[发明专利]稠油热采储层破裂的模拟实验方法

说明书

技术领域

本发明属于稠油热采开发领域，具体涉及一种稠油热采储层破裂的模拟实验方法。

背景技术

我国具有丰富的稠油资源，热力采油是当前稠油资源开发的重要方式，它通过将热能载体注入油藏来加热稠油，降低原油粘度，提高原油流动能力，从而提高原油产量和采收率。稠油热采过程中，高温热能注入引起储层内温度、压力大幅度增加，原油粘度降低；孔隙流体和岩层骨架受热发生非均匀膨胀，导致储层产生变形及破裂。研究稠油热采过程中储层破裂机理及裂缝扩展过程，对于真实描述稠油热采储层开发动态，优化参数工艺具有重要的指导意义。

目前研究地下高温条件下岩样物性参数变化及破裂过程的实验装置及方法主要以围压条件下，岩样试件高温整体加热分析为主；而稠油热采储层破裂则是受到井筒局部高温载荷与三向非均匀地应力两方面耦合因素共同控制，目前研究主要以油藏数值模拟方法为主，缺乏相关稠油热采储层破裂的模拟实验装置及方法，无法对实际稠油热采储层破裂情况进行真实有效的评价，因而成为当前稠油热采开发领域的难点问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种稠油热采储层破裂的模拟实验方法，该方法通过向实验岩样加载三个方向的地应力，在实验岩样井筒内加载高温条件，真实模拟稠油热采过程中不同温度、地应力条件下复合受力状态，采集储层破裂信息并系统分析稠油热采储层破裂机制，为稠油热采注采方案的理论研究和工程设计优化提供实验基础。

本发明技术方案包括：

一种稠油热采储层破裂的模拟实验方法，包括以下步骤：

a、实验岩样的制备：选取油藏取芯，在油藏取芯外围浇筑水泥砂浆包裹层，所述油藏取芯居于中心位置，实验岩样呈立方体状，在实验岩样顶面中心处向下设置裸眼井筒，将用于连接温度采集控制仪的热电偶温度传感器作出如下处理，将所述热电偶温度传感器埋设在水泥砂浆包裹层预设位置上；

b、准备实验硬件：实验硬件包括真三轴应力加载装置、温度采集控制装置、工业层析扫描成像装置和声发射仪，所述温度采集控制装置包括温度采集控制仪、热电偶温度传感器和加热管；

c、将步骤a制作好的实验岩样放入工业层析扫描成像装置中，采集该实验岩样的内部裂缝分布图，作为图像一；

d、接步骤c，将实验岩样安放在上述真三轴应力加载装置的高压承压缸内，将上述声发射仪连接多个声发射探头，所有声发射探头布置在水泥砂浆包裹层的外周上；将上述加热管插入所述裸眼井筒内，在所述裸眼井筒与加热管之间的环空处压入传热介质；将上述温度采集控制仪连接上述加热管及热电偶温度传感器；接着进入步骤e；

e、启动真三轴应力加载装置，向实验岩样外侧空间的三个不同方向分别施加不同压力；接着进入步骤f；

f、通过上述加热管对实验岩样裸眼井筒进行加热，与此同时打开声发射仪，所述加热管通过温度采集控制仪进行控制，温度采集控制仪设定温度每升高50℃，则保温1小时，如此缓慢升高直至加热温度为350℃；所述声发射仪利用声发射探头采集、存储当前的信号，作为信号一；

g、当裸眼井筒温度达到350℃，保温2小时后，停止加热，此时声发射仪通过声发射探头采集、存储当前的信号，作为信号二，直到采集到井筒温度恢复到室温，停止实验；

h、取出实验岩样，放置于工业层析扫描成像仪中，采集实验岩样经过高温加载后的内部裂缝分布图，作为图像二；

j、利用上述声波信号一、声波信号二、图像一与图像二，开展进一步的稠油热采储层破裂的研究分析。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种稠油热采储层破裂的模拟实验方法，与现有技术相比，其采用了真实稠油稠油油藏取芯与水泥砂浆包裹层混合浇筑作为实验岩样，该实验岩样为立方体，与现有技术中的实验岩样相比较，其更为真实的反映了实际油藏的岩石力学性质；

采用真三轴应力加载装置通过高压承压缸向实验岩样外侧空间的三个方向分别施加不同压力，更为真实的反映实际稠油油藏的地应力状态；

采用温度加载控制装置模拟实际注高温热力过程；通过加热管进行对实验岩样井筒局部加热，通过传热介质将热量传输给实验岩样，通过设置于实验岩样井筒内壁热电偶温度传感器探头探测近井筒壁处温度，通过温度采集控制仪显示温度变化，并根据测试温度控制加热管电源开关，达到控制温度的作用；