內的環 壓。經過上述組裝后，形成巖心夾持裝置主體，最后將巖心夾持裝置主體安裝到底座上，以 完成巖心夾持裝置的組裝。
[0043] 3、分質分注系統的安裝
[0044] 分注分采系統包括恒溫箱、高滲層注入平流栗、中滲層注入平流栗、低滲層注入平 流栗、高滲層注入活塞容器、中滲層注入活塞容器、低滲層注入活塞容器、高滲層注入壓力 表、中滲層注入壓力表、低滲層注入壓力表、高滲層注入閥門、中滲層注入閥門、低滲層注入 閥門、特制巖心夾持裝置、裸露巖心模型、高滲層采出閥門、中滲層采出閥門、低滲層采出閥 門、高滲層采出液量筒、中滲層采出液量筒、低滲層采出液量筒、驅替管線，其結構示意圖如 圖1所示。將上述高滲層、中滲層、低滲層活塞容器、壓力表、注入閥門、內裝有巖心模型的 能實現壓裂措施的特制巖心夾持器、高滲層、中滲層、低滲層采出端閥門、量筒和驅替管線 放置于恒溫箱內部，并且用驅替管線將各實驗儀器連接到一起。首先將各活塞容器內部驅 替液提供運移的動力的平流栗的出口端通過驅替管線連接到所對應的高、中、低滲透層活 塞容器底部的入口端，再由所對應的高、中、低滲透層活塞容器頂部的出口端通過驅替管線 連接到對應的裝有壓力表六通的入口端，然后通過驅替管線分別將各個六通的出口端與其 壓力表所對應的高、中、低滲透層注入控制閥門的入口端相連，最后通過驅替管線將注入控 制閥門與對應的特制巖心夾持器的三個巖心壓裂器的螺紋連接口相連，使得整個實驗的注 入系統連接完畢。整個實驗的采出系統通過采出端可調節堵頭通道的螺紋接口分別與所對 應高、中、低滲透層采出控制閥門的入口端通過驅替管線連接，最后通過驅替管線將高、中、 低滲透層采出控制閥門與所對應的滲透層量筒連接使得采出液能得到計量，整個實驗的采 出系統安裝完畢，即整個實驗流程裝置安裝完畢。
[0045] 4、定向裂縫長度數據模板測試試驗
[0046] 將滲透率分別為50md、150md、250md的裸露巖心制作成裸露巖心模型，放置步驟 (2)中已組裝好的巖心夾持器中，巖心壓裂器更換不同的壓裂頭，通過壓裂頭機械壓裂巖心 表面，進行不同壓裂程度（即旋入深度）與壓裂裂縫長度關系的測試實驗，得到旋入深度與 裂縫長度的關系圖如3所示，實驗中巖心壓裂頭的旋入深度在0-12_之間，同樣的壓裂程 度下，高滲透層的壓裂裂紋長度最長，低滲層的壓裂裂紋長度最短。通過上述實驗，可以得 到壓裂程度（即旋入深度）與壓裂裂縫長度對應數值關系，從而獲得定向裂縫長度數據模 板，為接下來的驅替實驗壓裂程度的控制提供實驗依據。該數據模板如表1所示。
[0047] 表1定向裂縫長度數據模板（單位:mm)
[0048]
[0049] 5、驅替實驗
[0050] 實驗條件：選用原油粘度為9. 8mPa?s，地層水礦化度為6778mg/L，注入速度 0. 3ml/min，聚合物皆為大慶煉化公司生產普通聚丙烯酰胺干粉，A分子量聚合物注入濃度 為650mg/L，B分子量聚合物注入濃度為500mg/L，C分子量聚合物注入濃度為400mg/L。
[0051] 實驗方案如下表：
[0052] 表2巖心模型I實驗方案
[0056] 實驗過程：
[0057] 在室內實驗開始之前，首先，根據實驗方案要求，安裝巖心壓裂器所需不同傾角的 壓裂頭，將巖心壓裂器旋入巖心夾持器注入端可調節堵頭通道中；其次，對裝有巖心模型的 巖心夾持器進行抽空、飽和水、飽和油處理；再次，進行室內實驗的前期水驅，采用籠統注入 方式，在整體含水率達到90%時，停止前期水驅。再次，三種傾斜角度的巖心壓裂器對巖 心模型進行機械壓裂且低、中、高滲層的壓裂程度相同，待壓裂結束后再進行分層分注聚合 物，其注入量均為0. 3PV，最后進行后期水驅直至含水率達到98 %，并且記錄整個實驗的數 據。
[0058] 實驗部分數據及圖表如下：
[0059] 表4實施例驅替實驗采收率數據表
[0060]
[0061] 通過表4中的數據可以說明：在相同條件下，經壓裂處理的巖心模型II的采收率 高于未經壓裂處理巖心模型II的采收率，巖心模型II波及面積更大，波及效果更好。由此 可見，采取壓裂措施能夠提高巖心的采收率，這與礦場試驗的結果相一致。說明本實驗方法 能夠準確的模擬礦場試驗巖心壓裂開采情況。
[0062] 圖4為巖心模型I的綜合含水率、采收率與注入PV數的關系圖；圖5為巖心模型 I各驅階段各層分流率與注入PV數的關系圖；
[0063] 通過圖4可以得出：在未壓裂實驗方案中，水驅階段的含水率達到90 %時，水驅在 驅替巖心中剩余油的過程中已經起不到很大的作用；聚合物驅替時，在綜合采收率穩步上 升的基礎上，其綜合含水率開始呈現快速下降趨勢，隨著巖心中剩余油的逐步減少，在聚驅 后期含水率開始上升。整個聚驅階段含水率曲線呈"V"字型，并且出現一個含水率最低點。 通過圖5可以看出，由于低滲透層的孔喉直徑較小，在聚驅開始初期聚合物優先進入高滲 層，隨著聚合物的注入量增大，高滲層的滲流阻力增加，導致注入壓力升高，當注入壓力達 到低滲層啟動壓力時，低滲層開始吸液，低滲層分流率開始上升。
[0064] 圖6為巖心模型II的綜合含水率、采收率與注入PV數的關系圖；圖7巖心模型II 各階段各層分流率與注入PV數的關系圖。通過圖6、圖7可以得出：
[0065] 在壓裂實驗方案中水驅階段在綜合含水率達到90%后開始進行壓裂聚驅，通過對 比圖6和圖4可以看出，兩個實驗方案聚驅階段含水率的曲線趨勢有著很明顯的區別，在注 入相同量聚合物的基礎上，壓裂實驗方案聚驅的低含水期更加長，壓裂實驗方案聚驅階段 綜合含水率曲線呈現"U"型。同樣可以看出壓裂實驗方案中聚驅階段采收率的提高幅度明 顯高于未壓裂實驗方案的聚驅階段。通過對比圖7和圖5可以看出，雖然高、中滲透層的并 沒有非常明顯的變化，但是低滲透層分流率明顯升高，而且升高幅度很大，這說明通過壓裂 降低了低滲層的啟動壓力，使得聚合物更加容易注入低滲透層，使得低滲透層的動用程度 增加，從而增加了聚合物驅的波及面積提高的波及效率，使得達到提高最終采收率的效果。
[0066] 通過上述實驗結果可以得出，本發明實驗方法的測試結果與礦場試驗的結果相一 致，說明本實驗方法能夠在室內實驗分層注采的過程中實現壓裂開采，能夠準確的模仿礦 場的壓裂開采情況。并且，該試驗方法能夠有效實現各層系的分層精細開發，并能夠實現對 各滲透層的有效調控與監測，特別是對低滲透層的開采措施調節具有很好的效果，能夠給 出準確驅油效果評價，有利于日后室內實驗中對分層系分質注采的研究，能夠為礦場中的 精細分層開采在室內模擬實驗中提供技術支持。
[0067] 顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發明專利公開的 內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過并且根據附圖描述了實施例，但本發明專利 不限制由附圖示例和在實施例中的描述，實施例中的描述作為實施本發明專利的教導的特 定例子，是目前認為的最佳模式。本發明專利的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權 利要求的任何實施例。
【主權項】
1. 一種模擬礦場分質分注的實驗方法，其特征在于，包括步驟如下： (1) 制備具有多層巖心滲透層結構的裸露巖心模型； (2) 巖心夾持器的組裝； 將制作的裸露巖心模型放入耐壓密封膠套中，將耐壓密封膠套鑲嵌在圓筒中，耐壓密 封膠套兩端用密封壓環固定；兩個可調節堵頭分別從耐壓密封膠套的兩端插入，形成注入 端可調節堵頭和采出端可調節堵頭；堵頭調節器圓環端插入可調節堵頭與耐壓密封膠套間 的空隙，并與可調節堵頭的卡扣相抵，堵頭調節器扣栓端與圓筒連接，保證可調節堵頭與裸 露巖心模型相抵；將若干個巖心壓裂器旋入注入端可調節堵頭通道內； (3) 分質分注系統的安裝 將巖心夾持器放置于恒溫箱內部；平流栗、活塞容器、壓力表和注入端閥門通過驅替管 線依次連接形成多條注入通路與多個巖心壓裂器調節桿端連接；巖心破裂器內部設有驅替 液通道，其與注入通路連通；采出控制閥門和量筒依次連接形成多條采出通路通過驅替管 線與采出端可調節堵頭通道連接； (4) 定向裂縫長度數據模板測試試驗 調整巖心壓裂器在注入端可調節堵頭通道中的旋入深度，測量壓裂頭壓入不同滲透層 巖心時壓裂器旋入深度與產生壓裂裂縫長度關系，建立數據模板； (5) 驅替試驗 調整巖心壓裂器壓裂頭的傾斜角度，將上述巖心壓裂器旋入注入端可調節堵頭通道， 根據步驟（4)的數據模板確定旋入深度；對分質分注系統中裝有的裸露巖心模型進行前期 水驅、壓裂后化學劑驅替、后期水驅；測量各巖心滲透層的采收率。2. 如權利要求1所述的模擬礦場分質分注實驗方法，其特征在于，所述步驟（1)中裸露 巖心模型采用多層非均質裸露巖心模型，注采方式為多注多采，裸露巖心模型兩端的注采 口位于每一層的中心點處。3. 如權利要求2所述的模擬礦場分質分注實驗方法，其特征在于，每一層的注采口均 設有帶圓形小通道的電木板，電木板在巖心表面固定。4. 如權利要求2或3所述的模擬礦場分質分注實驗方法，其特征在于，所述步驟（1)中 裸露巖心模型采用三層非均質裸露巖心模型，注采方式為三注三采。5. 如權利要求1所述的模擬礦場分質分注實驗方法，所述步驟（5)中的巖心壓裂器壓 裂頭的傾角范圍在〇~40°之間。
【專利摘要】本發明涉及一種模擬礦場分質分注的實驗方法，該方法包括(1)制備具有多層巖心滲透層結構的裸露巖心模型；(2)巖心夾持器的組裝；(3)分質分注系統的安裝；(4)定向裂縫長度數據模板測試實驗；(5)驅替實驗。該方法能實現在實驗過程中對巖心模型進行定向壓裂，壓裂時可以控制壓裂程度，壓裂方向，提高室內實驗模擬礦場試驗的精確性，使實驗更具指導意義。
【IPC分類】G01N33/24
【公開號】CN105067792
【申請號】CN201510386894
【發明人】宋考平, 皮彥夫, 劉麗, 龔亞, 付京, 柏明星, 黎政權, 李泉志
【申請人】東北石油大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月3日