据采集模块用于测定所述注入模块、模型模块、采出模块的参数，所述辅助模块在正式驱替之前与模型模块连接并测定所述模型模块的参数；所述模型模块包括至少两个并联的一维模型，所述一维模型之间通过若干双向流量计相连通。

本实施方式首先提供了一种系统结构，该系统结构可用于水驱、化学驱、气驱、蒸汽驱等各种驱替方式，可满足稀油、稠油、模拟油等各种油藏类型的驱替条件，根据所选模型的不同可用于裂缝性油藏、低渗油藏、中高深油藏等各类油藏。该系统结构中的模型模块包括至少两个并联的一维模型，即根据实验需求构建组合模型，通过一维模型之间的组合以实现实验需求，该方式使模型模块具有更好的适配性。但是在一维模型组合的之间的液流交换不再可能，对应的液流交换数据被丢失，为了解决此问题，在一维模型之间通过若干双向流量计相连通。

通过以上实施方式，能够在保持模型模块灵活组合的前提下，实时记录非均质模型间的液流交换，从而为驱油实验、调驱实验中波及规律、流场变化提供实时数据。

在本发明的一些实施方式中，所述一维模型包括一维填砂管或一维岩心夹持器。模型模块的主体由两个或两个以上一维模型并联组成，一维模型可以是多个岩心夹持器、多个填砂管、岩心夹持器和填砂管的组合等。一维填砂管或一维岩心夹持器等一维模型的横截面形状不做限定，可为圆形或者方形等。若为圆形模型中，岩心直径可为1英寸、1.5英寸、2.5厘米等各种规格。一维模型长度优选为5-100cm，根据实际场景进行长度选择。

在本发明的一些实施方式中，所述一维模型上均设置有若干个测压点，所述测压点上设置有压力传感计。测压点用于测量模型模块中的压力，在一维模型上1至10个测压点，一维模型之间设置双向流量计。

在本发明的一些实施方式中，所述测压点和或所述双向流量计的数量根据所述一维模型的长度进行确定。根据模型长度不同，每两个一维模型间装设有1至10个双向流量计，用于实时记录驱替流体在各模型间的窜流情况，以分析注入流体的分流、扰流等现象，评价驱替流体的波及情况。同理，根据模型长度不同，在一维模型上设计1至10个测压点，每个测压点安装压力传感计。设置的测压点和所述双向流量计可以为等间隔设置。

在本发明的一些实施方式中，至少两个并联的一维模型中的两两之间通过至少一个双向流量计相连通。以三个一维填砂管并联组成的模型为例，三个填砂管之间两两通过一个或多个双向流量计连接，以保证每两个填砂管间的流体可以互相窜流。当一维模型为多个时，以此类推，以保证每两个填砂管间的流体可以互相窜流为准。

在本发明的一些实施方式中，所述双向流量计为多量程流量计，和或所述压力传感计为多量程压力计。为满足不同驱替速度和驱替压力，双向流量计优选为多量程流量计，以及所述压力传感计为多量程压力计。例如，每个测压点安装两个流程的压力计，每个流量测量点设计两个量程流量计，以满足不同驱替速度和驱替压力，以及满足各模型间存在的渗透率差异。

在本发明的一些实施方式中，所述注入模块包括一个或多个注入泵，以及一个或多个注入承载流体的容器；多个注入承载流体的容器采用并联设置。具体的，注入模块为驱替流体在系统中的流动提供动力，其包括注入动力系统，即注入泵，注入泵可以为柱塞泵、螺杆泵等各类可提供恒速、恒压注入的泵。根据模型尺寸不同，可采用单泵注入或多泵注入。根据模型尺度、实验压力、注入精度的不同，可选择不同量程和不同承压的注入泵。注入模块还包括注入承载流体的容器，一般为具有活塞的高温高压容器，通常包括储油、储水、储化学剂、储气等多个容器，对于多段赛模拟实验，储化学剂的容器可有多个并联，通过阀门控制开关，以满足不同的实验需求。

在本发明的一些实施方式中，所述采出模块包括油气水分离分离单元和计量单元；在所述采出模块涉及到气体时，所述采出模块还包括回压阀。具体的，采出模块包括采出液油气水分离及计量，在实验过程中实时收集采出流体，并对采出流体进行分离，即气液分离或油水分离。采出液的分离和计量既可以在模型的不同渗透率下分开进行，也可合并进行。如果试验中涉及到气体或蒸汽，在采出模块设置回压阀，以保证达到实验设计的压力条件。

在本发明的一些实施方式中，所述数据采集模块用于采集实验过程中的注入模块的采集注入流量、采集注入压力，模型模块的测压点压力、双向流量计的实时数据，采出模块的产出液量、含水率、采收率。实验前，将辅助模块与模型模块相连，根据实验设计及相关标准分别测量组成模型的各部分的孔隙度、渗透率。将各模型部分分别饱和水、饱和油，测含油饱和度、含水饱和度。将注入模块、模型模块、采出模块、数据采集模块连接、调试，按实验设计开展驱替实验并记录相关数据。主要采集注入流量、压力、模型全程各测压点压力、各流量传感器实时数据、产出液量、含水率、采收率等数据信息。

在本发明的一些实施方式中，所述实验过程包括：合注分采，水驱至综合含水95％，注入0.1PV调驱剂并注水将调驱剂送至模型模块的中部侯凝；继续水驱至综合含水98％，记录窜流数据、压力数据、分采数据。本实施方式仅提供了一种实验过程，但并不构成限制。本领域技术人员知晓的实验过程均能采用本实验系统。

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

图2示意性示出了根据本发明实施方式的两个一维填砂管并联模型的结构示意图，如图2所示。图中S表示双向流量计，P表示压力传感计。两个一维填砂管并联模型包括：将两个一维填砂管并联组成模型模块，每根填砂管30cm长、直径2.5cm，填砂渗透率分别为1000毫达西、1400毫达西。每个填砂管中间等间隔设置3个测压点，两个填砂管之间通过三个双向流量计连接，以保证两个填砂管间的流体可以互相窜流。

两个模型填砂完毕后，接入辅助模块，测量渗透率、孔隙度，分别进行饱和水、饱和油。然后将模型连接注入模块和采出模块、数据采集模块。合注分采，水驱至综合含水95％，注入0.1PV调驱剂并注水将调驱剂送至模型中部侯凝；继续水驱至综合含水98％，记录窜流数据、压力数据、分采数据。

图3示意性示出了根据本发明实施方式的三个一维填砂管并联模型的结构示意图，如图3所示。图中S表示双向流量计，P表示压力传感计。将三个一维填砂管并联组成模型，每根填砂管20cm长、直径2.5cm，填砂渗透率分别为1000毫达西、1400毫达西、1600毫达西。每个填砂管中间等间隔设置3个测压点，每两个填砂管之间通过两个双向流量计连接(共6个，图中仅示出了3个)，以保证两个填砂管间的流体可以互相窜流。

三个填砂管填砂完毕后，接入辅助模块，测量渗透率、孔隙度，分别进行饱和水、饱和油。然后将模型连接注入模块和采出模块、数据采集模块。合注分采，水驱至综合含水95％，注入0.15PV调驱剂并注水将调驱剂送至模型中部候凝；继续水驱至综合含水98％，记录窜流数据、压力数据、分采数据。

以上实施方式仅示例出了采用多个一维填砂管组成模型模块的场景，其余一维模型组成场景根据此场景进行推导，此处不再赘述。

从以上实施方式可以看出，本发明能够实现多个一维模型的任意组合以满足实验要求，并能够在组合形式下实现记录非均质模型间的液流交换的效果。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。