一种基于可视化模型的纵向非均质油藏模拟方法和系统与流程

本发明属于石油开发，尤其涉及一种基于可视化模型的纵向非均质油藏模拟方法。

背景技术：

1、在油气田开发过程中，纵向非均质现象十分普遍，而针对纵向非均质油藏的实验研究装置主要是通过多个一维管式模型并联，将管内填充砂体或管内夹持岩心进行并联，使得各条管线之间不能发生窜流，利用各管线内填充的多孔介质差异性，模拟油藏的非均质性特征。

2、然而，一方面，一维管式模型无法直观描述流体在管内的渗流分布状况，仅能通过压力、流量等数据间接反映渗流规律；另一方面，一维管式模型仅能研究较为简单的一维渗流规律，无法对二维平面内的渗流规律进行研究。

3、除并联一维管式模型外，现有的专利中也有关于非均质模型的报道，但是现有技术中，主要通过对非可视化实验装置进行并联的方式实现非均质油藏的实验装置模拟，对于油藏内部的流体渗流情况仅能通过压力、流量等参数间接观察，无法直接对流体渗流情况进行观察。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于可视化模型的纵向非均质油藏模拟方法，能够实现非均质油藏开发过程中流体渗流的直观观察。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于可视化模型的纵向非均质油藏模拟系统，包括：

4、可视化机构、驱替机构和信息采集机构；

5、所述可视化机构包括相互并联且物性不同的至少一块可视化平板模型；

6、所述驱替机构包括第一平流泵以及与所述第一平流泵入口端连接的第一蒸馏水容器，所述第一平流泵的出口端连接存储有不同介质的至少一个中间容器；各所述中间容器均通过多通阀与所述可视化机构的入口端连接，所述多通阀用于实现所述驱替机构中多元流体注入种类及数量的调整；

7、所述信息采集机构包括设置在所述可视化驱替机构中的各种信息采集装置及计算机信息处理装置，用于对非均质油藏模拟过程中的数据进行采集。

8、进一步，所述驱替机构还包括第二平流泵，所述第二平流泵的入口端连接有第二蒸馏水容器，所述第二平流泵的出口端与蒸汽发生器连接，所述蒸汽发生器的出口端与所述多通阀连接。

9、进一步，所述信息采集装置包括图像采集设备、产出计量设备和压力采集设备：

10、所述图像采集设备包括设置在各可视化平板模型上部的显微摄像设备；

11、所述产出计量设备包括设置在各所述可视化平板模型的出口端的天平以及放置于所述天平上的计量容器；

12、所述压力采集设备包括设置在多通阀与所述可视化机构之间的压力传感器；

13、所述计算机信息处理装置用于对所述显微摄像设备、天平、计量容器和压力传感器采集数据进行处理。

14、进一步，所述可视化驱替机构还包括恒温箱，所述可视化机构位于所述恒温箱内。

15、进一步，所述可视化机构还包括设置于每块所述可视化平板模型下方的补光传感器和补光设备，所述补光传感器和补光设备用于对可视化平板模型进行灯光调节。

16、第二方面，本发明提供一种基于可视化模型的纵向非均质油藏模拟方法，包括以下步骤：

17、获取目标油藏的部分物性，包括目标油藏各分层的平均粒径及其对应的分层厚度；

18、根据目标油藏的部分物性得到多块可视化平板模型，并对各可视化平板模型进行区域划分；

19、对多块可视化平板模型依次进行饱和油操作，并获取饱和油过程中各可视化平板模型的渗流规律以及流体渗流图像；

20、对可视化平板模型进行恒温老化处理，得到纵向非均质模拟油藏；

21、获取纵向非均质模拟油藏开发结束后的剩余油分布。

22、进一步，根据目标油藏的部分物性得到多块可视化平板模型，并对各可视化平板模型进行区域划分，包括：

23、根据目标油藏各分层内的平均粒径及其对应的分层厚度，选取相应目数的石英砂颗粒作为可视化平板模型的填充材料；

24、将各块可视化平板模型划分为注入端区域、中间区域以及出口端区域；

25、通过调整注入端井口与生产端井口的数量与位置，得到具有不同物性的多块可视化平板模型。

26、进一步，所述对多块可视化平板模型依次进行饱和油操作，并获取饱和油过程中各可视化平板模型的渗流规律以及流体渗流图像，包括：

27、s31：将第一中间容器、多通阀以及其中一块可视化平板模型之间连通；

28、s32：开启第一平流泵，调整第一平流泵的流速为预设流速，对可视化平板模型11进行饱和；

29、s33：当可视化平板模型可视范围内已充分饱和油，且出口端的产油量恒定，获取恒定压差并计算渗流规律；

30、s34：重复上述步骤s31～s33，依次对其他的可视化平板模型进行饱和油操作，并依次获取饱和油过程中各个区域的流体渗流图像。

31、进一步，所述渗流规律包括各可视化平板模型之间的渗流阻力级差，所述渗流阻力级差根据如下公式进行计算：

32、

33、其中，r0i、r0j分别为第i和第j块可视化平板模型的油相渗流阻力；δpi、δpj分别为第i和第j块可视化平板模型饱和油操作后的恒定压差；q0i、q0j分别为第i和第j块可视化平板模型出口端的产油量；i和j均为大于或等于1的整数，且i≠j。

34、进一步，所述获取纵向非均质模拟油藏开发结束后的剩余油分布包括：

35、获取所述第一中间容器内的油组分粘度；

36、当所述第一中间容器内的油组分粘度大于或等于预设粘度时，开启蒸汽驱操作；

37、当所述第一中间容器内的油组分粘度小于预设粘度时，开启水驱操作，并获取水驱结束后的剩余油图像；

38、当所述第一中间容器内的油组分粘度小于预设粘度或水驱过程结束时，开启化学剂驱操作，并获取化学剂驱结束后的剩余油图像。

39、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

40、1、本发明在开展纵向非均质油藏的模拟开发前，采用并联多个不同物性的可视化平板模型以模拟纵向非均质油藏中各分层的物性差异；然后按序组装驱替机构、可视化机构以及产出计量机构，通过驱替机构中的含有油组分的第一中间容器能够对多块可视化平板模型进行饱和油操作，老化完成后即完成纵向非均质油藏的开发，在饱和油的过程中实时监控压差和产液量，从而可以直观的获取非均质油藏开发过程中的流体渗流规律；在开发结束后，通过含有水组分的第二中间容器和含有化学剂组分的第三中间容器分别对多块可视化平板模型依次进行水驱和化学驱操作，并通过显微摄像设备获取水驱或化学驱后的剩余油宏观分布图像。

41、2、本发明所采用的可视化平板模型能够高度模拟纵向非均质油藏的特征，突出可视化平板模型宏微观尺度相结合的特点，本实验装置自动化程度较高，便于实时获取实验数据与图像，操作简单，对研究纵向非均质油藏开发具有重要意义。

42、因此，本发明可以广泛应用于石油开发技术领域。