碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法技术

本发明专利技术提供了一种碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法。该模型包括设有流体注入、排出口的透明基质，透明基质内设界面张力、混溶扩散、润湿改性和驱替吞吐反排性能测试区至少之一；界面张力性能测试区包括第一流动腔和出口与第一流动腔入口连通、入口与流体注入口连通的第一、二流体注入通道；混溶扩散性能测试区包括第一流体通道和一端与第一流体通道中段连通、另一端可封闭的扩散腔；润湿改性性能测试区包括第二流动腔；驱替吞吐反排性能测试区包括依次连接的第二流体通道、多孔介质模拟腔、第三流体通道，一端与第二流体通道中段连通、另一端可封闭的第一压力测试通道，及一端与第三流体通道中段连通、另一端可封闭的第二压力测试通道。第二压力测试通道。第二压力测试通道。

【技术实现步骤摘要】
碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法


[0001]本专利技术属于油气开发
，涉及一种碳酸盐岩模型及碳酸盐岩化学驱性能测试方法。

技术介绍

[0002]目前，碳酸盐岩油藏的产油量已经占到了全球原油总产量的1/3，提高碳酸盐岩油藏采收率对全球的原油供应具有重要意义。碳酸盐岩储层由于非均质性强且润湿性偏油湿等原因，衰竭式开发和注水开发普遍效果较差。化学驱作为一种成本低且对作业环境和储层条件要求较低的提高采收率技术已在碳酸盐岩油藏中得到了广泛应用，世界各国的科研人员研发了大量可用于碳酸盐岩油藏提高采收率的化学药剂。由于不同化学药剂的性能和适用范围差异较大，因此在实际油藏实施化学驱作业前需要进行大量的化学药剂筛选与评价工作。
[0003]化学驱提高采收率过程中对药剂性能的要求主要包括降低界面张力、润湿改性和原油乳化等。研究人员通常可通过旋转界面张力仪、接触角测量仪等设备类来进行静态参数测试，并结合岩心驱替实验结果来完成药剂的筛选。但上述筛选过程中使用的设备均为通用性设备，测量时间长、实验工作量大。此外，上述方法也存在无法测量超低界面张力体系下的油
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化学体系接触角，以及无法测量高粘体系界面张力等问题。再者，上述方法测量的界面张力和接触角均为静态条件下的测试结果，未考虑储层中流体流动的影响。
[0004]目前，需要建立适应于碳酸盐岩油藏化学驱提高采收率化学药剂筛选的测试装置及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种适应于碳酸盐岩油藏化学驱提高采收率药剂筛选、机理研究等的碳酸盐岩模型以及基于该模型的碳酸盐岩化学驱性能测试方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种碳酸盐岩模型，其中，该模型包括透明基质；所述透明基质内部设置测试区；所述透明基质设置有至少一个流体注入口和至少一个流体排出口，用以实现向测试区供给流体、自测试区排出流体；其中，
[0007]透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区中的至少一种；其中，
[0008]所述界面张力性能测试区包括设有入口、出口的第一流动腔和第一流体注入通道、第二流体注入通道；第一流体注入通道、第二流体注入通道的出口与第一流动腔的入口连通；当透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区时，所述至少一个流体注入口包括第一流体注入口和第二流体注入口，第一流体注入口与第一流体注入通道入口连通，第二流体注入口与第二流体注入通道入口连通；
[0009]所述混溶扩散性能测试区包括扩散腔和设有入口、出口的第一流体通道，所述扩散腔的一端与第一流体通道的中段连通、另一端可封闭；
[0010]所述润湿改性性能测试区包括设有入口、出口的第二流动腔；
[0011]所述驱替吞吐反排性能测试区包括第二流体通道、多孔介质模拟腔、第三流体通道、第一压力测试通道和第二压力测试通道；所述第二流体通道、多孔介质模拟腔、第三流体通道依次连接且相互连通，所述第一压力测试通道的一端与第二流体通道的中段连通、另一端可封闭，所述第二压力测试通道的一端与第三流体通道的中段连通、另一端可封闭；所述第二流体通道设有入口，所述第三流体通道设有出口。
[0012]上述碳酸盐岩模型为能够用于量化学驱过程中界面张力、润湿改性、混溶扩散和/或吞吐反排效率等性能的碳酸盐岩微观模型。
[0013]上述碳酸盐岩模型在多孔介质模拟腔两侧设计了第一压力测试通道和第二压力测试通道，利用气体压缩的原理对流体流入、流出多孔介质模拟腔的压力进行了测量，解决了微通道压力测量的难题，有助于研究化学药剂驱油与原油返排过程中注入压力的动态变化。
[0014]在上述碳酸盐岩模型中，优选地，所述基质为冰洲石；选用冰洲石与真实储层更为相近，实验结果更为精确。
[0015]在一具体实施方式中，所述第一流动腔为柱状腔，所述第一流动腔的深度为100μm、宽度为100μm。
[0016]在一具体实施方式中，所述第一流体通道的深度为30μm、宽度为30μm，所述扩散腔的深度为30μm、宽度为50μm。
[0017]在上述碳酸盐岩模型中，优选地，所述第二流动腔由至少两个椭圆柱状腔依次相贯形成，各椭圆柱腔形状尺寸相同、顶面位于同一平面上、底面位于同一平面上且顶面短轴线位于同一直线上；当所述第二流动腔由至少三个椭圆柱状腔依次相贯形成时，相邻的椭圆柱状腔相贯形成的相贯线形状尺寸相同；
[0018]更优选地，各椭圆柱腔的横截面的长轴长度与短轴长度比值为2.5:1；
[0019]在一具体实施方式中，各椭圆柱腔的横截面的长轴长度为500μm、短轴长度为200μm，各椭圆柱腔的深度为60μm；优选地，相邻的椭圆柱状腔相贯形成的相贯线围成一个宽度为30μm、深度为60μm的长方形。
[0020]在上述碳酸盐岩模型中，优选地，所述第一压力测试通道和第二压力测试通道的形状尺寸相同，第二流体通道、第三流体通道的宽度、深度相同。
[0021]在上述碳酸盐岩模型中，优选地，所述第一压力测试通道的深度不超过第二流体通道深度的0.5倍，所述第二压力测试通道的深度不超过第三流体通道深度的0.5倍；从而尽可能的保证流体流动过程中不会因流场扰动进入压力测试通道中影响压力计量效果；压力测试通道的长度需满足驱替吞吐反排性能测试的压力波动需要即可；
[0022]在一具体实施方式中，第一压力测试通道的长度为1cm、深度为15μm、宽度为20μm，第二流体通道的深度为30μm、宽度为30μm；
[0023]在一具体实施方式中，第二压力测试通道的长度为1cm、深度为15μm、宽度为20μm，第三流体通道的深度为30μm、宽度为30μm。
[0024]在上述碳酸盐岩模型中，多孔介质模拟腔中的孔隙结构根据实际需要进行刻画即可；在一具体实施方式中，多孔介质模拟腔的总长度为1cm、总宽度为1cm、深度为30μm。
[0025]在上述碳酸盐岩模型中，优选地，界面张力性能测试区进一步包括第三流体注入
通道，所述至少一个流体注入口进一步包括第三流体注入口，第三流体注入通道的入口与第三流体注入口连通，第三流体注入通道的出口与第一流动腔的入口连通；
[0026]进一步优选地，第一流体注入通道、第二流体注入通道、第三流体注入通道中相邻两个流体注入通道的夹角为45
°
。
[0027]在上述碳酸盐岩模型中，优选地，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区中的至少两种，透明基质内部设置的各测试区相互连通；
[0028]更优选地，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区中的至少三种，透明基质内部设置的各测试区相互连通；
[0029]进一步优选地，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸盐岩模型，其中，该模型包括透明基质；所述透明基质内部设置测试区；所述透明基质设置有至少一个流体注入口和至少一个流体排出口，用以实现向测试区供给流体、自测试区排出流体；其中，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区中的至少一种；其中，所述界面张力性能测试区包括设有入口、出口的第一流动腔和第一流体注入通道、第二流体注入通道；第一流体注入通道、第二流体注入通道的出口与第一流动腔的入口连通；当透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区时，所述至少一个流体注入口包括第一流体注入口和第二流体注入口，第一流体注入口与第一流体注入通道入口连通，第二流体注入口与第二流体注入通道入口连通；所述混溶扩散性能测试区包括扩散腔和设有入口、出口的第一流体通道，所述扩散腔的一端与第一流体通道的中段连通、另一端可封闭；所述润湿改性性能测试区包括设有入口、出口的第二流动腔；所述驱替吞吐反排性能测试区包括第二流体通道、多孔介质模拟腔、第三流体通道、第一压力测试通道和第二压力测试通道；所述第二流体通道、多孔介质模拟腔、第三流体通道依次连接且相互连通，所述第一压力测试通道的一端与第二流体通道的中段连通、另一端可封闭，所述第二压力测试通道的一端与第三流体通道的中段连通、另一端可封闭；所述第二流体通道设有入口，所述第三流体通道设有出口。2.根据权利要求1所述的模型，其中，所述基质为冰洲石。3.根据权利要求1所述的模型，其中，所述第二流动腔由至少两个椭圆柱状腔依次相贯形成，各椭圆柱腔形状尺寸相同、顶面位于同一平面上、底面位于同一平面上且顶面短轴线位于同一直线上；当所述第二流动腔由至少三个椭圆柱状腔依次相贯形成时，相邻的椭圆柱状腔相贯形成的相贯线形状尺寸相同。4.根据权利要求1所述的模型，其中，所述第一压力测试通道和第二压力测试通道的形状尺寸相同，第二流体通道、第三流体通道的宽度、深度相同；所述第一压力测试通道的深度不超过第二流体通道深度的0.5倍，所述第二压力测试通道的深度不超过第三流体通道深度的0.5倍。5.根据权利要求1或4所述的模型，其中，界面张力性能测试区进一步包括第三流体注入通道，所述至少一个流体注入口进一步包括第三流体注入口，第三流体注入通道的入口与第三流体注入口连通，第三流体注入通道的出口与第一流动腔的入口连通；优选地，第一流体注入通道、第二流体注入通道、第三流体注入通道中相邻两个流体注入通道的夹角为45
°
。6.根据权利要求1
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5任一项所述的模型，其中，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区中的至少两种，透明基质内部设置的各测试区相互连通；优选地，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区中的至少三种，透明基质内部设置的各测
试区相互连通；更优选地，透明基质内部设置的测试区包括界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区，界面张力性能测试区、混溶扩散性能测试区、润湿改性性能测试区和驱替吞吐反排性能测试区相互连通；进一步优选地，第一流动腔的出口与第一流体通道的入口连通、第一流体通道的出口与第二流动腔的入口连通、第二流动腔的出口与第二流体通道的入口连通。7.根据权利要求1
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6任一项所述的模型，其中，该模型是由透明基质基底片和透明基质盖片粘合形成的；优选地，该模型通过下述方式制备得到：片材获取步骤：获取两块相同尺寸的透明基质片材分别作为透明基质基底片片材和透明基质盖片片材；结构图案获取步骤：获取所述透明基质内部设置以及流体注入口和流体排出口的结构图案；透明基质基底片获取步骤：在透明基质基底片片材表面上，按照设计的所述结构图案进行刻画得到透明基质基底片；其中，当透明基质内部设置的测试区包括驱替吞吐反排性能测试区时，多孔介质模拟腔在透明基质基底片片材上...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞，李俊键，刘奔，于馥玮，马梦琪，姜汉桥，苏航，张宝瑞，贾洪革，汪绪刚，周福建，吴立新，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：