[发明专利]缝洞型碳酸盐岩油藏三维大尺寸物理模型及其制备方法

说明书

本发明涉及一种缝洞型碳酸盐岩油藏三维大尺寸物理模型及其制备方法，该模型是由模拟溶洞、模拟裂缝和恒温烘箱组成。该制备方法具体是通过反应釜封装经测试分析后的碳酸盐岩露头模拟溶洞，通过管线填充压实碳酸盐岩颗粒模拟裂缝；通过阀门、接头连接不同数量、不同空间位置的封装模拟溶洞和模拟裂缝，构成模拟碳酸盐岩缝洞网络结构并将其安装于恒温烘箱中，构成缝洞型碳酸盐岩三维大尺寸物理模型。本发明既能模拟缝洞型碳酸盐岩油气藏实际储层中缝洞间复杂的空间网状结构，又能反映固相储层岩石的物理、化学性质，还能模拟实际储层的高温高压条件，以及井打在不同位置时的生产效果。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种缝洞型碳酸盐岩油藏三维大尺寸物理模型及其制备方法。

背景技术

缝洞型碳酸盐岩油藏是经多期构造运动与古岩溶共同作用形成的，其储层发育受沉积、成岩、构造、古地貌、古岩溶等多种作用的影响。缝洞型碳酸盐岩储层是在裂缝型储层的基础上，含有CO₂的地表水和酸性地下水沿着裂缝溶蚀产生了许多溶洞之后，形成的缝洞型储层。储层中一般既有裂缝又有溶蚀孔洞的存在，其中溶洞和孔洞为主要的储集空间，裂缝为主要的渗流通道，基质通常被认为是不渗透的。

缝洞型碳酸盐岩储层由于其独特的缝洞结构，储层段岩心难以成形，很难钻取具有完整缝洞结构的天然岩心，限制了缝洞型碳酸盐岩油藏物理模拟实验的开展，阻碍了缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动规律的研究。

目前，现有的缝洞型碳酸盐岩物理模型除传统的柱塞岩心以外，主要包括二维物理模型和三维物理模型。二维物理模型一般为小尺寸的平面结构，固体骨架多为玻璃板，因此模型无法反映真实地层孔隙表面的物化性质，不能研究流体与岩石固相间的作用，且不能承受实际储层的高温高压条件。

现有的三维物理模型，也或多或少的存在一些问题。2009年，伦增岷等人公开了(申请公布号CN102053026 A)一种用方解石、白云岩等作骨架材料，伍德合金或石蜡作为裂缝和溶洞的主体材料的三维物理模型，该方法存在以下问题：(1)伍德合金和石蜡的质地较软，在充填压实骨架材料时，难免会受到挤压发生物理形变，使得裂缝和溶洞形态发生改变；(2)液态石蜡作用于固相表面，势必会影响固相表面对流体的润湿性。2015年，侯吉瑞等人公开了(申请公布号CN 105178926 A)一种用聚四氟乙烯管线模拟裂缝，用亚克力材料的腔体填充石英砂模拟溶洞的三维物理模型，该模型虽然能模拟缝洞空间网络，但是无法反应储层岩石的表面性质，忽略了油藏流体与岩石固相之间的相互作用。2016年，李辉等人提出(申请公布号:CN105904573 A)应用3D打印技术，以熔融态的石英砂为骨架材料打印出三维物理模型，该方法同样存在问题：(1)石英砂不是碳酸盐岩的主要成分，与其性质相差较大，不能反应天然岩石的性质。(2)使用熔融状态石英打印出的骨架材料，不能够模拟碳酸盐岩天然溶蚀孔洞在空间分布上的任意性；(3)所使用的3D打印技术目前尚未普及应用。

鉴于此，本实验团队凭借长期从事油气田开发与物理模拟实验的科研经验与工程实践，提出了一种新型的缝洞型碳酸盐岩油藏三维大尺寸物理模型，以弥补现有技术的缺陷与不足。

发明内容

为了克服现有的缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型的缺陷与不足，本发明提供一种既能模拟缝洞型碳酸盐岩油气藏实际储层中缝洞间复杂的空间网状结构，又能反映固相储层岩石的物理、化学性质，还能模拟实际储层的高温高压条件以及井打在不同位置时的生产效果的缝洞型碳酸盐岩油藏三维大尺度物理模型及其制备方法。

本发明的技术方案如下：