一種基于ct數(shù)字巖心的微觀驅(qū)替實驗系統(tǒng)及微觀驅(qū)替實驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于CT數(shù)字巖心的微觀驅(qū)替實驗系統(tǒng)及微觀驅(qū)替實驗方法，屬于石油天然氣的物理實驗的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]油田開發(fā)的最終目的就是如何從地層孔隙中盡可能多的采出原油，以減少資源浪費。原油存在于地下數(shù)千米的沉積巖孔隙中，由于沉積環(huán)境以及地層中的流體分布的復(fù)雜性，人們沒有辦法直接大范圍的認(rèn)識地下的油水分布。如何認(rèn)識地下原油的富集區(qū)域和富集形式，如何確定儲層中剩余油的分布，是油田開發(fā)的主要問題，也是石油上游工業(yè)迄今未得到完全解決的重大課題。從微觀、小尺度微納米級別研宄剩余油的分布，了解和掌握剩余油的微觀形成機理和分布規(guī)律，直觀再現(xiàn)油藏開發(fā)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上開展提高采收率研宄，是油藏經(jīng)營管理決策的重要依據(jù)。因此，微觀驅(qū)替實驗以及驅(qū)替后巖心內(nèi)流體的空間分布研宄備受國內(nèi)外各大石油生產(chǎn)國的重視。
[0003]多孔介質(zhì)中的流體分布研宄常用的方法主要有微觀物理模擬和計算機數(shù)值模擬兩種。計算機數(shù)值模擬是通過建立數(shù)學(xué)模型來研宄油藏的物理性質(zhì)及流體的流動、分布規(guī)律。該方法雖然得到廣泛的應(yīng)用，但仍存在明顯的不確定性；微觀物理模擬就是借助顯微鏡的放大、錄像以及圖像處理技術(shù)研宄儲層流體的微觀滲流過程，從而揭示多孔介質(zhì)中流體的微觀分布特征。目前，微觀物理模擬主要以仿真模型和二維視圖為主，但仿真模型不能完全模擬巖心的所有特征，而且流體在巖石孔隙中總是以三維形式分布，單純從二維的角度觀察，很容易帶來較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于CT數(shù)字巖心的微觀驅(qū)替實驗系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明還提供利用上述實驗系統(tǒng)進行微觀驅(qū)替實驗的方法。本發(fā)明將常規(guī)驅(qū)替實驗與CT技術(shù)有效結(jié)合起來，利用CT掃描技術(shù)對不同驅(qū)替階段的巖心進行掃描，從而觀測巖心孔隙結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崟r再現(xiàn)孔隙中流體分布的變化。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種基于CT數(shù)字巖心的微觀驅(qū)替實驗系統(tǒng)，包括巖心夾持器和微觀驅(qū)替設(shè)備；
[0008]所述巖心夾持器，包括進口端、出口端、巖心區(qū)、外殼；所述外殼為聚醚醚酮材料(PEEK)，PEEK是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，耐高溫(260°C )、機械性能優(yōu)異、抗輻射、自潤滑性好、耐化學(xué)品腐蝕等；與金屬相比，PEEK材料具有射線透射性，制成的夾持器外殼不會影響CT設(shè)備X射線的正常使用；現(xiàn)有傳統(tǒng)夾持器外殼為金屬材料，X射線無法穿透導(dǎo)致無法利用CT設(shè)備掃描獲取巖心驅(qū)替狀態(tài)信息，且傳統(tǒng)夾持器體型偏大，與CT掃描樣品尺寸不符，影響掃描效果；
[0009]所述微觀驅(qū)替設(shè)備，包括并聯(lián)的油相中間容器和水相中間容器、用于驅(qū)替油相中間容器和水相中間容器的平流泵，所述油相中間容器和水相中間容器的出液端均與所述巖心夾持器的進口端相連，所述巖心夾持器通過手搖泵實現(xiàn)對其中夾持的巖心進行加壓，在所述巖心夾持器的出口端設(shè)置有計量瓶。
[0010]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述巖心夾持器底部設(shè)置有轉(zhuǎn)動座。所述轉(zhuǎn)動座用于在CT掃描過程中將巖心夾持器固定在CT樣品臺上，驅(qū)替實驗過程中卸下以便巖心夾持器接入驅(qū)替流程。
[0011]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述油相中間容器和水相中間容器的容量均為50-150mL。
[0012]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述手搖泵和巖心夾持器之間的管路上設(shè)置有壓力表，所述壓力表的量程為lOMPa，精度0.25MPa。
[0013]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述巖心夾持器的進口端設(shè)置有進口壓力表，所述進口壓力表的量程為6MPa，精度0.25MPa。
[0014]利用上述實驗系統(tǒng)進行微觀驅(qū)替實驗的方法，包括步驟如下:
[0015]I)將巖心干燥后安裝在所述巖心夾持器中，置于Zeiss MCT-400 CT中定位，掃描巖心，獲取巖心分析區(qū)域三維數(shù)字巖心數(shù)據(jù)體；
[0016]2)將巖心夾持器接入微觀驅(qū)替設(shè)備，對所述巖心實現(xiàn)單相水相驅(qū)替、單相油相驅(qū)替或水相、油相多相混合驅(qū)替實驗；
[0017]3)根據(jù)驅(qū)替實驗的研宄內(nèi)容設(shè)計觀測時刻點，即為驅(qū)替時刻，在所述觀測時刻暫停對所述巖心驅(qū)替，關(guān)閉巖心夾持器出口端、進口端、手搖泵；
[0018]4)將巖心夾持器放入Zeiss MCT-400 CT中掃描，獲取該驅(qū)替時刻時，所述巖心中的流體分布；
[0019]5)重復(fù)步驟2)至步驟4)，直到按照所述步驟3)所有的設(shè)計觀測時刻點獲取所述巖心中的流體分布。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟I)中的巖心的直徑為l-2cm，長度為2-4cm。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0022]1、本發(fā)明采用現(xiàn)場巖心，最大程度還原油藏孔隙結(jié)構(gòu)，模擬油藏流體流動狀況，保證實驗的可靠性。同時直徑l-2cm的巖樣大小較直徑2.5cm的標(biāo)準(zhǔn)巖樣相比，更易于得到精確的CT掃描結(jié)果。
[0023]2、本發(fā)明所述實驗方法不僅能通過實驗測得數(shù)據(jù)，而且能對不同驅(qū)替階段下巖心內(nèi)的流體分布進行可視化分析。
[0024]3、本發(fā)明所述系統(tǒng)和方法不但可獲取多孔介質(zhì)中流體的三維分布，還保證了測得的流體分布結(jié)果的準(zhǔn)確性，較二維相比更加符合實際情況。
[0025]4、本發(fā)明保證了石油行業(yè)各類驅(qū)替室內(nèi)實驗的進行，可以模擬多種驅(qū)替方式、驅(qū)替條件。
[0026]5、本發(fā)明所述系統(tǒng)適用于小容量、小規(guī)模微觀驅(qū)替實驗，所含技術(shù)設(shè)備較傳統(tǒng)驅(qū)替實驗設(shè)備相比操作精度、測量精度更高。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所述驅(qū)替系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接圖；
[0028]在圖1中，1、平流泵；2、油相中間容器；3、水相中間容器；4、巖心夾持器；4_1、進口端；4-2、出口端；5、手搖泵；6、巖心夾持器和手搖泵之間設(shè)置的壓力表；7、計量瓶。
[0029]圖2為本發(fā)明所述驅(qū)替實驗方法所掃描得到的某時刻的數(shù)字巖心中流體分布圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。
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