[发明专利]在实验室内对非均质储层进行模拟调剖的方法与装置

权利要求书

1.一种在实验室内对非均质储层进行模拟调剖的装置，包括非均质岩心模型、注入计量装置和采出采集装置；

其中，所述非均质岩心模型由入口端外扣固定器、岩心主体夹持器以及出口端外扣固定器组成；

其中，所述入口端外扣固定器和出口端外扣固定器的结构相同，均由垫片（10）、驱替管线、岩心薄块密封胶套（8）、固定器外壳（1）以及蜂窝式分隔器（7）组成；垫片（10）为正方形硬塑片，尺寸与蜂窝式分隔器（7）相同，粘贴在固定器外壳（1）的内侧，垫片（10）上开有若干用于埋设所述驱替管线的预留孔，所述驱替管线穿透固定器外壳（1）与垫片（10），穿透垫片（10）的那一端与所述垫片端面平齐，所述驱替管线与垫片之间的缝隙用环氧树脂进行密封；

蜂窝式分隔器（7）为蜂窝状长方体，由若干根相互垂直交错的连接主梁焊接后构成，以实现将所述蜂窝式分隔器均匀分成等尺寸方块形空间；在所述等尺寸方块形空间的侧部和后端面上分别焊接小尺寸的锰钢薄片以实现对内部填充的方形岩心薄块（11）的限位；按照非均质储层的各小层厚度比例和小层分布形态所确定的填充方案，在所述蜂窝式分隔器中的各方形空间内对应填入若干不同渗透率的方形岩心薄块（11）；

岩心薄块密封胶套（8）的外廓为圆筒状，岩心薄块密封胶套（8）的第二内容腔（25）为方形空腔，蜂窝式分隔器（7）位于第二内容腔（25）中，蜂窝式分隔器（7）与第二内容腔（25）的内壁之间无间隙；

岩心薄块密封胶套（8）通过支撑小圆柱（21）卡在固定器外壳（1）内，岩心薄块密封胶套（8）的外壁与固定器外壳（1）的内壁之间形成第二环形空间（22），所述固定器外壳上布设有第二环压注入口（20），由所述第二环压注入口注入蒸馏水填充第二环形空间（22）以形成稳定环压将所述蜂窝式分隔器及全部内置于蜂窝式分隔器中的岩心薄块统一箍紧密封；

所述驱替管线按照所述入口端外扣固定器和出口端外扣固定器的位置分为驱替液入口管线（23）和驱替液出口管线（9）；固定器外壳（1）的端部开有环形凸棱；

岩心主体夹持器由岩心主体密封胶套（4）和夹持外筒（3）组成，岩心主体密封胶套（4）的外廓为圆筒状，岩心主体密封胶套（4）的内容腔为方形空腔，岩心主体（5）位于岩心主体密封胶套（4）的内容腔中，岩心主体（5）的孔喉尺寸与实际储层常规孔喉尺寸一致，岩心主体密封胶套（4）的外壁与夹持外筒（3）的内壁之间形成第一环形空间（24）；夹持外筒（3）上布设有第一环压注入口（6），由第一环压注入口（6）注入蒸馏水以填充第一环形空间（24）形成稳定环压；夹持外筒（3）的两端开有可供固定器外壳（1）上的环形凸棱插入的环形内凹槽，沿径向穿透所述环形内凹槽和所述环形凸棱开有螺栓孔，以供紧固螺栓（2）旋入后实现所述岩心主体夹持器与所述出、入口端外扣固定器紧紧固定，形成密封；

岩心薄块密封胶套（8）与岩心主体密封胶套（4）具有相同的剖面结构；

所述入口端外扣固定器和出口端外扣固定器分别固定在所述岩心主体夹持器的两端，通过紧固螺栓（2）连接固定后箍紧，形成统一密封整体；所述非均质岩心模型中对应非均质储层的每个不同渗透率的小层形成一个入口端和一个出口端；

所述注入计量装置由计量箱体外壳（12）、与所述非均质岩心模型中小层数量相对应的若干精密称重传感器（15）、若干活塞容器（14）、数据显示器（17）、电路线（16）、驱替泵（18）、压力表（19）以及注入计量装置驱替管线（13）组成；所述活塞容器分别固定在精密称重传感器上，各活塞容器顶端均引出一条驱替管线至所述非均质岩心模型的一个小层对应入口端，所述各活塞容器的底端则分别连接由所述驱替泵引出的注入计量装置驱替管线；在由所述驱替泵引出的注入计量装置驱替管线上连接压力表（19）；所述计量箱体外壳的中心处设有豁口，以嵌入数据显示器（17），所述数据显示器与所述精密称重传感器通过电路线相连，以实时显示所述精密称重传感器测得的数据；驱替泵（18）为ISCO高精度高压柱塞泵；

所述采出采集装置由与所述非均质岩心模型中出口端相连接的采出采集驱替管线和接液容器组成，所述接液容器为量筒。

2.一种在实验室内对非均质储层进行模拟调剖的方法，该方法由如下步骤组成：

第一步，利用权利要求1中所述装置获得相应数据后，按照公式（1）计算单层实际注入量 ，

i=1，2，3，4，5(1)

其中，设驱替泵中所用驱替液密度为，活塞容器1至活塞容器5中的驱替液密度分别为、、、、，且柱塞泵内溶液密度与活塞容器中内溶液密度均不相同，活塞容器1至活塞容器5充入驱替剂之后的初始总质量由精密称重传感器测出后通过电路线传至数据显示器上显示数值，测量活塞容器1至活塞容器5充入驱替剂之后的初始总质量分别为、、、、，实时记录驱替过程中活塞容器1至活塞容器5的总质量为、、、、；驱替泵通过将泵内液体A，密度为，压入活塞容器内活塞的下部空间以达到驱动活塞容器内驱替液B的目的，且活塞容器总容积不变，因此活塞容器总质量的改变完全由其内溶液的质量变化所引起；

第二步，测量驱替过程中某一时刻各采出井累计采出量分别为、、、、后，将第一步中得到的数值代入公式（2）后计算各层窜流量Vci ；

i=1，2，3，4，5(2)

第三步，若 >0，说明该层实际采出液量小于实际注入液量，即注入该层的驱替液并未完全流经该层，而是存在向其他渗透率层分流的情况，表明该层驱替液向其它层窜流；反之，若<0，则说明其余层驱替液向该层窜流；

第四步，将第二步中得到的各层窜流量与该层注入量的比值按照公式（3）定义为一次窜流率，以表示，以此来量化非均质储层调剖前窜流程度：

i=1，2，3，4，5(3)

第五步，在计算完各层的窜流率后，以权利要求1中构建的非均质岩心模型中最高渗透层为主要针对对象，当最高渗透层的窜流率达到实际矿场确定的分流界限时，模拟实验开始停泵，将各活塞容器上方容积内注入液更换成调剖液再次进行开泵注入，各层注入端继续按原来的计量方法分别计量注入量；

第六步，当权利要求1中所述装置内的非均质岩心模型的岩心注入端累积注入量达到实际矿场需模拟的注入量时停泵，再次将调剖液换成原来的注入液开泵模拟后续驱替过程，重复步骤一至步骤四，分别计量与计算各层窜流率，从而获得调剖剂注入后调剖的定量效果。