一種CO2混相驅油效率和剩余油分布評價方法和專用裝置與流程

本發明涉及一種CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價方法和專用裝置，屬于油氣田開發實驗技術領域。

背景技術：

混相是CO₂驅區別于其他氣驅方式(如空氣驅、氮氣驅)的關鍵，能夠實現CO₂高效驅油。目前，針對CO₂與原油混相的研究主要集中于CO₂與原油的最小混相壓力測定，即達到最小混相壓力之后可實現混相，但無法模擬油藏多孔介質條件下原油與CO₂如何混相，無法計算混相后驅油效率及分析剩余油類型，影響對CO₂混相驅效果的評價。而測定CO₂混相驅的實驗方法主要有兩種：一種是在巖心驅替實驗后端添加可視化窗口，即在巖心驅替實驗的產出端添加一個可視化窗口，近似于觀察產出管線中流體的外觀，從而評價是否達到混相，但是巖心內混相過程及剩余油分布規律不明確，影響評價結果的準確性；另一種是采集生產井不同時段產出流體樣品，利用液相色譜儀和氣相色譜儀分析原油、氣體的組成，獲得不同時段產出流體中CO₂、C₁～C₃等原油組分的變化規律，確定CO₂與原油混相后的產出油組成(混相均勻的產出油以輕質組分為主)，但是仍存在巖心內CO₂與原油混相過程及剩余油分布規律不明確的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價方法，以解決現有技術存在的巖心內CO₂與原油動態混相過程及剩余油分布規律不明確的問題。

同時，本發明再提供一種專用于上述CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價的裝置。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

專用于CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價的裝置，由注采模擬系統、數據采集處理系統組成，其中：

注采模擬系統由注入裝置、產出裝置、增壓裝置、模擬油藏的密閉容器及置于密閉容器內的模擬油藏巖心的試樣構成；

數據采集處理系統包括置于模擬油藏密閉容器的透光通道下方的光源和其透光通道上方的攝像裝置，攝像裝置與數據處理裝置相連接。

一種CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價方法，其步驟包括：

(1)依據油藏真實巖心結構及其物性參數，通過軟件計算、模擬出巖心孔道結構，采用激光在透明材料制作的底蓋中心凹槽端面處雕刻，形成模擬油藏巖心的試樣；將模擬油藏巖心的試樣安裝在密閉容器的透光通道處；

(2)根據現場測試的油藏壓力、溫度，通過加熱保溫裝置使密閉容器恒溫至油藏溫度，通過增壓裝置和產出裝置所包括的背壓裝置使密閉容器增壓至油藏壓力，建立包括由注入裝置、產出裝置、增壓裝置、密閉容器及置于密閉容器內的模擬油藏巖心的試樣組成的注采模擬系統；

(3)將光源置于密閉容器的透光通道下方，攝像裝置置于密閉容器透光通道上方，攝像裝置與數據處理裝置相連接，建立數據采集處理系統；

(4)在注采模擬系統的注入裝置的中間容器內分別灌裝原油、水和CO₂驅替介質，由注采模擬系統的柱塞泵依次將水、原油注入到密閉容器內模擬油藏巖心的試樣中，形成模擬油藏原始狀態；

(5)由注采模擬系統的柱塞泵將中間容器內的水、CO₂經過多通閥依次注入到密閉容器內模擬油藏巖心的試樣中，利用注采模擬系統依次模擬水驅、超臨界CO₂驅的生產井開發狀況，采用數據采集處理系統記錄不同開發方式驅油過程及剩余油分布狀態，確定不同開發階段CO₂與原油動態混相過程和CO₂混相驅波及范圍的變化，定量評價不同開發方式的驅油效率和剩余油分布狀態。

本發明的有益效果：

本發明利用模擬油藏真實物性的注采模擬系統和數據采集系統，可直觀評價試樣內CO₂與原油多次接觸混相過程，確定CO₂驅在油藏內的驅油效率、波及范圍、剩余油分布特征，指導現場CO₂驅方案的調整，同時本發明提供的實驗裝置可用于高溫高壓條件下水驅、化學驅、氣驅等不同開發方式驅油機理的研究。

附圖說明

圖1為本發明專用裝置的結構示意圖；

圖2為模擬油藏巖心的試樣的結構示意圖；

圖3為模擬油藏巖心的試樣的俯視圖；

圖4為模擬油藏巖心的試樣中剩余油的分布圖；

圖5為模擬油藏巖心的試樣中剩余CO₂的分布圖。

具體實施方式

下述實施例僅對本發明作進一步詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。

實施例1

如圖1所示，專用于CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價的裝置包括注采模擬系統和數據采集處理系統，其中：

注采模擬系統由注入裝置、產出裝置、增壓裝置、密閉容器7及置于密閉容器7內的模擬油藏巖心的試樣5構成，注采模擬系統放置于恒溫箱14中；

數據采集處理系統包括置于密閉容器7的透光通道下方的光源9和其透光通道上方的攝像裝置11，攝像裝置11與數據處理裝置10相連接。

所述的注入裝置包括高壓注入管線4及安裝在高壓注入管線4上的柱塞泵401、中間容器402、第一多通閥405、第二多通閥403，以及安裝在第二多通閥403上的壓力傳感器404，中間容器402至少兩個容器并聯，中間容器402內分別灌裝原油和水、CO₂作為驅替介質。

所述的產出裝置包括產出管線6及并聯在產出管線6上的背壓裝置13、調壓泵1和產出液采集裝置2。

所述的增壓裝置包括增壓管線3及安裝在增壓管線3上的增壓泵301、閥門302和壓力傳感器303。

所述的密閉容器7上安裝有加熱保溫裝置12，其內腔與增壓裝置和產出裝置連通。密閉容器7的上、下蓋板上設有由透明材料制作的透光通道8，置于密閉容器7內的模擬油藏巖心的試樣5安裝在密閉容器7的透光通道8處。

模擬油藏巖心的試樣5如圖2、圖3所示，試樣5包括由耐溫耐壓透明材料制作的底蓋501和壓蓋502，底蓋501的上端面上雕刻模擬油藏的孔道506，在其孔道506的兩端分別開有與注入裝置的高壓注入管線4連通的進液孔503和與產出裝置的產出管線6連通的出液孔504；壓蓋502為與底蓋501形狀和結構相同的透光體，由固定螺栓505與底蓋501固定，底蓋501的雕刻模擬油藏的孔道506周邊鑲嵌有密封環507。

本實施例CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價方法，包括以下步驟：

1)依據某油藏真實巖心結構及其物性參數，通過軟件計算、模擬出巖心孔道后，采用激光在透明材料制作的模擬油藏巖心試樣5的底蓋501上端面處雕刻模擬孔道506；將模擬油藏巖心的試樣5安裝在密閉容器7的透光通道處8；

2)依據油藏溫度82.5℃，設定加熱保溫裝置12至油藏溫度82.5℃；依據油藏壓力20MPa，通過調壓泵1將背壓裝置13調至20MPa，通過增壓裝置使密閉容器7增壓至20MPa，建立包括由注入裝置、產出裝置、增壓裝置、密閉容器7及置于密閉容器7內的模擬油藏巖心的試樣5組成的注采模擬系統，注采模擬系統放置于恒溫箱14中；

3)將光源9置于密閉容器7的透光通道8下方，攝像裝置11置于密閉容器7的透光通道8上方，攝像裝置11與數據處理裝置10相連接，建立數據采集處理系統；

4)注采模擬系統的注入裝置的中間容器402內分別灌裝有原油、水、CO₂，由注采模擬系統的柱塞泵401依次將中間容器402內的水、油經過第二多通閥403依次注入到密閉容器7內模擬油藏巖心的試樣5中，形成模擬油藏原始狀態；

5)利用注采模擬系統的柱塞泵401和第一多通閥405將中間容器402內的水、CO₂經第二多通閥403依次注入到密閉容器7內模擬油藏巖心的試樣5中，利用注采模擬系統依次模擬水驅、超臨界CO₂驅的生產井開發狀況，采用數據采集處理系統記錄不同開發方式驅油過程及剩余油分布狀態，確定不同開發階段CO₂與原油動態混相過程和CO₂混相驅波及范圍的變化，定量評價不同開發方式的驅油效率和剩余油分布狀態。

模擬油藏巖心的試樣5中CO₂驅后剩余油分布狀態如圖4所示，由于CO₂與原油的混相作用，模擬油藏巖心的試樣5中部剩余油減少，剩余油呈零星分布。CO₂混相驅對波及范圍的改善效果如圖5所示，CO₂驅后剩余油分布以油藏邊角部為主。通過剩余油定量計算得出如表1所示的油藏整體剩余油飽和度51.33％。表明本發明中CO₂混相驅油效率和剩余油分布評價方法和專用裝置可連續地、直觀地記錄CO₂在多孔介質內與原油動態混相驅油過程，定量的分析CO₂混相驅油效率及剩余油分布狀態等。

表1模擬油藏巖心試樣中CO₂驅后剩余油定量評價表