一种大型底水填砂模拟装置及其油水饱和度构建方法与流程

本发明涉及复杂探区石油和天然气勘探石油实验，具体涉及一种大型底水填砂模拟装置及其油水饱和方法。

背景技术：

1、中石化西北油田分公司塔河油田三叠系砂岩油藏为块状底水油藏，底水油藏产量占全区产量比例大。随着进入油田开发中后期底水锥进明显，含水上升快，油田稳产的难度大，因此需要通过建立大型强底水非均质物理模型，模拟非均质性油藏大底水开发的水锥进情况，从而准确地把握底水油藏底水水锥形态，为底水油藏的开发提供实验技术支持。

2、另外，对于常规物理模型的油水饱和度建立，均采用驱替法构建。常规用驱替方法进行油水模拟充注，实验方法为填砂→抽空饱和→饱和地层水→油驱水→底水驱油。但此方法很难获得均一的油水分布，因此其模拟的饱和油水的油藏模型与实际相差较大，且试验周期长；且对于大尺度的物理模型，由于其物模尺寸大，孔隙体积大，使得驱替法建立饱和度需要40天的时间，效率低下；且驱替法构建的饱和度无法达到油藏初始条件的均匀性，使得实验的重复性、准确性较差；不能满足大型物理模型的油水饱和度构建。

3、经查询目前国内各油田实验室还没有一套很好满足塔河油田强底水非均质物理模型装置及大型物理模型的油水饱和方法。中国石油化工股份有限公司所发明的强底水非均质物理模型及油水饱和度构建方法可以很好地模拟强底水、非均质储层特征，并可较好模拟油藏初始饱和度，可依托本发明较好的模拟开展大底水条件下非均质性储层的水锥形态模拟、驱油过程、驱油效率等实验。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是模拟强底水、非均质储层特征，并可较好模拟油藏初始饱和度，可依托本发明较好的模拟开展大底水条件下非均质性储层的水锥形态模拟、驱油过程、驱油效率等实验。

2、本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

3、一种大型底水填砂模拟装置，包括填砂模型，该填砂模型包括若干依次叠设的均沿水平方向布置的不同渗透率非均质储层，还包括至少一水平隔夹层，该水平隔夹层夹设于相邻的两个不同渗透率非均质储层之间，所述填砂模型内设置有模拟井管填充腔室，供模拟井管插设，还包括注水系统，其出水端连通至所述填砂模型的位于最下层的不同渗透率非均质储层，所述填砂模型内还设置有若干电阻率探头。

4、作为优选，所述注水系统为高压底水模拟系统或静压低压底水模拟系统，所述高压底水模拟系统包括用于加压的高压泵，所述静压低压底水模拟系统包括一水箱，该水箱通过一管路连通所述填砂模型。

5、作为优选，所述若干电阻率探头于所述填砂模型内为5cm*5cm间距设置。

6、作为优选，所述模拟井管包括采出井，所述采出井的出口端连通油气水分离计量模块，用于对采出的油、水和气体进行计量。

7、作为优选，所述模拟井管为两个，均为采出井，所述水平隔夹层为两个，一一对应一所述采出井，一个水平隔夹层对一个所述采出井半遮挡，另一个水平隔夹层对另一个所述采出井全遮挡。

8、本发明还提供了一种大型底水填砂模拟装置的油水饱和度构建方法，包括如下步骤：

9、将石英砂配合预设比例的黏土矿物，以模拟所述不同渗透率非均质储层，并与预设比例的油水进行混合，通过多个电阻率探头反复测量，获得其稳定的电阻率；

10、改变石英砂和黏土矿物、油水的比例，反复重复上述过程，建立不同含油含水饱和度的砂体，并得出含油含水饱和度和电阻率的拟合曲线，形成代表不同孔隙度砂体的标准含油含水饱和度图版；

11、根据该标准含油含水饱和度图版和所要模拟的不同渗透率非均质储层，选取相应比例的石英砂和黏土矿物、油水，进行混合，形成对该不同渗透率非均质储层的油水饱和度构建。

12、作为优选，所述黏土矿物为蒙脱石和高岭石。

13、所具有的技术效果：

14、强底水非均质物理模型可以进行非均质储层、不同强度底水驱油模拟，可以进行恒速恒压模式模拟油藏底水。通过电阻率探头可以时时较好的再现不同底水强度驱油条件下水锥形态观察和剩余油表征，模拟非均质油藏开发过程中底水锥进情况，并进行压锥评价，指导油藏开发。

15、可高效的建立模型的物性特征及初始饱和度特征，较传统饱和方法更为高效，并且避免了初始饱和度不均匀造成的实验重复性、准确性差的问题；本发明装置和方法可实现模拟非均质性储层条件较好的初始饱和度建立，不同开发及采收率工作制度/模式下驱油效率、油水分布特征、模型不同位置含油饱和度等关键参数的实时监控，可实现全程自动化监控，驱替过程可无人值守，大大节省实验周期。

16、该方法通过模拟不同渗透率级差储层，使用多个电阻率探头反复测量，建立起含水饱和度和电阻率的拟合曲线，从而建立起代表不同孔隙度砂体的标准含油含水饱和度图版。根据物模实验设计的储层物性平面和纵向分布及油水饱和度要求，在填砂模型中根据设计填入含油含水砂体，并且在模型中预埋好电阻率探头实验时可开展准确测量。该方法可以较好的模拟储层原始油藏饱和度及不同的物性需求，实验初始状态更加接近于模拟油藏饱和状态，且整个物性及饱和度模型可在2天内建立完毕，大大减少试验周期，且其模拟的饱和油水的油藏模型含水分布均匀。

技术特征：

1.一种大型底水填砂模拟装置，其特征在于，包括填砂模型，该填砂模型包括若干依次叠设的均沿水平方向布置的不同渗透率非均质储层，还包括至少一水平隔夹层，该水平隔夹层夹设于相邻的两个不同渗透率非均质储层之间，所述填砂模型内设置有模拟井管填充腔室，供模拟井管插设，还包括注水系统，其出水端连通至所述填砂模型的位于最下层的不同渗透率非均质储层，所述填砂模型内还设置有若干电阻率探头。

2.根据权利要求1所述的大型底水填砂模拟装置，其特征在于，所述注水系统为高压底水模拟系统或静压低压底水模拟系统，所述高压底水模拟系统包括用于加压的高压泵，所述静压低压底水模拟系统包括一水箱，该水箱通过一管路连通所述填砂模型。

3.根据权利要求1所述的大型底水填砂模拟装置，其特征在于，所述若干电阻率探头于所述填砂模型内为5cm*5cm间距设置。

4.根据权利要求1所述的大型底水填砂模拟装置，其特征在于，所述模拟井管包括采出井，所述采出井的出口端连通油气水分离计量模块，用于对采出的油、水和气体进行计量。

5.根据权利要求4所述的大型底水填砂模拟装置，其特征在于，所述模拟井管为两个，均为采出井，所述水平隔夹层为两个，一一对应一所述采出井，一个水平隔夹层对一个所述采出井半遮挡，另一个水平隔夹层对另一个所述采出井全遮挡。

6.一种如权利要求1-5所述的大型底水填砂模拟装置的油水饱和度构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的大型底水填砂模拟装置的油水饱和度构建方法，其特征在于，所述黏土矿物为蒙脱石和高岭石。

技术总结
本发明公开了一种大型底水填砂模拟装置，包括填砂模型，该填砂模型包括若干依次叠设的均沿水平方向布置的不同渗透率非均质储层，还包括至少一水平隔夹层，该水平隔夹层夹设于相邻的两个不同渗透率非均质储层之间，所述填砂模型内设置有模拟井管填充腔室，供模拟井管插设，还包括注水系统，其出水端连通至所述填砂模型的位于最下层的不同渗透率非均质储层，所述填砂模型内还设置有若干电阻率探头。可以很好地模拟强底水、非均质储层特征，并可较好模拟油藏初始饱和度，可依托本发明较好的模拟开展大底水条件下非均质性储层的水锥形态模拟、驱油过程、驱油效率等实验。

技术研发人员：许婧,王欢,刘丽娜,徐征遥,李春梅,郑江莉
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25