[发明专利]一种高温高压平板模型油气水三相饱和度测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种高温高压平板模型油气水三相饱和度测试装置，包括驱替泵1、围压泵2、回压泵3、中间容器、平板模型系统21、数据采集系统22、回压阀23和油气分离器24，平板模型系统包括平板模型27、高温高压釜体31、加热温控系统34、Y轴方向步进电机35、X轴方向步进电机36和声电检测器41。利用该装置测试油气水三相饱和度的方法，包括：对岩心进行油气水三相饱和度标定处理；配制原油样品、地层水样品；将平板模型恢复原始地层条件；模拟油藏衰竭或驱替过程，对平板模型进行超声波和电阻率线性扫描测试；确定平板模型油气水三相饱和度分布。本发明操作简便，测量直观，为油气藏衰竭或驱替开发过程油气水三相饱和度测试，提供工具和手段。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发领域，特别是涉及一种高温高压平板模型声电扫描油气水三相饱和度测试装置及方法。

背景技术

油气藏开发过程中的井网、井型、层间干扰、重力驱、开发技术政策是影响油气藏开发效果的重要因素，常规岩心(如小柱塞岩心、全直径岩心、长岩心)和低压物理模型(如玻璃刻蚀模型)已无法满足真实油气藏模拟要求，尤其是采用注气开发方式的油气藏，必须在高压下才能实现驱替效果。虽然近年来X-CT和NMR在线测试饱和度技术有所发展，但测试对象多为标准岩心，针对大尺度岩心无法进行测试。

目前大尺度三维物理模型饱和度测试装置主要有以下特点：第一，绝大部分大尺度三维物理模型为低压物理模型，模型承压一般不超过25MPa，模型尺寸越大承压越低(彭彩珍,孟立新,郭平,等.三维物理模型驱油实验模拟装置研制与应用[J].石油实验地质,2013,35(5):570-573)，尤其是通过高温烧结而成的胶结模型或有机玻璃刻蚀模型实验条件仅为常温常压，所用原油为模拟油，无法采用真实地层流体样品(武云云.薄互层层间干扰三维物理模拟实验研究[J].实验室研究与探索,2017,36(1):25-29)。第二，通常的大尺度三维物理模型饱和度测试实验，饱和度检测器一般以探针的形式埋于物理模型，或电极以阵列的形式贴于岩板两侧进行点对点测试，由于饱和度探针本身具有一定尺寸，探针数量过多会对流体渗流造成影响，电极采用的检测器由于本身体积所限，无法布置过多检测器，导致测试精度受限(阳建平.高温高压凝析气藏注干气纵向波及效率测试装置及方法:中国,104563982[P].2017.02.01)；第三，由于现有大尺度物理模型饱和度测试原理多为直流电法测井，探针或电极必须与岩板直接接触才能进行信号采集，导致岩板密封程度降低，而且点对点会产生大量的信号引线，这些引线必须在高温高压条件下从外模型引出，大大增加泄漏风险(杨胜来.气藏水侵物理模拟实验装置:中国,206038586[P].2017.03.22)。第四，现有大尺度物理模型一般仅能进行电阻率测试并不具备声波、电阻率同时测试的功能，只能模拟水驱油或聚合物驱油过程，无法模拟油气藏的注气开发过程(如气驱油、气驱气)(郭肖.非均质底水油气藏三维物理模拟实验装置及饱和度确定方法:中国,104675394[P].2018.01.12)。因此，设计一种克服上述缺点的高温高压大尺度三维物理模型和油气水三相饱和度在线测试方法对解决该类问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高压平板模型油气水三相饱和度测试装置，该装置原理可靠、操作简便，测量结果直观，适用于高温高压三维物理模型声电扫描油气水三相饱和度测试，为油气藏衰竭或驱替开发过程中油气水三相饱和度测试、驱替前缘监测、不同注采井网部署、储层非均质性、重力驱以及各种井型驱替机理研究，提供了工具和手段。

本发明的另一目的还在于提供利用上述装置进行高温高压平板模型油气水三相饱和度测试的方法，为定量确定油气藏衰竭或驱替开发过程中油气水三相饱和度提供指导性意见，具有广阔的应用前景。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种高温高压平板模型油气水三相饱和度测试装置，主要由驱替泵、围压泵、回压泵、地层水中间容器、原油中间容器、干气中间容器、高温高压平板模型系统、声电测试定位控制与数据采集系统、回压阀、油气分离器、气量计和油气色谱仪组成。