CN113062722A - 一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱油实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱油实验方法，包括：调节恒温箱温度至地层温度，给岩心抽真空；向岩心注入地层水，将岩心饱和束缚水；向岩心驱替脱气原油，直至气液分离器中不出水，测量气液分离器中地层水的体积，得到岩心孔隙体积；向岩心驱替未脱气原油，直至气液分离器中气油比与未脱气原油的气油比一致；打开注入水中间容器和注入气中间容器两端阀门和三通阀，使两个中间容器连通；打开岩心夹持器入口端，驱替泵以恒速模式向岩心进行水气交替驱替；读取分离器中油体积和气量计中气体积，计算原油采收率。本发明能保证水气交替驱替中注入水和注入气体积计量的精准性，为长岩心水气平稳交替驱油实验提供工具和方法。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱替油实验方法。
背景技术
随着当前油气勘探开发进程的大幅提高，低渗、特低渗油藏在新勘探开发的比例逐渐增加。低渗、特低渗油藏存在渗透率低、孔隙度低的特点，因此常规的注水驱替存在见效慢、采收率低等问题。注气开发是低渗透储层油藏的重要开发方式之一，但是直接注气驱替容易形成不利的流度比，导致气体突破，严重影响采收率。针对这一问题，水气交替驱替技术既能改善微观驱油效果减小油相流动阻力，增大水相的渗透阻力，还能提高宏观波及效率，提高驱油效率，在国内外已经被广泛重视和推广应用。
通过室内物理模拟实验，可以根据要求探究合适的注入方式、注入速度、注入时机和水气交替体积比等参数，评价水气交替驱替实验的提高采收率效果。随着现有水气交替驱替实验驱替压力不断上升因素的影响，注入的流体大多都用于提高注入样品的压力，而未实际注入岩心，导致注入量失真和注入体积不准；在交替驱替切换装有气体和注入水的中间容器时，由于不同中间容器中的压力不相等而导致注入气和注入水的注入能力差异较大，甚至出现流体倒流的现象，因而无法准确实现水气交替体积比例，导致注入压差不连续或某一相明显比实际注入量偏少或偏多；同时用于注入的气体通常直接排进大气中，导致计量不准确。因此，建立保持同样注入压力及掌握有效注入体积的控制方法对水气交替的模拟实验十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱油实验方法，该方法原理可靠，操作简便，测试精度高，通过增设三通阀和单向阀保持装有注入气和注入水的中间容器的压力相同，并以出口采出原油和气体体积为基准来进行体积计量，以确保注入量的准确性。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
首先将岩心洗净、烘干，装入夹持器并放置于恒温箱；升温至地层温度，对岩心夹持器中岩心抽真空，直至100pa以下；利用驱替泵使装有注入水和注入气的中间容器保持在相同压力，并根据实验要求交替进行驱替，模拟地层条件下油藏水气交替驱替过程；读取气液分离器中油的体积和气量计中气体体积，判断驱替程度。
一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱油实验方法，依靠水气交替驱替实验装置完成，该装置包括驱替泵、注入水中间容器、注入气中间容器、岩心夹持器、围压泵、回压泵、气液分离器和气量计，岩心夹持器、注入水中间容器、注入气中间容器位于恒温箱中，岩心夹持器的入口端分别通过注入水中间容器、注入气中间容器连接驱替泵，出口端通过回压阀分别连接回压泵和气液分离器、气量计，岩心夹持器连接围压泵，两端连有压力传感器，所述注入水中间容器、注入气中间容器的两端均设置阀门，并通过三通阀连接岩心夹持器入口端，该方法依次包括以下步骤：
(1)将岩心洗净、烘干，置于岩心夹持器中，调节恒温箱温度至地层温度，给岩心抽真空到100Pa以下；
(2)通过驱替泵向岩心注入地层水，将岩心饱和束缚水直至实验所需压力，同步提高围压和回压至实验所需压力；
(3)通过驱替泵以恒速模式向岩心驱替脱气原油，直至气液分离器中不出水，测量气液分离器中地层水的体积，得到岩心的孔隙体积；
(4)通过驱替泵以恒速模式向岩心驱替未脱气原油，直至气液分离器中气油比与未脱气原油的气油比一致；
(5)关闭岩心夹持器入口端，打开注入水中间容器和注入气中间容器两端阀门和三通阀，使两个中间容器连通；
(6)打开岩心夹持器入口端，启动驱替泵以恒速模式向岩心进行水气交替驱替；进行水驱时，关闭三通阀连接注入气中间容器的阀门；进行气驱时，关闭三通阀连接注入水中间容器的阀门；
(7)根据驱替泵驱替体积示数、气液分离器中被驱原油体积计算油饱和度So，在水气均未突破情况下求出气驱段塞时应采出油体积Vfgo或水驱段塞时应采出油体积Vfwo，待驱替到实验要求的段塞体积后，关闭此注入流体中间容器阀门，打开另一注入流体中间容器阀门；
气驱段塞时应采出油体积：
水驱段塞时应采出油体积：
式中，Vfgo—气驱段塞时应采出油体积；
Vfwo—水驱段塞时应采出油体积；
Vp—岩心孔隙体积；
So—油饱和度；
Vd—段塞大小；
GWR—气水比；
Bo—油体积系数；
(8)重复步骤(6)、(7)，直至气液分离器中不再有原油进入，读取分离器中油体积和气量计中气体积，计算原油采收率。
与现有技术相比，本发明操作简单，易于安装避免多次拆装；通过保持水气交替驱替时注入水和注入气中间容器的压力相同和安装单向阀，克服由于压力不同而导致的回流和压力波动问题；收集并计量注入气体，保证水气交替驱替实验中注入水和注入气体积计量的精准性，排除注入水气在岩心中突破前由于压力上升对实际注入岩心中的流体体积的影响，尤其是中低渗岩心中，为水气交替实验的注入体积精准控制提供工具和方法。
附图说明
图1是一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱替油实验方法流程图。
图1中：1、21-驱替泵；2、22-驱替泵阀门；3、4、5、9、10、11、23、24、27、28-中间容器阀门；6-装有活油(未脱气原油)的中间容器；7-装有地层水的中间容器；8-装有死油(脱气原油)的中间容器；；12、16-阀门；13、15-压力表；14-岩心夹持器；17-过滤器；18-回压阀；19-气液分离器；20-气量计；25-装有注入气体的中间容器；26-装有注入水的中间容器；29-三通阀；30-围压泵；31-围压泵阀门；32-回压泵；33-压力传感器；34-恒温箱；35、36-单向阀；37-三通阀。
具体实施方法
下面根据附图进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
参看图1。
一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱替油实验方法，依靠水气驱替装置完成，该装置包括：装有活油(未脱气原油)的中间容器6两端分别有阀门3和阀门9，装有地层水的中间容器7两端分别有阀门4和阀门10，装有死油(脱气原油)的中间容器8两端分别有阀门5和阀门11，驱替泵1上装有阀门2，装有驱替气体的中间容器25两端分别有阀门23、27，装有注入水的中间容器26两端分别有阀门24、28，单向阀35、36通过管线与三通阀29连接，三通阀29通过管线连接岩心夹持器14的入口端，岩心夹持器的入口端、出口端装有压力表13、15，出口端连接过滤器17、回压阀18，回压阀18连接回压泵32和气液分离器19、气体计量器20，中间容器6、7、8、25、28和岩心夹持器14均置于恒温箱34中。
该方法包括：
(1)将岩心洗净、烘干并装入置于恒温箱34中的岩心夹持器14中，接好管线并调节温度至地层温度，抽真空到100Pa以下；
(2)将装有地层水的中间容器7、装有死油(脱气原油)的中间容器8、装有活油(未脱气原油)的中间容器6、装有注入水的中间容器26和装有注入气的中间容器25压力提升至地层压力；
(3)打开岩心夹持器14和装有地层水的中间容器7的两端阀门4和10，打开驱替泵1向岩心中饱和束缚水直至实验所需压力，并恒定压力6h以上确保岩心完全饱和束缚水，同时同步提高围压和回压至实验所需压力；
(4)关闭装有地层水的中间容器的出口端阀门10，打开装有死油(脱气原油)的中间容器的两端阀门5和11，驱替泵1以恒速模式驱替死油直至气液分离器中不出水，通过测量气液分离器19中地层水的体积得出岩样孔隙体积，驱替泵1以恒压模式保持地层压力恒定24小时；
(5)关闭装有死油(脱气原油)的中间容器的出口端阀门11，打开装有活油(未脱气原油)的中间容器的两端阀门3和9，驱替泵1以恒速模式驱替直至气液分离器中油样气油比与活油的气油比一致时，暂停12小时再驱，直到不同次数驱出的气油比均与活油一致；
(6)关闭岩心夹持器入口端阀门12，打开装有注入水的中间容器26和装有注入气25的中间容器两端阀门24、28和23、27，打开三通阀29两端阀门，使装有注入水的中间容器26和装有注入气的中间容器25压力连通；
(7)打开岩心夹持器入口端阀门12，启动驱替泵21以恒速模式根据实验要求进行水气交替驱替。进行水驱时，需关闭阀门27；进行气驱时，需关闭阀门28；
(8)根据驱替泵21驱替体积示数和气液分离器19中被驱原油体积计算油饱和度So，在水气均未突破情况下求出本次应采出的原油体积Vfgo或Vfwo，待驱替到实验要求的段塞体积后，关闭装有此注入流体的中间容器的出口端阀门，并打开装有另一驱替流体的中间容器的阀门；
(9)重复步骤(7)、(8)，直至气液分离器19中不再有原油进入时，停止实验，并读取气液分离器19中原油体积和气量计20中气体体积，计算原油采收率。
Claims (2)
1.一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱油实验方法，依靠水气交替驱替实验装置完成，该装置包括驱替泵、注入水中间容器、注入气中间容器、岩心夹持器、围压泵、回压泵、气液分离器和气量计，岩心夹持器、注入水中间容器、注入气中间容器位于恒温箱中，岩心夹持器的入口端分别通过注入水中间容器、注入气中间容器连接驱替泵，出口端通过回压阀分别连接回压泵和气液分离器、气量计，岩心夹持器连接围压泵，两端连有压力传感器，所述注入水中间容器、注入气中间容器的两端均设置阀门，并通过三通阀连接岩心夹持器入口端，其特征在于，该方法依次包括以下步骤：
(1)将岩心洗净、烘干，置于岩心夹持器中，调节恒温箱温度至地层温度，给岩心抽真空；
(2)通过驱替泵向岩心注入地层水，将岩心饱和束缚水直至实验所需压力，同步提高围压和回压至实验所需压力；
(3)通过驱替泵以恒速模式向岩心驱替脱气原油，直至气液分离器中不出水，测量气液分离器中地层水的体积，得到岩心的孔隙体积；
(4)通过驱替泵以恒速模式向岩心驱替未脱气原油，直至气液分离器中气油比与未脱气原油的气油比一致；
(5)关闭岩心夹持器入口端，打开注入水中间容器和注入气中间容器两端阀门和三通阀，使两个中间容器连通；
(6)打开岩心夹持器入口端，启动驱替泵以恒速模式向岩心进行水气交替驱替；进行水驱时，关闭三通阀连接注入气中间容器的阀门；进行气驱时，关闭三通阀连接注入水中间容器的阀门；
(7)根据驱替泵驱替体积示数、气液分离器中被驱原油体积计算油饱和度So，在水气均未突破情况下求出气驱段塞时应采出油体积Vfgo或水驱段塞时应采出油体积Vfwo，待驱替到实验要求的段塞体积后，关闭此注入流体中间容器阀门，打开另一注入流体中间容器阀门；
(8)重复步骤(6)、(7)，直至气液分离器中不再有原油进入，读取分离器中油体积和气量计中气体积，计算原油采收率。
2.如权利要求1所述的一种长岩心水气平稳交替和精准体积驱油实验方法，其特征在于，所述步骤(7)中，气驱段塞时应采出油体积计算如下：
水驱段塞时应采出油体积计算如下：
式中Vfgo—气驱段塞时应采出油体积；
Vfwo—水驱段塞时应采出油体积；
Vp—岩心孔隙体积；
So—油饱和度；
Vd—段塞大小；
GWR—气水比；
Bo—油体积系数。
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