[发明专利]一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法

说明书

本发明一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法涉及石油、矿产、地质领域，提供一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法，包括以下步骤：模型设计，根据相似原理建立与实际油藏相似的三维大尺度物理模型，包括设计平板模型几何形状，裂缝形状和分布，井网部署；在采集实验地区的露头根据实验方案切割而成的平板岩心上按照一定的距离布置网格点位，根据设计图纸钻孔，将人造井筒与电阻率传感器、压力传感器依次放入平板岩心中；在人造井筒、压力传感器与平板岩心四周浇筑透明环氧树脂；本发明通过围压的控制，可以大幅提高平板模型实验的注入压力，将实验方案更接近真实工况，可以克服常规树脂平板模型不承压的问题。

技术领域

本发明涉及石油、矿产、地质领域，提供一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法。

背景技术

国内低渗/超低渗油藏的开发动用规模不断上升，针对缓解中国原油供需矛盾具有重要的战略意义。国内绝大多数的低渗透油田天然弹性能量含量很低，需要及时补充能量，几乎国内所有油田采用注水开发方式来维持地层中的压力。从国内已投产油田相关经验来看，低渗透储层渗流阻力较大，采出程度较小。在对国内已投入开发的低渗透油田开发资料进行统计后发现，绝大多数的产液井注入压力大于10MPa。

在储层中，上部岩层压力主要由岩石骨架和孔内流体来承担，由于油田在生产开发过程中，地层中的能量随着开采时间的增长不断地消耗，岩石骨架承受的压力不断增大，进而被压实变形，造成了渗透率的下降，因此针对低渗或者超低渗透率岩层的平板实验，应当考虑围压对生产过程的影响。

使用真实岩心露头制作物理模拟平板模型来描述油藏中流体渗流规律是一种费用低、方法简单、效果出色的实验方法。平板模型实验主要研究驱油机理、优化驱替体系、评价注入能力与驱油效果等。根据相似原理还原储层在地下的真实情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法。该方法通过润湿后的石英细砂模拟岩心在地层环境下的周围介质，通过真三轴设备施加压力，实现平板模型模拟在三轴围压下的模拟实验。首先进行物理模型制作，根据实验要求取得相同地层的真实岩心露头，按照设计的尺寸厚度开模，钻孔按照实验设计布置井网和管线接头、传感器，使用环氧树脂进行模型封装处理。饱和油水后放入真三轴设备中在周围填入润湿后的粉质石英砂，模拟岩石骨架与孔内流体。通过真三轴顶盖的预留孔将管线伸出，本发明可适用于400×400×400mm岩心平板实验，可提供围压30MPa以内，精度控制在0.1MPa。实现了在模拟地层环境下探究平板内流体渗流规律。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法，包括以下步骤：

步骤一：模型设计，根据相似原理建立与实际油藏相似的三维大尺度物理模型，包括设计平板模型几何形状，裂缝形状和分布，井网部署；

步骤二：在采集实验地区的露头根据实验方案切割而成的平板岩心上按照一定的距离布置网格点位，根据设计图纸钻孔，将人造井筒与电阻率传感器、压力传感器依次放入平板岩心中；

步骤三：在人造井筒、压力传感器与平板岩心四周浇筑透明环氧树脂，制备成实验用平板模型；

步骤四：在大型真三轴实验机的压力舱内放入纸箱，将粉质石英砂加水润湿，并铺设在纸箱上，然后放入平板模型，并在平板模型四周填入等厚度湿润后的石英砂；

步骤五：根据实验地层水矿化度预先配置模拟地层水，根据实验区块的原油性质配置实验用油，向平板模型内注模拟地层水至饱和，再将模拟油藏流体的实验用油注入平板模型中，驱替平板模型孔隙中原有的模拟地层水，直至油完全饱和平板模型；

在饱和油后连接管线，记录饱和过程的油水用量，便于后期计算初始含水饱和度与含油饱和度；

步骤六，将连接管线后的平板模型用石英砂覆盖，将线路从大型真三轴实验机的顶盖上预留孔穿出，组装好大型真三轴实验机进行实验。