本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種油井采集的物模方法。

背景技術(shù)：

目前，中國的大部分油田以水驅(qū)作為主要的開發(fā)方式，這些油田在經(jīng)歷了長期注入水沖刷后，儲層原生、次生非均質(zhì)特性更加突出，具體表現(xiàn)為縱向上部分相對高滲層水竄問題日益嚴(yán)重，儲層內(nèi)局部高滲區(qū)域形成了注入水的優(yōu)勢通道，注采平面上水驅(qū)方向性明顯，水驅(qū)波及體積逐漸固定或減小。調(diào)剖技術(shù)是解決層間、層內(nèi)、平面矛盾，實現(xiàn)縱向和平面的液流轉(zhuǎn)向，改善高含水區(qū)塊開發(fā)效果的有效手段。

物模技術(shù)作為室內(nèi)研究調(diào)剖工藝主要研究手段之一，可以模擬調(diào)剖劑在巖心一定滲透率、溫度、壓力等條件下運移、封堵及后續(xù)液流轉(zhuǎn)向等情況，經(jīng)過多年研究，目前已形成單管、多管、長巖心填砂管、立體模型等多種型號的物模儀器及相關(guān)實驗方案，較好實現(xiàn)層間、層內(nèi)矛盾的模擬及調(diào)剖效果分析測試。但隨著調(diào)剖應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，整體調(diào)剖、區(qū)塊綜合治理等改善注采平面矛盾的技術(shù)手段應(yīng)用擴(kuò)大，相應(yīng)的室內(nèi)需要研發(fā)用于模擬井組內(nèi)存在平面矛盾的物模裝置和實驗方案。

盡管物模技術(shù)已形成系列物模儀器及相關(guān)實驗方案。但對平面矛盾的模擬和用于整體調(diào)剖室內(nèi)評價的物模儀器較少，主要有以下3種且均有一定局限性：1、多根巖心或填砂管并聯(lián)，通過設(shè)置不同滲透率來實現(xiàn)注入水往不同方向上的去水強(qiáng)度大小(即注水平面矛盾)，此方案的缺陷是模擬的各個水驅(qū)方向僅在注水井井眼處是連通的，在其他地方均不連通，無法模擬同層開采的井組間的真實的平面注采矛盾；2、玻璃刻蝕板模型，主要通過激光在玻璃板上刻蝕出注水井不同方向上的滲透率差異或大孔道分布，從而實現(xiàn)注采平面矛盾和后期調(diào)剖的模擬，它最主要的優(yōu)點是可視化，缺點是裝置不耐壓，且模擬的環(huán)境距真實油藏情況相差較大；3、立體物理模型，它可以使用事先定制生產(chǎn)的非均質(zhì)巖心或直接通過人工填砂法來實現(xiàn)平面矛盾，但兩者均是事先制造不同的滲透率區(qū)域或大孔道，與真實水沖蝕形成孔道有一定區(qū)別，同時物理模型無法模擬出多個不同方向的去水強(qiáng)度(即較復(fù)雜的平面矛盾)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，發(fā)明提供了一種模擬井組內(nèi)注采平面矛盾的實驗方法，能夠在室內(nèi)模擬出注入水沖蝕形成的高滲條帶和大孔道，并實現(xiàn)對單、多個井組內(nèi)不同方向不同注水受效情況的模擬，能在室內(nèi)更真實的模擬區(qū)塊存在的平面矛盾，并以此為手段評價調(diào)剖、堵水等化學(xué)劑、工藝及措施實施后的效果。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種模擬井組內(nèi)注采平面矛盾的實驗方法，包括如下步驟：

(1)實驗用砂的制備：實驗用砂主要包括石英砂、特殊溫敏物質(zhì)和膠結(jié)物質(zhì)，按照實驗要求按比例混合，其中按照重量百分比計，石英砂為70-90％，特殊溫敏物質(zhì)為1-5％，膠結(jié)物質(zhì)為5-29％；其中石英砂的選取20～100目，特殊溫敏物質(zhì)在添加前進(jìn)行研磨，顆粒粒徑控制在20～50目。

(2)物模裝置的制備：加工立體物模模型，模型上蓋板預(yù)先鉆出注水井眼和采油井眼；往立體物模模型中加入步驟(1)得到的實驗用砂，壓實，蓋上上蓋板，密封；對應(yīng)每個注水井眼和采油井眼的位置插入預(yù)制好的鋼管束模擬井筒，鋼管束的長度應(yīng)超過立體物模模型高度的1/2，并用環(huán)氧樹脂密封接口處；

所述立體物模模型上設(shè)有底部進(jìn)水口，底部進(jìn)水口與第一進(jìn)水管線連接；注水井眼對應(yīng)的鋼管與第二進(jìn)水管線連接；每個采油井眼對應(yīng)的鋼管依次連接有出水管線和計量裝置；

(3)平面矛盾的模擬：步驟(3-1)，向立體物模模型內(nèi)通水，使整個模型的含水量達(dá)到飽和狀態(tài)；步驟(3-2)，關(guān)閉其他方向采油井，僅打開第二進(jìn)水管和所需模擬的采油井眼對應(yīng)的出水管線，通熱水，溶蝕該方向上的特殊溫敏物質(zhì)，按照實際模擬的平面矛盾各注水方向的受效比例，各方向設(shè)置一定的溶蝕時間，通常溫水，迅速降至室溫；步驟(3-3)打開所有采油井眼對應(yīng)的出水管線，模擬水驅(qū)生產(chǎn)，驗證溶蝕處理后各方向注水受效情況，如有偏差可重復(fù)溶蝕，達(dá)到滿意效果為止；其中溶蝕過程采用的熱水溫度應(yīng)大于90℃，前期飽和水過程以及后續(xù)實驗過程中水驅(qū)和注入其他液體溫度應(yīng)控制在室溫范圍，一般為15～30℃；溶蝕時間設(shè)定為1～2min/次，如存在多個方向不同程度的注水竄進(jìn)，設(shè)定總?cè)芪g時間與竄流比例成正比，設(shè)定溶蝕流速與正常實驗水驅(qū)速度一致；驗證溶蝕處理后各方向注水受效情況，以打開所有對應(yīng)油井正常生產(chǎn)時，各對應(yīng)井出液比例能夠明顯表現(xiàn)出所需模擬的注水平面矛盾為準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，所述特殊溫敏物質(zhì)包括三聚氰胺、水楊酸和苯甲酸。膠結(jié)物質(zhì)按照中等值環(huán)氧樹脂1～3份，水0.5～2份，固化劑1～0.5份的比例混合均勻制得。

進(jìn)一步地，其中鋼管束為外徑3-6mm的中空鋼管，且上下端開口。

進(jìn)一步地，所有進(jìn)水管線和出水管線上均設(shè)有控制閥。

進(jìn)一步地，所述實驗用砂的組成為石英砂為85％，特殊溫敏物質(zhì)為3％，膠結(jié)物質(zhì)為12％。

進(jìn)一步地，所述步驟(3-1)的具體操作為：關(guān)閉第二進(jìn)水管線，打開第一進(jìn)水管線，引導(dǎo)常溫水從底部進(jìn)水口進(jìn)入，依次打開所有出水管線，直至第二進(jìn)水管線的進(jìn)液速度和所有出水管線的出液速度相同，從而確保每個區(qū)域都已飽和水。

進(jìn)一步地，所述第一進(jìn)水管線和第二進(jìn)水管線上分別設(shè)有進(jìn)液控制閥；所有出水管線上分別設(shè)有出液控制閥。

進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)水管線上設(shè)有壓力監(jiān)測裝置。

進(jìn)一步地，所述立體物模模型選用316不銹鋼或哈氏合金。

進(jìn)一步地，所述中等值環(huán)氧樹脂選自WSR-618或WSR-634。

本發(fā)明可用于油田開發(fā)領(lǐng)域，調(diào)剖、堵水、三采等改善儲層非均質(zhì)性化學(xué)劑和措施工藝的室內(nèi)評價。相比較現(xiàn)有的物模實驗裝置和實驗方案，本發(fā)明具有的有益效果在于：首先是可以在室內(nèi)按照實驗需要快速模擬出注采平面上注入水沖蝕形成的高滲條帶和大孔道；第二，由于實驗采用事先制備的混合砂的方法，可溶物質(zhì)比較均勻，注入水按照壓力分布流動溶蝕，形成水蝕通道更真實；第三，可以在實驗中隨時調(diào)整，優(yōu)化模擬的水沖蝕通道，第四，能夠?qū)崿F(xiàn)對單、多個井組內(nèi)在不同方向不同程度注水矛盾的模擬。因此本發(fā)明能在室內(nèi)更真實的模擬區(qū)塊存在的平面矛盾，并以此為手段評價調(diào)剖、堵水等化學(xué)劑、工藝及措施實施后的效果。本發(fā)明實施簡單，不需要大的經(jīng)濟(jì)投入，能快速實現(xiàn)平面矛盾的模擬及后續(xù)評價實驗，因此具有較高實際應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明物模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1、第一進(jìn)水管線；2、第二進(jìn)水管線；3、壓力監(jiān)測裝置；4、鋼管束；5、立體物模模型；6、第一出液控制閥；7、第二出液控制閥；8、第三出液控制閥；9、第四出液控制閥；10、計量裝置；11、上蓋板；12、第一進(jìn)液控制閥；13、底部進(jìn)水口；14、第二進(jìn)液控制閥。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

如圖1為實驗過程中使用的物模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。首先加工立體物模模型5，其上蓋板11預(yù)先鉆出注水井眼和采油井眼，往立體物模模型5中加入實驗用砂，壓實，蓋上上蓋板11，密封；對應(yīng)每個注水井眼和采油井眼的位置插入預(yù)制好的鋼管束4模擬井筒，鋼管束4的長度應(yīng)超過立體物模模型5高度的1/2，并用環(huán)氧樹脂密封接口處；立體物模模型5上設(shè)有底部進(jìn)水口13，底部進(jìn)水口13與第一進(jìn)水管線1連接；注水井眼對應(yīng)的鋼管與第二進(jìn)水管線2連接；每個采油井眼對應(yīng)的鋼管依次連接有出水管線和計量裝置10；其中鋼管束為外徑3-6mm的鋼管，且上下端開口；所有進(jìn)水管線和出水管線上均設(shè)有控制閥。物模模型如需耐高壓，可以選用316不銹鋼、哈氏合金等高強(qiáng)度鋼材。

本實施例的實驗方法，包括如下步驟：

實驗用砂主要包括石英砂、特殊溫敏物質(zhì)和膠結(jié)物質(zhì)，按照實驗要求按比例混合，其中按照重量百分比計，石英砂為80％，特殊溫敏物質(zhì)為5％，膠結(jié)物質(zhì)為15％；特殊溫敏物質(zhì)具有常溫下微溶于水，在高溫下(80～100℃)溶解度增加的特點，本實施例選用水楊酸。膠結(jié)物質(zhì)按WSR-618 2重量份，水0.8重量份，固化劑0.5重量份的比例稀釋混合得到。

平面矛盾的模擬：首先向立體物模模型5內(nèi)通水，使整個模型的含水量達(dá)到飽和狀態(tài)，具體步驟為：關(guān)閉第二進(jìn)水管線2的第二進(jìn)液控制閥14和所有出液控制閥，打開第一進(jìn)水管線1的第一進(jìn)液控制閥12，引導(dǎo)常溫水從底部進(jìn)水口13進(jìn)入，常溫水為25℃；然后依次打開所有出水管線，直至第二進(jìn)水管線的進(jìn)液速度和所有出水管線的出液速度相同，從而確保每個區(qū)域都已飽和水。

然后，關(guān)閉其他方向采油井，僅打開第二進(jìn)液控制閥14和第一出液控制閥6，通95℃的熱水，溶蝕該方向上的特殊溫敏物質(zhì)，按照實際模擬的平面矛盾各注水方向的受效比例，溶蝕時間為1min/次。通常溫水，迅速降至室溫；步驟(3-3)打開所有采油井眼對應(yīng)的出水管線，模擬水驅(qū)生產(chǎn)，驗證溶蝕處理后各方向注水受效情況，如有偏差可重復(fù)溶蝕，達(dá)到滿意效果為止；如存在多個方向不同程度的注水竄進(jìn)，設(shè)定溶蝕時間與竄流比例成正比，設(shè)定溶蝕流速與正常實驗水驅(qū)速度一致；驗證溶蝕處理后各方向注水受效情況，以打開所有對應(yīng)油井正常生產(chǎn)時，各對應(yīng)井出液比例能夠明顯表現(xiàn)出所需模擬的注水平面矛盾為準(zhǔn)。

實施例2

本實施例的實驗方法，包括如下步驟：

實驗用砂主要包括石英砂、特殊溫敏物質(zhì)和膠結(jié)物質(zhì)，按照實驗要求按比例混合，其中按照重量百分比計，石英砂為85％，特殊溫敏物質(zhì)為3％，膠結(jié)物質(zhì)為12％；特殊溫敏物質(zhì)為三聚氰胺，膠結(jié)物質(zhì)按WSR-634 2重量份，水1重量份，固化劑1重量份的比例稀釋混合得到。

平面矛盾的模擬：首先向立體物模模型5內(nèi)通水，使整個模型的含水量達(dá)到飽和狀態(tài)，具體步驟為：關(guān)閉第二進(jìn)水管線2的第二進(jìn)液控制閥14和所有出液控制閥，打開第一進(jìn)水管線1的第一進(jìn)液控制閥12，引導(dǎo)常溫水從底部進(jìn)水口13進(jìn)入，常溫水為25℃；然后依次打開所有出水管線，直至第二進(jìn)水管線的進(jìn)液速度和所有出水管線的出液速度相同，從而確保每個區(qū)域都已飽和水。

井組內(nèi)不同程度大孔道建立：關(guān)閉第一進(jìn)口控制閥12、第二出液控制閥7、第三出液控制閥8、第四出液控制閥9，僅打開第二進(jìn)口控制閥2、第一出液控制閥6，保持一注一采井生產(chǎn)，通92℃的熱水，溶蝕時間為1.5min/次，溶蝕該方向上的特殊溫敏物質(zhì)；關(guān)閉第一出液控制閥6，改為打開另外3個出液控制閥中任意一個，可按實際模擬的2個注水突進(jìn)方向確定打開其中的控制閥，通熱水，設(shè)置一定的溶蝕時間(時間設(shè)定要與第一次不同，例如2min/次，根據(jù)2個方向注水突進(jìn)強(qiáng)弱比例，確定溶蝕時間)，溶蝕該方向上的特殊溫敏物質(zhì)。

同時打開第一出液控制閥6、第二出液控制閥7、第三出液控制閥8、第四出液控制閥9，通常溫水，驗證溶蝕處理后各方向注水受效情況與擬模擬的平面矛盾是否一致，如有偏差可重復(fù)溶蝕，直至達(dá)到滿意效果為止。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。