一种控制注采比的岩心驱替实验装置及方法与流程

本发明涉及一种控制注采比的岩心驱替实验装置及方法，属于油气田开发工程。

背景技术：

1、海上油田注入层位多，非均质性强，开发呈现井距大、井段长、注聚浓度高、注聚过程注采比恒定等特征，由此导致生产压差大，聚合物驱阶段注入能力与产液能力动态变化不同步。通过协调注采井间的注采比，在全程保持产液能力的基础上实现大幅降低含水率，不断憋压储能和降压释能，使流场分布不断发生改变，从而使难以动用的边角部剩余油得到驱替。但是岩心微可压缩，对注采比的调整敏感性强，化学驱物模实验一般采用定注入速度和定生产压力作为边界条件，难以实现注化学剂不同阶段注采比变化的控制。因此，为针对化学驱动态协调增效机制深入研究，需要制造一种能实现控制注采比的岩心驱替实验装置。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种控制注采比的岩心驱替实验装置及方法，该装置通过信息采集系统与压力控制系统实时调整驱替过程中间测点的压力，能有效地控制出口端的流量，实现对注聚不同阶段注采比的控制，在聚驱全过程保持产液能力的基础上实现大幅度减低含水率，有效地解决了注聚阶段注采能力动态变化不同步的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种控制注采比的岩心驱替实验装置，包括：

4、流体注入系统，包括柱塞泵和中间容器，所述柱塞泵通过管线与所述中间容器连接；

5、驱替实验系统，包括恒温箱以及设置于所述恒温箱内的多测点岩心夹持器，所述多测点岩心夹持器内装配有岩心，所述中间容器置于所述恒温箱内，且通过管线与所述多测点岩心夹持器连接；

6、信息采集系统，包括压力传感器，所述压力传感器的一端与所述多测点岩心夹持器连接；

7、压力控制系统，包括顺次连接的控制器、气泵和长管线，所述长管线的另一端与所述多测点岩心夹持器的中间测点相连，所述压力传感器的另一端与所述控制器电连接，所述长管线置于所述恒温箱内。

8、所述的岩心驱替实验装置，优选地，所述中间容器包括并联设置的地层水中间容器和化学剂中间容器，二者的下端与所述柱塞泵相连接的管线上设置有控制阀，上端与所述多测点岩心夹持器相连接的管线上设置有控制阀、压力表和六通阀。

9、所述的岩心驱替实验装置，优选地，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述多测点岩心夹持器的中间测点相连，所述第二压力传感器与所述多测点岩心夹持器的流体采出端相连。

10、所述的岩心驱替实验装置，优选地，所述压力控制系统还包括防气窜中间容器，所述防气窜中间容器的两端分别与所述长管线、所述气泵连接。

11、所述的岩心驱替实验装置，优选地，所述流体采出端流量的计算公式如下：

12、

13、式中，q为出口端流量；k为岩心的绝对渗透率；a为岩心的截面积；μ为驱替相流体粘度；l为中间测点到出口端的距离；pa为第一压力传感器14所采集的压力数据；pb为第二压力传感器20所采集的压力数据。

14、所述的岩心驱替实验装置，优选地，所述流体采出端流量下所需的中间测点压力函数p的计算公式如下：

15、p＝f(q,fw,μw,μo,pb)

16、式中，p为流体采出端流量下所需的中间测点压力；q为所需的出口端流量；fw为含水率；μw为地层水的粘度；μo为油的粘度；pb为第二压力传感器20所采集的压力数据。

17、本发明第二方面提供一种上述岩心驱替实验装置的操作方法，包括如下步骤：

18、首先通过管线连接好实验仪器，并将所述多测点岩心夹持器、所述中间容器、所述长管线置于所述恒温箱中，所述柱塞泵设定注入速度，打开所述地层水中间容器两端的控制阀，关闭所述化学剂中间容器两端的控制阀，先进行水驱，量筒收集采出液，并计算一段时间内采出液中含水量占总量的含水率；

19、然后根据含水率条件转聚驱，关闭所述地层水中间容器两端的控制阀，打开所述化学剂中间容器两端的控制阀，在聚驱开始阶段，所述压力传感器开始采集压力数据，根据实验设计的注采比结合函数计算所需的压力，并将信息传递给所述压力控制系统，所述控制器接收到信号，控制所述气泵工作，通过所述长管线将压力传递到所述多测点岩心夹持器的中间测点，然后所述压力传感器采集该点压力数据，实时判断压力的高低，并将信号传递给所述压力控制系统，对压力精准控制，以实现不同阶段控制注采比的目的；

20、聚驱结束后转水驱，打开所述地层水中间容器两端的控制阀，关闭所述化学剂中间容器两端的控制阀，通过量筒采集的液体，监测含水率达到98％时结束实验。

21、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

22、本发明在岩心尺度物模实验定注入速度和定生产压力条件的基础上，通过信息采集系统与压力控制系统实时调整驱替过程中间测点的压力，能有效地控制出口端的流量，实现对注聚不同阶段注采比的控制，在聚驱全过程保持产液能力的基础上实现大幅度减低含水率，有效地解决了注聚阶段注采能力动态变化不同步的问题。

技术特征：

1.一种控制注采比的岩心驱替实验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述中间容器包括并联设置的地层水中间容器(2)和化学剂中间容器(4)，二者的下端与所述柱塞泵(1)相连接的管线上设置有控制阀，上端与所述多测点岩心夹持器(13)相连接的管线上设置有控制阀、压力表(9)和六通阀(10)。

3.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述压力传感器包括第一压力传感器(14)和第二压力传感器(20)，所述第一压力传感器(14)与所述多测点岩心夹持器(13)的中间测点相连，所述第二压力传感器(20)与所述多测点岩心夹持器(13)的流体采出端(21)相连。

4.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述压力控制系统还包括防气窜中间容器(16)，所述防气窜中间容器(16)的两端分别与所述长管线(15)、所述气泵(17)连接。

5.根据权利要求3所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述流体采出端(21)流量的计算公式如下：

6.根据权利要求5所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述流体采出端(21)流量下所需的中间测点压力函数p的计算公式如下：

7.一种基于权利要求2-6任意一项所述的岩心驱替实验装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种控制注采比的岩心驱替实验装置及方法，装置包括：流体注入系统，包括柱塞泵和中间容器，柱塞泵通过管线与中间容器连接；驱替实验系统，包括恒温箱以及设置于恒温箱内的多测点岩心夹持器，多测点岩心夹持器内装配有岩心，中间容器置于恒温箱内，且通过管线与多测点岩心夹持器连接；信息采集系统，包括压力传感器，压力传感器的一端与多测点岩心夹持器连接；压力控制系统，包括顺次连接的控制器、气泵和长管线，长管线的另一端与多测点岩心夹持器的中间测点相连，压力传感器的另一端与控制器电连接，长管线置于恒温箱内。本发明装置能够有效地解决注聚阶段注采能力动态变化不同步的问题。

技术研发人员：未志杰,王德强,张健,周文胜,刘玉洋,唐恩高,雍唯,崔永正,侯健,杜庆军,刘奔
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/30