一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置及实验方法与流程

专利2026-06-09  1


本发明涉及稠油油藏开发,尤其涉及一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置及实验方法。


背景技术:

1、随着常规油气资源的大量消耗和石油需求的不断攀升,稠油资源成为下步开发的主要潜力阵地。国内稠油资源十分丰富,在已探明的20.6亿吨稠油储量中,未动用地质储量7.01亿吨。未动用稠油储量中有相当部分属于敏感性稠油油藏,该类稠油油藏,曾尝试冷采、化学冷采、常规热采等方式实现区块的有效动用,但效果均不理想。调研国内外类似区块的开发工艺,未见成熟矿场应用报道。

2、化学冷采及常规热采都会产生大量的入井液体,破坏地层的原生环境,由于敏感性油藏粘土含量高,在水分子的作用下,地层中以蒙脱石为代表的水敏性粘土矿物质极易发生水化膨胀,并在流体作用下发生分散运移,甚至防膨体系作用后在注入流体的长时间冲刷、储层流体的携带作用下部分油藏的粘土颗粒仍会发生运移,堵塞地层孔隙结构的喉部,降低地层的渗透率。当前对粘土矿物的膨胀已有相关的实验评价方法,而粘土矿物在近井高渗带和储层低渗带的运移规律,缺乏相应的表征手段,影响了储层动态特征认识及储层保护工艺技术研发。因此,研究模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,对于保护敏感性储层物性和提高敏感性油藏采收率具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置及实验方法。本发明的原理可靠、操作简便,从定量和定性方面评价和表征化粘土颗粒向近井高渗带和储层低渗带的运移特征,对敏感性油藏粘土颗粒运移规律的认识和储层保护具有重要的意义。

2、为了实现上述目的,第一个方面,本发明公开了一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,所述装置包括岩心夹持器、压力传感器、中间容器、注入泵和物理模型;其中,所述物理模型由入口、低渗胶结岩心、填砂岩心、高渗胶结岩心和出口组成。

3、第二个方面,本发明公开了一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,所述实验方法包括以下步骤:

4、步骤1,基于储层特征制作实验需求物理模型;

5、步骤2,将物理模型装入岩心夹持器,施加围压,设置温度,根据实验需求选择性注入粘土稳定剂;

6、步骤3,用注入泵将中间容器中的盐水或者模拟地层水驱替至物理模型,压力传感器连续监测压力;

7、步骤4,将水驱后的岩心称重,计算粘土的运移量;

8、步骤5,根据研究需求从不同段岩心不同位置进行取样,进行全岩及粘土矿物x衍射分析、扫描电镜等测试,定量和定性分析颗粒运移情况。

9、本发明通过创新物理模型的制作技术,采用热缩管将高、低渗弱胶结疏松砂岩和填砂岩心组合到一起,充分模拟储层的物性特征,同时可以根据实验需求采用驱替或者装填油砂方式分段饱和原油;为了保护储层渗透率,实验时可向储层中注入粘土稳定剂防止粘土水化膨胀,进而采用模拟地层水进行长时间驱替,研究驱替过程中驱替压力的变化规律;实验结束后,分段对岩心进行称重,定量分析粘土矿物的运移量;最后,从岩心不同位置处进行取样,通过全岩及粘土矿物x衍射分析和扫描电镜等测试,从定量和定性角度分析粘土颗粒在近井高渗带和储层低渗带的的运移规律和分布特征。

10、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果:

11、(1)通过本发明通过结合人造岩心物理模拟技术,充分考虑了近井地带的储层特征,采取不同方式、分段饱和原油,同时可选择加入粘土稳定剂减少粘土的水化膨胀,利用盐水进行驱替,模拟粘土颗粒的在储层中驱替情况,水驱后对岩心进行称重、全岩及粘土矿物x衍射分析、扫描电镜测试等,定量和定性分析粘土颗粒的运移规律,建立了更加符合实际情况的敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法;

12、(2)本发明的方法原理可靠、操作简便,从定量和定性方面评价和表征粘土颗粒向近井高渗带和储层低渗带的运移特征,对敏感性油藏粘土颗粒运移规律的认识和储层保护具有重要的意义。

13、说明书附图

14、图1为本发明装置中物理模型的结构示意图;

15、图2为本发明实施例1中的实验获取驱替压力曲线图;

16、图3为本发明实施例1中的实验获取高渗岩心取样位置图;

17、图4为本发明实施例1中的样品①不同位置的扫描电镜图;

18、图5为本发明实施例1中的样品②不同位置的扫描电镜图;

19、图6为本发明实施例1中的样品③不同位置的扫描电镜图;

20、图7为本发明实施例2中的实验获取驱替压力曲线图;

21、图8为本发明实施例2中的实验获取低渗岩心取样位置图;

22、图9为本发明实施例2中的样品①不同位置的扫描电镜图;

23、图10为本发明实施例2中的样品②不同位置的扫描电镜图;

24、图11为本发明实施例3中的实验获取驱替压力曲线图;

25、图12为本发明实施例3中的产出端油泥样品的能谱分析图;

26、图13为本发明实施例3中的产出端油泥样品的扫描电镜图。



技术特征:

1.一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,所述装置包括岩心夹持器、压力传感器、中间容器、注入泵和物理模型;其特征在于,所述物理模型由入口、低渗胶结岩心、填砂岩心、高渗胶结岩心和出口组成。

2.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述低渗胶结岩心的渗透率为100-500md。

3.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述填砂岩心的渗透率为400-1000md。

4.如权利要求3所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述填砂岩心为粘土填砂岩心,粘土含量16-24%。

5.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述高渗胶结岩心的渗透率为1000-20000md。

6.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述低渗胶结岩心、填砂岩心、高渗胶结岩心长度均为6-12cm,三种岩心总长度为30cm。

7.如权利要求1或6所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述低渗胶结岩心、填砂岩心、高渗胶结岩心均采用热缩套包裹。

8.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述低渗胶结岩心和高渗胶结岩心采用驱替方式饱和原油,所述填砂岩心采用装填油砂方式饱和原油。

9.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述岩心夹持器内填装物理模型。

10.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述压力传感器监测物理模型的驱替压力。

11.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述中间容器盛装盐水或者模拟地层水或粘土稳定剂。

12.如权利要求1所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置,其特征在于,所述注入泵提供驱替压力将中间容器中的液体注入物理模型。

13.一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,所述实验方法包括以下步骤:

14.如权利要求13所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,步骤(2)中,所述温度为原始地层温度。

15.如权利要求13所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,步骤(2)中,所述粘土稳定剂的注入量为0或0.3-1pv。

16.如权利要求13所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,步骤(2)中,所述注入粘土稳定剂后稳定的时间为1-3h。

17.如权利要求13所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,步骤(3)中,所述驱替速度为0.5-2ml/min。

18.如权利要求13所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,步骤(3)中,所述盐水或者模拟地层水的注入量为7-30pv。

19.如权利要求13所述一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移的实验方法,其特征在于,步骤(5)中,所述岩心不同位置是指岩心的前段、中段和后端。


技术总结
本发明涉及稠油油藏开发技术领域,尤其涉及一种模拟敏感性油藏粘土颗粒运移装置及实验方法。所述实验方法包括以下步骤:基于储层特征制作实验需求物理模型;将物理模型装入岩心夹持器,施加围压,设置温度,根据实验需求选择性注入粘土稳定剂;用盐水或者模拟地层水进行驱替,连续监测压力;将水驱后的岩心称重,计算粘土的运移量;根据研究需求从不同段岩心不同位置进行取样,进行全岩及粘土矿物X衍射分析、扫描电镜等测试,定量和定性分析颗粒运移情况。本发明的方法原理可靠、操作简便,从定量和定性方面评价和表征粘土颗粒向近井高渗带和储层低渗带的运移特征,对敏感性油藏粘土颗粒运移规律的认识和储层保护具有重要的意义。

技术研发人员:徐宏光,曹嫣镔,于田田,刘冬青,马爱青,冯海顺,林吉生,管雪倩,白艳丽,王善堂
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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