用于三維膠結模型瀝青顆粒調剖效果預測的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于三維井組膠結模型瀝青顆粒調剖效果預測的裝置，該裝置包括大通徑螺紋管、模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置以及三維井組膠結模型。本發(fā)明還涉及一種利用上述裝置模擬瀝青顆粒調剖的方法，瀝青顆粒調剖液通過平流泵，依次進入大通徑螺紋管、紊流發(fā)生槽、模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置，在進入三維井組膠結模型前，就具有一定程度的紊流狀態(tài)，最終順利進入目標模型。本發(fā)明安全可靠，可以較為真實的模擬瀝青顆粒進入目標三維井組膠結模型前后的運動狀態(tài)，有效克服了顆粒在注入斷面發(fā)生較為嚴重堵塞而注不進去的缺陷，實現(xiàn)了利用瀝青顆粒進行室內調剖實驗的研究及效果評價。
【專利說明】用于三維膠結模型瀝青顆粒調剖效果預測的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水驅油田中后期調剖堵水【技術領域】，尤其涉及一種用于三維井組膠結模型浙青顆粒調剖效果預測的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]油田在多年的水驅開發(fā)過程中，地下儲層的孔隙結構、礦物組成、膠結類型等，均會發(fā)生不同程度的變化，尤其在注采強度較大的情況下，某些具有弱膠結等特征的疏松砂巖，其孔喉半徑、膠結物等會出現(xiàn)增大、變少的現(xiàn)象，進而此區(qū)域的滲透率會變大，當后續(xù)流體經(jīng)過時，就會形成水驅優(yōu)勢通道，使油井含水上升速度變快，水驅波及系數(shù)降低，剩余油富集程度變高，最終影響油田的開發(fā)效果，因此，油田調剖堵水技術的發(fā)展對水驅優(yōu)勢通道下剩余油挖潛具有至關重要的作用。
[0003]利用浙青顆粒進行調剖已逐漸在油田當中普及，而針對不同儲層，其調剖策略的制定仍需借助室內實驗的手段來完成，雖然目前室內驅替實驗手段已進入了一個較高的水平，但是在進行浙青顆粒調剖時，仍然存在一個較為嚴重的問題，即當含油浙青顆粒的調剖液進入目標三維井組膠結時，由于其自身顆粒尺寸及粘性等特征的存在，很大一部分顆粒會聚集在三維模型的入口壁面，進而將其堵塞，從而達不到模擬真實地下儲層調剖顆粒運動規(guī)律的目的。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術上所存在的問題，提供一種用于三維井組膠結模型浙青顆粒調剖效果預測的裝置及方法，解決在室內浙青顆粒調剖實驗過程中浙青顆粒易聚集堵塞三維井組膠結模型的入口壁面的問題，從而解決室內實驗與真實地下儲層所表現(xiàn)的規(guī)律差異較大的問題，進一步完善顆粒調剖在室內實驗中的應用技術。
[0005]本發(fā)明涉及一種用于三維井組膠結模型浙青顆粒調剖效果預測的裝置，其特征在于，裝置包括大通徑螺紋管、模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置以及三維井組膠結模型，模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置以及三維井組膠結模型由內至外依次嵌套；模擬射孔裝置為空心圓柱狀結構，壁面具有多個通孔，模擬射孔裝置上下兩端由硬塑料的端板密封，內部空腔構成紊流發(fā)生槽，上端板中央設置開口，與大通徑螺紋管流體連通。
[0006]進一步，大通徑螺紋管是一根具有內螺紋的粗管線；紊流發(fā)生槽下部設有超聲波發(fā)生器；模擬近井地層裝置是由粗顆粒膠結而成的空心圓柱狀高滲多孔介質層，三維井組膠結模型為中間帶有圓孔的長方體結構，長度與寬度相等。
[0007]進一步，大通徑螺紋管直徑為10mm，螺紋牙型為三角形，公稱直徑為3mm-4mm，中徑為 2.675mm-3.545mm,小徑為 2.459mm_3.242mm,螺距為 0.Smm-Q.7mm。
[0008]進一步,模擬射孔裝置為鋼制空心圓柱狀結構，內徑為25mm,外徑為45mm。
[0009]進一步，模擬射孔裝置上的通孔均勻布滿鋼制空心圓柱體的壁面，孔徑為5mm-7mm0[0010]進一步，超聲波發(fā)生器為無極調速超聲波發(fā)生器。
[0011]進一步，模擬近井地層裝置的滲透率是三維井組膠結模型的5-10倍，內徑為45mm,外徑為 75mm。
[0012]進一步,所述粗顆粒的粒徑為0.5mm-3mm。
[0013]進一步，該裝置的技術參數(shù)為:(1)三維井組膠結模型的長度最大可達到80cm，高度最大可達到12cm，中間的圓孔直徑為75mm ； (2)工作溫度為室溫_80°C。
[0014]一種將上述裝置用于模擬浙青顆粒調剖的方法，其主要步驟如下:
(1)對三維井組膠結模型進行和地層水；
(2)對三維井組膠結模型進行飽和油，造束縛水；
(3)對三維井組膠結模型進行恒速或者定壓水驅，直至含水98%；
(4)利用平流泵將含浙青顆粒的調剖液依次泵入大通徑螺紋管、紊流發(fā)生槽、模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置，最后進入三維井組膠結模型；
(5)進行后續(xù)水驅，直至含水恢復至98%。
[0015]本發(fā)明所提供的實驗裝置及方法安全可靠，操作簡單，效果較好。有效的解決了室內實驗對浙青顆粒調剖規(guī)律模擬的不足，進一步減小了室內驅替實驗與真實地下儲層之間的誤差，實現(xiàn)了利用室內實驗手段對浙青顆粒調剖的策略制定及效果評價。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0016]圖1為本發(fā)明的實驗裝置示意圖。
[0017]圖2為模擬射孔裝置的示意圖
[0018]圖3為本發(fā)明調剖驅油效果曲線圖
[0019]其中:1、平流泵；2、儲液罐；3、大通徑螺紋管；4、紊流發(fā)生槽；5、模擬射孔裝置；
6、模擬近井地層裝置；7、三維井組膠結模型；8、液體收集燒杯。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、實驗裝置及方法更加清晰明了，下面結合附圖及實施方式，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供的用于三維井組膠結模型浙青顆粒調剖效果預測的裝置，主要包括大通徑螺紋管3、模擬射孔裝置5、模擬近井地層裝置6以及三維井組膠結模型7，模擬射孔裝置5、模擬近井地層裝置6以及三維井組膠結模型7由內至外依次嵌套；模擬射孔裝置5為空心圓柱狀結構，壁面具有多個通孔，上下兩端由硬塑料的端板密封，內部空腔構成紊流發(fā)生槽4，上端板中央設置開口，與大通徑螺紋管3流體連通。平流泵I通過管線與儲液罐2連通，儲液罐2分為模擬油儲液罐、模擬地層水儲液罐以及調剖液儲液罐，儲液罐2通過大通徑螺紋管3與模擬射孔裝置5流體連通，三維井組膠結模型的四個角對稱設置與液體收集燒杯8連通。大通徑螺紋管3可使調剖液逐步進入紊流狀態(tài)，防止調剖顆粒發(fā)生沉淀；紊流發(fā)生槽4可進一步促進調剖液的紊流程度，使調剖顆粒在調剖液中充分分散；模擬射孔裝置5，可使調剖液在類似毛管束的管道中流動起來，以達到真實井筒中射孔對調剖液的作用效果；模擬近井地層裝置6可使調剖液逐步進入多孔介質中流動，進一步使調剖顆粒的分布均勻化，最終使調剖顆粒順利進入三維井組膠結模型。
[0022]大通徑螺紋管3是一根具有內螺紋的粗管線，可使調剖液中的浙青顆粒保持懸浮狀態(tài)，其牙型為三角形螺紋，公稱直徑在中徑在2.675mm_3.545mm,小徑在
2.459mm-3.242mm,螺距在 0.5mm-0.7mm,牙型角為 60。。
[0023]紊流發(fā)生槽4外徑為25_，下部設有超聲波發(fā)生器；使液體發(fā)生一定規(guī)律的運動，其具有無極調速的特征，且沒有運動部件及電磁輻射，對調剖顆粒的損害程度降到了極低的水平。
[0024]模擬射孔裝置5為鋼制空心圓柱狀結構，內徑為25mm，外徑為45mm，壁面具有多個通孔，均勻的布滿碳鋼制空心圓柱體的壁面，孔徑為進一步防止浙青顆粒粘結在一起而發(fā)生沉淀。
[0025]模擬近井地層裝置6是由粗顆粒膠結而成的空心圓柱狀高滲多孔介質層，內徑為45mm，外徑為75mm，其滲透率遠高于三維井組膠結模型，使調剖液逐步進入多孔介質的流動狀態(tài)，其倍數(shù)在5-10倍。
[0026]該實驗裝置可利用的三維井組膠結模型的規(guī)格，三維井組膠結模型的長度與寬度相等，最大可達80cm，高度最大可達12cm，滲透率及孔隙度可以根據(jù)目標地層儲層物性進行設計，工作溫度為室溫_80°C。
[0027]以三維井組膠結模型7長寬高尺寸為60cmX60cmX4.5cm，平均孔隙度為0.28，頂層至底層滲透率依次為200mD，500mD，1200mD為例。利用上述裝置模擬浙青顆粒調剖的方法，包括以下步驟:
(1)、對三維井組膠結模型進行飽和地層水；
(2)、對三維井組膠結模型進行飽和油，造束縛水；
(3)、三維井組膠結模型進行恒速水驅，注入速度為4ml/ min，直至含水98% ；
(4)、利用平流泵I將含浙青顆粒的調剖液依次泵入大通徑螺紋管3、紊流發(fā)生槽4、模擬射孔裝置5、模擬近井地層裝置6，最后進入三維井組膠結模型7，其注入段塞為0.3PV ；
(5)、進行后續(xù)水驅，直至含水恢復至98%。
[0028]通過上述方法使得含浙青的調剖液在進入目標三維井組膠結模型7之前就具有一定程度的紊流狀態(tài)，最終順利實現(xiàn)對目標三維井組模型7較大孔隙的封堵，達到調剖的目的。
[0029]對出口端產(chǎn)水量及采油量進行計量得到了圖3所示的浙青調剖生產(chǎn)動態(tài)曲線，結果表明，通過本發(fā)明所述方法注入浙青調剖液后,含水率下降25%，增油量260ml。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施實例而已，并不限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于三維井組膠結模型浙青顆粒調剖效果預測的裝置，裝置包括大通徑螺紋管、模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置以及三維井組膠結模型，模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置以及三維井組膠結模型由內至外依次嵌套；其特征在于，模擬射孔裝置為空心圓柱狀結構，壁面具有多個通孔，模擬射孔裝置上下兩端由硬塑料的端板密封，內部空腔構成紊流發(fā)生槽，上端板中央設置開口，與大通徑螺紋管流體連通。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，大通徑螺紋管是一根具有內螺紋的粗管線；紊流發(fā)生槽下部設有超聲波發(fā)生器；模擬近井地層裝置是由粗顆粒膠結而成的空心圓柱狀高滲多孔介質層，三維井組膠結模型為中間帶有圓孔的長方體結構，長度與寬度相等。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，大通徑螺紋管直徑為10_，螺紋牙型為三角形，公稱直徑為中徑為2.675mm_3.545mm,小徑為2.459mm_3.242mm,螺距為0.Smm-Q.7mmη
4.如前述任一權利要求1-3所述的裝置，其特征在于，模擬射孔裝置為鋼制空心圓柱狀結構，內徑為25mm,外徑為45mm。
5.如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于，模擬射孔裝置上的通孔均勻布滿鋼制空心圓柱體的壁面,孔徑為5mm-7mm。
6.如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于，超聲波發(fā)生器為無極調速超聲波發(fā)生器。
7.如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于，模擬近井地層裝置的滲透率是三維井組膠結模型的5-10倍，內徑為45mm,外徑為75mm。
8.如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于，所述粗顆粒的粒徑為0.5mm-3mm。
9.如前述任一權利要求所述的裝置，其特征在于，該裝置的技術參數(shù)如下: (1)三維井組膠結模型的長度最大可達到80cm，高度最大可達到12cm，中間的圓孔直徑為75mm ； (2)工作溫度:室溫_80°C。
10.一種將權利要求1-9中任一項所述的裝置用于模擬浙青顆粒調剖的方法，包括以下步驟: (1)對三維井組膠結模型進行和地層水； (2)對三維井組膠結模型進行飽和油，造束縛水； (3)對三維井組膠結模型進行恒速或者定壓水驅，直至含水98%； (4)利用平流泵將含浙青顆粒的調剖液依次泵入大通徑螺紋管、紊流發(fā)生槽、模擬射孔裝置、模擬近井地層裝置，最后進入三維井組膠結模型； (5)進行后續(xù)水驅，直至含水恢復至98%。
【文檔編號】E21B43/22GK103643929SQ201310633039
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】李宜強, 李俊鍵, 董朝霞, 姜漢橋, 肖康, 李彥閱, 向剛, 康紹菲 申請人:中國石油大學(北京)