一种原油注入方法 |
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申请号 | CN201610404458.2 | 申请日 | 2016-06-08 | 公开(公告)号 | CN107476788A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 王洪涛; 唐先荣; 赵良言; 郭发军; 任红梅; 曾庆桥; 王莉; 黄晓轩; 冯丽娟; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种 原油 注入方法,属于石油开采领域。所述方法包括:向砂管装填 石英 砂并密封,得到填砂管;向所述填砂管中注 水 至达到饱和;在所述填砂管中水达到饱和后,继续向所述填砂管中注水并计算所述填砂管的渗透率;根据所述填砂管的渗透率确定一级注入速度,并采用所述一级注入速度向所述填砂管中驱替原油,使所述填砂管内的水被不断驱出;当所述填砂管不出水时,采用二级注入速度向所述填砂管中驱替原油,所述二级注入速度大于所述一级注入速度。实现了最大程度的减少束缚水,提高填砂管的原油 饱和度 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种原油注入方法,其特征在于,所述方法包括: |
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说明书全文 | 一种原油注入方法技术领域[0001] 本发明涉及石油开采领域,特别涉及一种原油注入方法。 背景技术[0002] 在油田三次采油研究中,需要开展物理模拟实验,例如驱油实验。驱油实验是在实验室模拟地层的驱油过程和效果。 [0003] 在驱油实验的过程中往往需要各种模型来进行驱油实验,其中填砂管模型是常用的一种模型。填砂管模型的制作方法包括:向砂管中装填一定目数的石英砂后将砂管两端密封;在砂管的岩心中注入水并达到饱和;采用驱替泵泵入原油,使原油尽量充满砂管,得到的填砂管模型可以作为原始油藏模型用于驱油实验。 [0004] 在向填砂管模型泵入原油的过程中,由于原油粘度大,填砂管模型内石英砂的孔隙空间分布不均,导致填砂管模型中大量孔隙空间未被原油波及到,造成填砂管模型中束缚水较多、含油饱和度较低,从而影响填砂管模型作为原始油藏模型的实验效果。 发明内容[0006] 本发明实施例提供了一种原油注入方法,所述方法包括: [0007] 向砂管装填石英砂并密封,得到填砂管; [0008] 向所述填砂管中注入至达到饱和; [0009] 在所述填砂管中水达到饱和后,继续向所述填砂管中注水并计算所述填砂管的渗透率; [0010] 根据所述填砂管的渗透率确定一级注入速度,并采用所述一级注入速度向所述填砂管中驱替原油,使所述填砂管内的水被不断驱出; [0011] 当所述填砂管不出水时,采用二级注入速度向所述填砂管中驱替原油,所述二级注入速度大于所述一级注入速度。 [0012] 在本发明实施例的一种实现方式中,所述向砂管装填石英砂并密封,得到填砂管,包括: [0013] 向所述砂管中装填一定目数的石英砂; [0014] 对装有所述石英砂的所述砂管的两端进行密封。 [0015] 在本发明实施例的另一种实现方式中,所述向所述填砂管中注水至达到饱和,包括: [0016] 利用真空泵将所述填砂管内抽成真空; [0017] 将所述填砂管的入口接入水源,利用所述填砂管中的负压将水注入所述填砂管。 [0018] 在本发明实施例的另一种实现方式中,所述计算填砂管的渗透率,包括: [0019] 采用下述公式计算所述填砂管的渗透率: [0020] K=QμL/A(P1-P2); [0021] K为所述填砂管的渗透率,单位为μm2;Q为所述填砂管中水达到饱和后,所述填砂管出口的流量,单位为mL/s;μ为实验温度下油的粘度,单位为mPa*s;L为所述填砂管中装填有石英砂的部分的长度,单位为cm;A为所述填砂管的内圈的截面积,单位为cm2;P1为所述填砂管的入口压力,单位为Pa;P2为所述填砂管的出口压力,单位为Pa。 [0022] 在本发明实施例的另一种实现方式中,根据所述填砂管的渗透率确定一级注入速度,包括: [0023] 当所述填砂管的渗透率在100毫达西~1000毫达西之间时,确定所述一级注入速度为4.0~10.0mL/h; [0024] 当所述填砂管的渗透率大于1000毫达西时,确定所述一级注入速度为10.0~20.0mL/h; [0025] 当所述填砂管的渗透率小于100毫达西时,确定所述一级注入速度为0.1~4.0mL/h。 [0026] 在本发明实施例的另一种实现方式中,所述二级注入速度为所述一级注入速度的二倍与设定速度中较大的速度值。 [0027] 在本发明实施例的另一种实现方式中,所述方法还包括: [0028] 当采用所述二级注入速度向所述填砂管中驱替原油且所述填砂管不出水时,停止向所述填砂管中驱替原油。 [0029] 在本发明实施例的另一种实现方式中,所述方法还包括: [0030] 确定所述填砂管的孔隙度,当所述填砂管的孔隙度小于设定值时,重新制作一个填砂管;当所述填砂管的孔隙度大于或等于所述设定值时,计算所述填砂管的渗透率。 [0031] 在本发明实施例的另一种实现方式中,在向所述填砂管中驱替原油时,温度为室温至95℃。 [0032] 在本发明实施例的另一种实现方式中,在向所述填砂管中驱替原油时,所述原油粘度为9.2mPa*s。 [0033] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是: [0034] 通过根据填砂管的渗透率确定一级注入速度,然后采用所述一级注入速度向所述填砂管中驱替原油,使所述填砂管内中的大部分水被驱出;当所述填砂管不出水时,采用二级注入速度向所述填砂管中驱替原油,二级注入速度大于所述一级注入速度,能够进一步驱除填砂管内的水,实现了最大程度的减少束缚水(残存在岩石孔隙中的水),提高填砂管的原油饱和度。附图说明 [0035] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036] 图1是本发明实施例提供的一种原油注入方法的流程图; [0037] 图2是本发明实施例提供的另一种原油注入方法的流程图。 具体实施方式[0038] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。 [0039] 图1是本发明实施例提供的一种原油注入方法的流程图,参见图1,该方法包括: [0040] 步骤101:向砂管装填石英砂并密封,得到填砂管。 [0041] 其中,填砂管是根据实际油藏的渗透率、孔隙度等地层物性参数和实验需要,选用石英砂,填装于砂管中制成的。砂管是由不锈钢管(主体)和两端密封堵头组成。堵头分死堵和活堵,死堵一般不可移动;活堵可以移动,用于紧固岩心(即装入砂管中的石英砂)。死堵和活堵均有接口,死堵的接口一般用作出口,活堵的接口用作入口。 [0042] 步骤102:向填砂管中注水至达到饱和。 [0043] 具体可以通过上述活堵的接口向填砂管中注水。 [0044] 具体地,在步骤102中,采用下述方式判断填砂管是否饱和: [0045] 观察用于注水的计量管的刻度变化,如果在设定时间(例如2小时)内,刻度不发生变化,则确定达到饱和。 [0046] 除了判断填砂管中水分是否饱和外,该方法还包括:确定填砂管的孔隙度,当填砂管的孔隙度小于设定值时,重新制作一个填砂管;当填砂管的孔隙度大于或等于设定值时,执行步骤103。如果填砂管的孔隙度太小,与实际实验油藏孔隙度相差太大,则该填砂管不符合要求,因此需要使用一支新的填砂管,进行后续实验。填砂管的孔隙度等于岩心中孔隙的体积除以岩心外表体积,岩心中孔隙的体积等于饱和水的体积,饱和水是指填砂管中水分饱和后填砂管中水分,可以采用如下方式测试饱和水的体积:向填砂管中注水,当填砂管中水分饱和后,将填砂管的入口的进水量减去填砂管的出口的出水量,得到饱和水的体积。 [0047] 步骤103:在填砂管中水达到饱和后,继续向填砂管中注水并计算填砂管的渗透率。 [0048] 在填砂管饱和后,采用水相渗透率测试法计算填砂管的渗透率,具体参见后文步骤204。 [0049] 步骤104:根据填砂管的渗透率确定一级注入速度,并采用一级注入速度向填砂管中驱替原油,使填砂管内的水被不断驱出。 [0050] 其中,原油通过砂管的活堵的接口注入。 [0051] 步骤105:当填砂管不出水时,采用二级注入速度向填砂管中驱替原油,二级注入速度大于一级注入速度。 [0052] 本实施例通过根据填砂管的渗透率确定一级注入速度,然后采用一级注入速度向填砂管中驱替原油,使填砂管内中的大部分水被驱出;当填砂管不出水时,采用二级注入速度向填砂管中驱替原油,二级注入速度大于一级注入速度,能够进一步驱除填砂管内的水,实现了最大程度的减少束缚水,提高填砂管的原油饱和度。 [0053] 图2是本发明实施例提供的另一种原油注入方法的流程图,参见图2,该方法包括: [0054] 步骤201:向砂管中装填一定目数的石英砂,并对装有石英砂的砂管的两端进行密封,得到填砂管。 [0055] 其中,填砂管是根据实际油藏的渗透率、孔隙度等地层物性参数和实验需要,选用石英砂,填装于砂管中制成的。砂管是由不锈钢管(主体)和两端密封堵头组成。堵头分死堵和活堵,死堵一般不可移动;活堵可以移动,用于紧固岩心。死堵和活堵均有接口,死堵的接口一般用作出口,活堵的接口用作入口。 [0056] 其中,石英砂的目数根据填砂管的渗透率而定。一般低渗砂管,采用目数较高(即较细)的石英砂,如150目-320目;中渗砂管一般选用50目-150目;高渗砂管一般选用20目-50目。如果渗透率不合适,还要进行不同目数石英砂的调配,直到合符要求。 [0057] 步骤202:利用真空泵将填砂管内抽成真空。 [0059] 步骤203:将填砂管的入口接入水源,利用填砂管中的负压将水注入填砂管。 [0060] 具体地,将填砂管的入口接入装有水的计量管出口,利用填砂管中的负压将水注入填砂管至达到饱和。 [0061] 进一步地,在步骤203中需要判断填砂管是否饱和,具体方式为: [0062] 观察计量管的刻度变化,如果在设定时间(例如2小时)内,刻度不发生变化,则确定达到饱和。 [0063] 除了判断填砂管中水分是否饱和外,该方法还包括:确定填砂管的孔隙度,当填砂管的孔隙度小于设定值时,重新制作一个填砂管;当填砂管的孔隙度大于或等于设定值时,执行步骤204。如果填砂管的孔隙度太小,与实际实验油藏孔隙度相差太大,则该填砂管不符合要求,因此需要使用一支新的填砂管,进行后续实验。填砂管的孔隙度等于岩心中孔隙的体积除以岩心外表体积,岩心中孔隙的体积等于饱和水的体积,饱和水是指填砂管中水分饱和后填砂管中水分,可以采用如下方式测试饱和水的体积:向填砂管中注水,当填砂管中水分饱和后,将填砂管的入口的进水量减去填砂管的出口的出水量,得到饱和水的体积。 [0064] 步骤204:在填砂管中水达到饱和后,继续向填砂管中注水并计算填砂管的渗透率。 [0065] 在本发明实施例中,步骤204可以包括: [0066] 根据水平线性稳定渗流的达西公式计算填砂管的渗透率: [0067] K=QμL/A(P1-P2); [0068] K为填砂管的渗透率,单位为μm2;Q为填砂管中水达到饱和后,填砂管出口的流量,单位为mL/s;μ为实验温度下油的粘度,单位为mPa*s;L为岩心长度,单位为cm;A为岩心截面积,单位为cm2;P1为填砂管的入口压力,单位为Pa;P2为填砂管的出口压力,单位为Pa。 [0069] 其中,岩心长度是填砂管中装填有石英砂的部分的长度,即不锈钢管长度减去死堵和活堵的长度;岩心截面积是指填砂管的内圈面积。P1和P2采用经检定符合要求的量程的精密压力表测定,精密压力表设置在砂管的入口和出口。 [0070] 步骤205:根据填砂管的渗透率确定一级注入速度,并采用一级注入速度向填砂管中驱替原油,使填砂管内的水被不断驱出。 [0071] 其中,根据填砂管的渗透率确定一级注入速度,可以包括: [0072] 当填砂管的渗透率在100毫达西~1000毫达西之间时,确定一级注入速度为4.0~10.0mL/h; [0073] 当填砂管的渗透率大于1000毫达西时,确定一级注入速度为10.0~20.0mL/h; [0074] 当填砂管的渗透率小于100毫达西时,确定一级注入速度为0.1~4.0mL/h。 [0075] 在根据上述关系确定一级注入速度前,需要将步骤204计算出的渗透率进行单位换算,换算关系为:1毫达西=0.0009869μm2。 [0076] 其中,原油通过砂管的活堵的接口注入。 [0077] 步骤206:当填砂管不出水时,采用二级注入速度向填砂管中驱替原油,二级注入速度大于一级注入速度。 [0078] 其中,二级注入速度为所述一级注入速度的二倍与设定速度中较大的速度值。 [0079] 其中,设定速度一般借鉴各油田实验室和科研院所(如北京石油大学一般采用24mL/h)的注入速度来设计,目的是既能节省时间,又能保证实验的可靠性。 [0080] 进一步,该方法还可以包括: [0081] 当采用二级注入速度向填砂管中驱替原油且填砂管不出水时,停止向填砂管中驱替原油。 [0082] 在本发明实施例中,在向填砂管中驱替原油时,温度为室温至95℃条件下。 [0083] 优选地,温度为54℃,该温度既能节省实验时间,又能保证实验的可靠性。 [0084] 其中,温度是指实验用恒温箱的温度范围。对于某一次具体实验,一般采用该油藏田条件下的地层温度。 [0085] 在本发明实施例中,在向填砂管中驱替原油时,原油粘度为9.2mPa*s,该原油粘度既能节省实验时间,又能保证实验的可靠性。 [0086] 下面结合实例对本发明的效果进行说明: [0087] 在54℃条件下,利用驱替泵向填砂管注入京11断块原油,原油粘度9.2mPa*s,对于不同渗透率的填砂管,采用本发明实施例的方法进行原油注入,得到的填砂管束缚水饱和度如下表,束缚水饱和度越低,原油饱和度越高。 [0088]实施例编号 1 2 3 实测填砂管渗透率/毫达西 59 586 1529 砂管尺寸/mm Φ25×500 Φ25×500 Φ25×500 一级注入速度/mL·h-1 1 5 10 一级注入速度结束时束缚水饱和度/% 46.8 38.2 23.4 二级注入速度/mL·h-1 2 10 20 二级注入速度结束时束缚水饱和度/% 33.1 27.9 13.6 [0089] 通常情况下,对于原油粘度为5~20mPa*s的原油而言:低渗透率(10~100mD)填砂管的束缚水饱和度一般为35~65%;中渗透率(100~500mD)填砂管的束缚水饱和度一般为45~75%;高渗透率(>500mD)填砂管的束缚水饱和度一般为50~80%。对照上表可以看出,采用本发明实施例提供的两级注入速度注入原油,低渗透率填砂管的束缚水饱和度为 33.1%(实施例编号1),两种高渗透率填砂管的束缚水饱和度分别为27.9%和13.6%(实施例编号2和3),填砂管的束缚水饱和度明显下降,提高了填砂管的原油饱和度。 |