模拟水平井超压亏压的方法以及装置

本公开涉及石油与天然气开发领域，具体地说，涉及一种用于实验室内，能够对水平井超压亏压状态进行模拟的装置及方法。

背景技术：

1、邓运华发表的国家科技重大专项支撑中国海油增储上产中提及到油田需要发育有足够大、足够厚的超压“泥被子”，能封盖住油气，形成大气田，可知超压亏压实验在提高油田采收率方面可发挥重要作用。由于工作环境复杂、实验条件限制、数据获取困难以及流体复杂性等原因，水平井室内压力实验相对困难，需要进行更多的技术研究和方法改进才能实现。室内进行水平井超压亏压实验的目的是模拟水平井的工作状态，通过对压力变化的研究，了解和分析水平井在不同工况下的动态响应和流体行为。结合室内实验数据，应用到现场实际生产，以达到更好的指导效果。但是，目前针对水平井，在室内实验中能够开展的仅为水平井吞吐实验和水平井驱油效率实验，尚无针对水平井进行超压亏压模拟的实验装置以及有效的模拟方法。

技术实现思路

1、本公开提出了一种模拟水平井超压亏压的方法以及装置，能够解决背景技术中提出的现有技术问题，并且能够通过模拟操作，可同时完成室内水平井超压以及亏压实验，提高了获得数据的效率。

2、本公开所述的模拟水平井超压和亏压的方法，其特征在于包括如下步骤：

3、第一步，制作平板岩心，按照实际地层水及注入水矿化度对饱和水及驱替水进行配置，对平板岩心进行称重，进行12小时的抽真空处理，然后进行饱和矿化度水，通过称重法测定孔隙度φ；

4、

5、式中：vo为岩样体积；vg为孔隙空间体积；

6、第二步，对经由第一步获得的平板岩心进行饱和油处理，记录饱和进岩心的原油体积以及含油饱和度，然后进行老化处理；

7、第三步，在经由第二步处理后的平板岩心上设置两口水平井，在岩心两侧，平板岩心四个角处各设有一口采油井，岩心中心为一口注水井，每口井旁设有一个测压点以及电阻测量单元，用于连接压力检测器检测压力变化，将所述平板岩心置入模拟装置中，将模拟装置中的保温单元温度设定为定值；在采油井和水平井的采出管道设有开关，用于连接采收液连接管道，注水井的注水通道设有开关用于连接注入液存储管道，每个管道设有流体速度检测计，所述平板岩心处于保温单元中，所述保温单元用于模拟地层温度；

8、第四步，对经由第三步获得的平板岩心中的注水井以恒速法进行驱替，驱替时监测压力以及电阻值并记录，使用量筒收集采出液，读出产液量，产水量以及产油量，计算含水率。当全区实时采出程度达到25％时停止驱替，并计算实时采出程度r，根据采出程度可判定实验效果：

9、

10、式中：np为累产油量；n为地质储量；

11、第五步，模拟水平井超压，启动模拟装置中的压力泵，使可逆电机处于正转状态，关闭平板岩心中的采油井，继续保持注水，持续注入一段时间，直至无法注入时，开启平板岩心中的水平井，计算注入超压压力值pw；

12、pw＝pt-pf

13、式中：pw为注入超压压力值；pt为注入压力；pf为压力损失；

14、记录处于水平井超压下的岩性、孔隙度和渗透率；

15、第六步，模拟水平井亏压，启动模拟装置中的压力泵，使可逆电机处于反转状态，关闭平板岩心中的注水井，平板岩心中的采油井采出，直至不出液时，关闭平板岩心中的采油井，开启平板岩心中的注水井及水平井，计算处于亏压时的压力值和驱替时的压力值；

16、亏压时：pv＝pu

17、驱替时：pv＝pt-pf

18、式中：pv为注入亏压压力值；pu为只采出时装置压力值，pt为注入压力；pf为压力损失；

19、第七步，开启平板岩心中的水平井，使平板岩心中的注水井以0.75ml/min速度进行驱替，水驱至平板岩心中的水平井含水率达到98％，模拟结束，记录第七步中产生的水平井的地质、岩性、孔隙度和渗透率以及油水比、气油比和介质压缩系数。

20、进一步地，所述第二步中，饱和速度设置为0.3ml/min，老化处理12小时。

21、进一步地，所述第三步中，保温单元的温度设定为55℃。

22、进一步地，所述第四步中，对注水井以恒速法进行驱替时，注入速度为1ml/min，使用量筒每20分钟收集一次采出液。

23、实验所记录、测量以及计算所得的数据用于分析实验效果以及实验过程中调整参数。

24、本公开的另外一个方面，给出了一种用于实施前述方法的模拟装置，包括装置箱体2以及能够置于所述装置箱体中的平板岩心1，以及设置于所述装置箱体上的采收液连接管道4、注入液存储连接管道和采收液收集管道7，其独特之处在于：

25、装置箱体2内置两台可逆电机28和两台压力泵29，所述可逆电机能够设置正反转，分别与两台压力泵连接，分别用于实现亏压和超压；在所述装置箱体的一侧设置控制面板3；可逆电机28的转轴29处的齿轮34与压力泵25的转轴27处的齿轮33连接。

26、在平板岩心1的两侧设置两口水平井11，在所述平板岩心四个角处各设有一口采油井9，在所述平板岩心的中心处设置一口注水井15；每口井旁设有一个测压点14，用于连接压力检测器18以检测压力变化。

27、采油井9以及水平井11的采出管道分别设有采收管道开关19，连接采收液连接管道4，注水井15的注水通道设有注水管道开关20，连接注入液存储管道6，每条管道均设有流体速度检测计10；装置箱体2内设置保温单元21，使得所述平板岩心能够处于恒温条件下，以便模拟地层温度。

28、采收液收集管道7连接采出液收集装置5，注入液管道24连接注入液收集容器31，注入液存储连接管道6连接注水井15的管道，采收液连接管道4为连接采油井的管道。

29、进一步地，平板岩心1使用环氧树脂16浇筑，在外围使用胶套17，并在装置箱体2内设置围压装置8，为所述平板岩心提供围压。

30、所述两台可逆电机28功率相同，转向不同，带动压力泵25实现超压和亏压。

31、本说明书一个或多个实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

32、本公开给出了一种全新的水平井超压亏压的模拟方法以及装置，能够在提高原油或天然气的产量方面发挥作用：水平井能够有效增加储层与井筒的接触面积，从而提高油气产量，但在一些情况下，储层压力过高或过低会对油气的流动性造成不利影响，限制了产量的提高。本公开给出的模拟方法通过对平板岩心施加过压和欠压来模拟水平井在超压或亏压情况下的流动特性和产能情况，将室内实验和现场生产相结合，让实验条件更接近实际生产条件，研究和分析水平井在高压差环境下的动态响应及其对油气开采过程的影响，让实验结果更好的指导现场实际生产，从而能够全面地了解水平井在油藏中特性、优化采收策略、改进储层管理以及预测生产效果，减少试错成本，提高生产效率。

33、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

34、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。