模擬實(shí)際礦場二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用于石油工程領(lǐng)域中二氧化碳泡沫驅(qū)技術(shù)，具體涉及模擬實(shí)際礦場 二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化碳泡沫驅(qū)是一項(xiàng)重要的三次采油技術(shù)，它可以降低氣油比，擴(kuò)大波及體積， 提高驅(qū)油效率。泡沫驅(qū)能有效減弱黏性指進(jìn)和重力分異帶來的不利影響，與單一的氣驅(qū)、表 面活性劑驅(qū)相比，其提高采收率效果要明顯的多。實(shí)際礦場試驗(yàn)中，因?yàn)閮訅毫^高，一 般為幾十兆帕，氣體與發(fā)泡劑在儲層孔隙中流動時(shí)自然剪切混合均會使得泡沫驅(qū)在注入井 底后較長距離中存在，實(shí)際礦場可以通過打加密井的方式縮小注采井間的距離，這時(shí)也可 能實(shí)現(xiàn)注采井間的完全泡沫驅(qū)。一直以來，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)都是礦場試驗(yàn)的先導(dǎo)試驗(yàn)，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對 礦場試驗(yàn)的模擬必須滿足相似準(zhǔn)則模擬才具有實(shí)際意義，但是目前室內(nèi)實(shí)驗(yàn)泡沫驅(qū)研究都 是考慮泡沫穩(wěn)定性、氣液比、注入方式、復(fù)配體系種類及濃度的影響，缺少考慮泡沫驅(qū)在注 采井間的受效比例方面或如何模擬較小注采井距時(shí)的完全泡沫驅(qū)模擬，導(dǎo)致對礦場的實(shí)際 指導(dǎo)意義不足，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)需要綜合考慮礦場情況，針對礦場給出試驗(yàn)前、試驗(yàn)中的有效模 擬，才能真正指導(dǎo)礦場實(shí)踐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供模擬實(shí)際礦場二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的方法，這種模擬實(shí)際 礦場二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的方法用于解決針對室內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)完全泡沫驅(qū)的室內(nèi)評價(jià)以 及相對于礦場模擬程度不夠的問題。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種模擬實(shí)際礦場二氧化碳長距離 泡沫驅(qū)的方法： 一、 通過測試井測試礦場實(shí)際泡沫驅(qū)距離及占注采井間比例： 注采井間布設(shè)測試井測試實(shí)際泡沫驅(qū)距離:礦場實(shí)際井距為L，首先在實(shí)際注采井中間 位置U處布設(shè)一口監(jiān)測井，觀測產(chǎn)出液中是否存在泡沫，若U處不存在泡沫，在距離Lp 10000mm處布設(shè)一口觀測井，繼續(xù)觀測產(chǎn)出液中是否存在泡沫，若U-lOOOOmm處仍然不存在 泡沫，繼續(xù)將距離依次縮短10000mm處布設(shè)一口觀測井，直至觀測到產(chǎn)出液中存在泡沫為 止;若1^處存在泡沫，在距離1^+10000_處布設(shè)一口觀測井;繼續(xù)觀測產(chǎn)出液中是否存在泡 沫，若U+lOOOOmm處仍然不存在泡沫，繼續(xù)將距離每增加10000mm處布設(shè)一口觀測井，直至 觀測到產(chǎn)出液中不存在泡沫為止； 將實(shí)際監(jiān)測到泡沫的距離定義為L'，則泡沫驅(qū)距離占注采井間比例為L'/L; 二、 拼接巖心的準(zhǔn)備： 巖心采用為石英砂膠結(jié)人造巖心，尺寸規(guī)格為Φ 25 X 600_，巖心的滲透率與孔隙度與 步驟一中實(shí)際儲層情況相同，將其中一部分巖心切割成長度為450mm, 300mm, 200mm, 150mm，100mm，50mm，30mm，20 mm及10 mm若干段后續(xù)測試實(shí)際泡沫生成距離使用； 三、 通過壓力測試巖心夾持器定點(diǎn)測試巖心內(nèi)壓力，在巖心入口端，按一定氣液摩爾比 將〇)2恒壓注入、發(fā)泡劑恒速注入，固定末端回壓，監(jiān)測幾個測試點(diǎn)的壓力，得到壓力與相應(yīng) 巖心距離的數(shù)據(jù)； 四、 固定注采壓力下的泡沫推進(jìn)距離檢測： 1) 準(zhǔn)備拼接巖心，將一段段拼接的巖心放入巖心夾持器中，進(jìn)行巖心的抽空飽和水； 2) 巖心飽和油，將上述巖心放入消泡距離測試巖心夾持器中，在中間位置。處加入泡 沫檢測裝置； 3) 連接模擬實(shí)際礦場二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的裝置進(jìn)行C02泡沫驅(qū)實(shí)驗(yàn)，裝置中泡沫 驅(qū)巖心夾持器采用消泡距離測試巖心夾持器； 4) 實(shí)驗(yàn)觀察，打開監(jiān)測閥，對射式光纖傳感器配合的光纖接收器將流體分析數(shù)據(jù)反應(yīng) 到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)里； 5) 分析數(shù)據(jù)，中間位置L2處是否有泡沫，若有泡沫則消泡位置在后方某處，若無泡沫則 消泡位置在前方某處； 6) 根據(jù)5)中分析結(jié)果并結(jié)合相似原則，在巖心與實(shí)際礦場測試位置相對應(yīng)的L2+40mm、 L2+80mm……或L2-40mm、L2-80mm……處繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，觀察采出液的狀態(tài)，直至找到消泡距離 L3 ； 五、 長距離泡沫驅(qū)： 1) 準(zhǔn)備拼接巖心，將巖心放入巖心夾持器中，進(jìn)行巖心的抽空飽和水； 2) 巖心飽和油； 3) 連接模擬實(shí)際礦場二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的裝置，裝置中泡沫驅(qū)巖心夾持器采用二 次攪拌巖心夾持器，在消泡距離L3處放置磁力攪拌器，調(diào)節(jié)巖心加壓裝置使得巖心壓力為 巖心消泡處的原始壓力P，L 3+40 mm處和巖心末端分別放置一個泡沫檢測裝置； 4) 開始實(shí)驗(yàn)觀察，發(fā)泡劑經(jīng)過磁力攪拌器攪拌繼續(xù)發(fā)泡;打開L3+40 mm處檢測閥，然后 關(guān)閉L3+40 mm處檢測閥，打開巖心末端檢測閥，使驅(qū)替液流出經(jīng)過對射式光纖傳感器配合 的光纖接收器將流體分析數(shù)據(jù)反應(yīng)到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)里； 5) 分析數(shù)據(jù)，L3+40 mm處和巖心末端是否有泡沫;若L3+40 mm處與巖心末端都有泡沫， 則二次攪拌即可停止實(shí)驗(yàn);若L3+40 _處無泡沫則消泡位置在前方某處;若L3+40 _處有泡 沫巖心末端無泡沫，則消泡位置在L3+40 mm處和巖心末端之間； 6) 根據(jù)4)中分析結(jié)果在L3+8O mm、L3+120 mm......處繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，觀察采出液的狀態(tài)，直 至找到消泡距離L4,此時(shí)消泡位置的壓力為P1; 7) 分析結(jié)果:①若L3+ L4=400 mm，則二次攪拌即可實(shí)現(xiàn)模擬礦場試驗(yàn)2/3長距離泡沫 驅(qū);②若L3+ L4>400 mm，實(shí)驗(yàn)繼續(xù)，減小L3處磁力攪拌器轉(zhuǎn)速，此時(shí)L3對應(yīng)消泡距離為1^5，其 中L3+ L5=400 mm;③若L3+ L4<400 mm，實(shí)驗(yàn)繼續(xù)，在消泡距離(L3+ L4)處放置磁力攪拌器， 調(diào)節(jié)巖心加壓裝置使得巖心壓力為Pi進(jìn)行三次攪拌，確定消泡距離L6,若L 3+ L4+L6=400 mm， 則停止實(shí)驗(yàn)，若L3+ L4+ L6>400 mm，實(shí)驗(yàn)過程同②，若L3+ L4+ L6<400 mm，則實(shí)驗(yàn)過程重 復(fù)繼續(xù)，直至找到L3+ L4+......=400 mm，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
[0005]上述方案中壓力測試巖心夾持器包括玻璃巖心夾持外筒、膠筒，膠筒置于玻璃巖 心夾持外筒內(nèi)，膠筒內(nèi)放置若干段巖心，若干段巖心形成拼接巖心，模擬巖心分別設(shè)置在拼 接巖心的兩端，玻璃巖心夾持外筒的兩端設(shè)置有密封壓環(huán)，其中一端密封壓環(huán)連接頂格螺 栓調(diào)節(jié)器，從模擬巖心另一端密封壓環(huán)伸出，膠筒與玻璃巖心夾持外筒之間的環(huán)形空間為 圍壓腔，環(huán)壓加載口設(shè)置在玻璃巖心夾持外筒的背部，玻璃巖心夾持外筒的腹部設(shè)置若干 個監(jiān)測孔，壓力監(jiān)測器通過其中一個監(jiān)測孔插入到膠筒中，T型剛性密封膠塞插入到監(jiān)測孔 內(nèi)；壓力監(jiān)測裝置具有一個上端開口，下端封閉的耐壓玻璃管，耐壓玻璃管的下部設(shè)置有壓 力表和監(jiān)測閥；頂格螺栓調(diào)節(jié)器具有一個封閉腔體，模擬巖心頂格螺栓穿過腔體與模擬巖 心緊固，模擬巖心導(dǎo)流管一端伸入到封閉腔體內(nèi)，另一端穿透模擬巖心抵于拼接巖心的起 始端，另外一根模擬巖心導(dǎo)流管與拼接巖心的末端相通。
[0006] 上述方案中模擬實(shí)際礦場二氧化碳長距離泡沫驅(qū)的裝置包括恒溫箱，恒溫箱內(nèi)設(shè) 置有發(fā)泡劑活塞容器、c〇2存儲罐、發(fā)泡巖心夾持器、泡沫驅(qū)巖心夾持器、液體計(jì)量裝置、氣 體計(jì)量裝置，發(fā)泡劑活塞容器、c〇 2存儲罐分別與發(fā)泡巖心夾持器的入口端相連接，發(fā)泡巖 心夾持器的出口端通過六通連接泡沫驅(qū)巖心夾持器，六通上安裝壓力表，泡沫驅(qū)巖心夾持 器連接氣液分離器，氣液分離器分別連接液體計(jì)量裝置和氣體計(jì)量裝置，發(fā)泡劑活塞容器、 c〇2存儲罐分別連接相應(yīng)的恒壓恒速栗;泡沫驅(qū)巖心夾持器為消泡距離測試巖心夾持器或 二次攪拌巖心夾持器。
[0007] 上述方案中消泡距離測試巖心夾持器包括玻璃巖心夾持外筒、膠筒，膠筒置于玻 璃巖心夾持外筒內(nèi)，膠筒內(nèi)放置若干段巖心，若干段巖心形成拼接巖心，模擬巖心分別設(shè)置 在拼接巖心的兩端，玻璃巖心夾持外筒的兩端設(shè)置有密封壓環(huán)，其中一端密封壓環(huán)連接頂 格螺栓調(diào)節(jié)器，從模擬巖心另一端密封壓環(huán)伸出，膠筒與玻璃巖心夾持外筒之間的環(huán)形空 間為圍壓腔，環(huán)壓加載口設(shè)置在玻璃巖心夾持外筒的背部，玻璃巖心夾持外筒的腹部設(shè)置 若干個監(jiān)測孔，輸出液導(dǎo)流管通過其中一個監(jiān)測孔插入到膠筒中，T型剛性密封膠塞插入到 其余的監(jiān)測孔內(nèi)，輸出液導(dǎo)流管下端插入到流體收納器中，輸出液導(dǎo)流管上安裝有對射式 光纖傳感器，回壓閥安裝在對射式光纖傳感器下面，對射式光纖傳感器連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī) 內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);頂格螺栓調(diào)節(jié)器具有一個封閉腔體，模擬巖心頂格螺栓穿過腔體與 模擬巖心緊固，模擬巖心導(dǎo)流管一端伸入到封閉腔體內(nèi)，另一端穿透模擬巖心抵于拼接巖 心的起始端，另外一根模擬巖心導(dǎo)流管與拼接巖心的末端相通。
[0008]上述方案中二次攪拌巖心夾持器包括玻璃巖心夾持外筒、膠筒，膠筒置于玻璃巖 心夾持外筒內(nèi)，膠筒內(nèi)放置若干段巖心，若干段巖心形成拼接巖心，模擬巖心分別設(shè)置在拼 接巖心的兩端，玻璃巖心夾持外筒的兩端設(shè)置有密封壓環(huán)，其中一端密封壓環(huán)連接頂格螺 栓調(diào)節(jié)器，從模擬巖心另一端密封壓環(huán)伸出，膠筒與玻璃巖心夾持外筒之間的環(huán)形空間為 圍壓腔，環(huán)壓加載口設(shè)置在玻璃巖心夾持外筒起始端的背部，玻璃巖心夾持外筒的腹部設(shè) 置若干個監(jiān)測孔，輸出液導(dǎo)流管通過其中兩個監(jiān)測孔插入到膠筒中，T型剛性密封膠塞插入 到其余的監(jiān)測孔內(nèi)，輸出液導(dǎo)流管下端插入到流體收納器中，輸出液導(dǎo)流管上安裝有對射 式光纖傳感器，回壓閥安裝在對射式光纖傳感器下面，對射式光纖傳感器連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算 機(jī)內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);頂格螺栓調(diào)節(jié)器具有一個封閉腔體，模擬巖心頂格螺栓穿過腔體 與模擬巖心緊固，模擬巖心導(dǎo)流管一端伸入到封閉腔體內(nèi)，另一端穿透模擬巖心抵于拼接 巖心的起始端，另外一根模擬巖心導(dǎo)流管與拼接巖心的末端相通;拼接巖心中某兩個巖心 間設(shè)置有腰鼓狀磁力攪拌器，加壓管設(shè)置在腰鼓狀磁力攪拌器的上方，加壓管伸入到膠筒 內(nèi)，加壓管上設(shè)置加壓表和加壓閥;腰鼓狀磁力攪拌器的下方設(shè)置底部磁驅(qū)動裝置，磁力攪 拌器包括腰鼓狀空心外殼，腰鼓狀空心外殼設(shè)置在有機(jī)玻璃筒內(nèi)，腰鼓狀空心外殼外壁布 滿錐形齒，腰鼓狀空心外殼底部設(shè)置圓柱