[发明专利]一种超临界CO2/H2O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置和方法

说明书

本发明公开一种超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置及实验方法，该实验装置包括CO₂储罐、水蒸气发生器、混合容器和岩心夹持器等，CO₂储罐和水蒸气发生器分别与混合容器连通，混合容器的上端连接有压力表1号和湿度仪，混合容器的下端连接有驱替泵；混合容器与岩心夹持器的入口端相连，在混合流体输送管道上依次设置有气体流量计、增压泵3号、注入阀和压力表2号；岩心夹持器与干燥管的入口端相连接，在干燥管的内部设置有脱脂棉，干燥管的出口端通过气体采出管道与量筒相连，量筒倒放于盛液皿中，其中盛液皿和量筒中充满饱和碳酸钠溶液。本发明可模拟页岩储层实际吞吐增产过程，对不同参数下吞吐效果进行实验评价。

技术领域

本发明涉及石油工程-油气田开发工程领域，具体地说是涉及非常规油藏开发，更为具体地说是涉及一种超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置和方法。

背景技术

随着油气资源的勘探与开发，如今对石油和天然气的需求呈持续增加的趋势，常规油气资源剩余储量日益减少，非常规油气资源(致密油、页岩气、页岩油等)将在石油工业中起到越来越至关重要的作用。我国页岩油资源储量十分巨大，全国地质储量达到1420×10⁸t，其中可采储量达30×10⁸～60×10⁸t，具有良好的开发前景。目前水平井和多段压裂技术的综合应用已成为页岩油气藏开发的有效方法。但页岩油衰竭开发条件下单井产量低、产量递减快、采收率低(5％～10％)。由于页岩油藏极低的渗透率和孔隙度，同时储层岩石中又存在大量的脆性粘土矿物，传统水驱二次开发方式会引起页岩的膨胀，因此难以在页岩油藏中实施采用。注气开发具有有效的改善储层物性，降低储层原油粘度，使原油体积膨胀等优点，与水驱开发相比注气开发将成为开发页岩油藏的有效措施。

注气开发是普遍采用的二次采油技术，注气分气驱和吞吐两种模式，根据压力大小又分为混相和非混相两种形式。注气吞吐利用同一口井作为注入井和生产井，解决了常规气驱方法在压裂后页岩油储层中的气窜问题。对于注入介质，超临界CO₂作为最广泛的气体驱油剂具备高效开发页岩油的潜力，超临界CO₂相比于CH₄、N₂更容易与原油混相，增加油的流动能力，借此可使原油采收率在原来的基础上提高5％-25％。但气体粘度较小，波及系数小。CO₂水气交替驱综合了CO₂驱和水驱的优点，可提高波及系数，大幅提高采收率，但在页岩油藏中CO₂水气交替注入过程中出现了注入能力降低、注入压力大的问题，影响了水气交替注入的开发效果。在此基础上设计了超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐提高页岩油采收率方法，该方法能够充分发挥CO₂吞吐和水气交替注入的优势，达到提高注入介质粘度，减缓气窜，提高注入介质的增能效率和波及系数从而增加原油产量的目的。但目前尚无该方面研究的报道，需要设计实验评价该方法的增产效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置和方法，可对不同参数下吞吐效果进行实验评价，对推动页岩油的高效开发具有重要的现实意义。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种超临界CO₂/H₂O混合流体吞吐开发页岩油的实验装置，包括CO₂储罐、水蒸气发生器、混合容器和岩心夹持器，CO₂储罐通过CO₂输送管道与混合容器连通，在CO₂输送管道上设置有增压泵1号；水蒸气发生器通过水蒸气输送管道与混合容器连通，在水蒸气输送管道上设置有增压泵2号；