[发明专利]基质渗吸与驱油的同步测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种基质渗吸与驱油的同步测量系统及方法，该系统包括：称量装置、液体温控装置、数据处理装置。其中，液体温控装置与称量装置连接，数据处理装置分别与称量装置和液体温控装置连接。运用本系统，可以通过改变实验温度，来精确研究不同温度下致密油岩心渗吸的质量随时间的变化规律及渗吸驱油的效率。一方面，通过实验得到的致密油岩心渗吸的质量变化规律预测致密油储层的孔隙发育和连通情况，并评价致密油储层的物理特性。另一方面，通过实验得到的渗吸驱油的效率，可以为大规模体积压裂技术优化以及压裂液性能的评价等提供理论支撑和指导，从而有利于致密油储层的开采开发，以满足人们对能源的需求。

技术领域

本发明涉及油气储层的研究领域，尤其涉及一种基质渗吸与驱油的同步测量系统及方法。

背景技术

目前，常规油气资源的开发已不能满足人们对能源的需求，而非常规油气资源(致密油、致密气、页岩气等)的有效开采能够缓解此问题。我国致密油的开发起步较晚，大规模体积压裂是致密油开发的关键技术，压裂液渗吸进入基质能够驱替油气，提高油气的产量和采收率。与常规储层不同，致密油储层基质渗吸驱油的研究尤为关键。因为大量的油气存储于基质孔隙中，致密油储层具有微-纳米级孔隙，部分属于小孔细喉型，具有很强的毛管力作用，较强的自发渗吸能力。致密油储层微观特征差异很大，而自发渗吸的特征可以识别差异，可用来评价储层的品质。此外，致密油储层的层理较发育、微观非均质性较强，层理不仅是压裂过程中液体进入储层的通道，更是压后开井油气产出的主要通道，不同井之间或同一口井不同层段之间的层理对渗吸驱油的作用需要分区评价。致密油储层大规模体积压裂初期，压裂液主要分布在裂缝系统内，随着时间的进行，压裂液在毛管力及渗透压作用下进入基质并逐渐向深部扩散，由于同向自发渗吸或逆向自发渗吸物理过程的存在，油气被渗吸的压裂液驱至裂缝中，这一过程伴随着致密油气的产出。

室内实验和地下致密油储层的温度和压力差异较大，进行室内渗吸实验时所加的围压或孔隙压力以及温度对渗吸速率和驱油效率影响显著，但是压力及温度对渗吸驱油效率的影响并不能得知。

而现有的一种对致密油储层进行研究的方法中，在天平上搭建一个放置渗吸液容器的托架，把装有渗吸液的烧杯放置在托架上，托架不与天平的称量系统接触。一个悬挂岩样的支架，将制备合格的岩样使用防水细线悬挂在支架上，支架的底座放置在天平上。开启天平及数据记录系统，将悬挂在支架上的岩样完全浸没在烧杯中的渗吸液中，实时监测渗吸质量的变化情况。进行数据处理和分析，得出岩心的渗吸能力和渗吸速率等评价参数，为压裂设计提供参考和理论依据。该方法的缺点一为，将岩心全部没入渗吸液之后，称量天平只能记录岩心渗吸的质量随时间的变化，但是渗吸过程和增能驱油过程是同步的，不能监测渗吸增能驱替油的质量随时间的变化。缺点二为，温度是影响渗吸增能驱油的重要因素之一，将渗吸液完全暴露在室温下，无法研究温度对渗吸过程及其驱油效率的影响，温度不能得到控制。

另一种对致密油储层进行研究的方法中，将岩心饱和油后装入渗吸瓶并使其完全浸没在渗吸液中，随着岩心在毛管力作用下不断的吸液，孔隙中的油被排出。当油离开岩心表面的时候，由于油水的密度差，油滴逐渐在水中往渗吸瓶口处移动，渗吸瓶口细管上的刻度能够读出排出油的体积，将饱和油的体积和渗吸出油的体积代入渗吸驱油效率公式中，可计算出渗吸驱油效率，以对表活剂、渗吸液的性能、岩心的物性进行评估。该方法的缺点一为，加工完备的岩心直接放入渗吸瓶中无法与天平接触，故不能连续记录渗吸液量随时间的变化，因此不能反映致密油岩心渗吸的特征。缺点二为，渗吸瓶通常置于室温条件下，而温度对岩心的自发渗吸驱油影响显著，温度不能被控制将导致数据的偏差，也无法探究温度对渗吸驱油效率的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基质渗吸与驱油的同步测量系统及方法，用来研究致密油储层渗吸的质量变化规律以及探究温度对渗吸驱油效率的影响。

第一方面，本发明实施例提供了一种基质渗吸与驱油的同步测量系统，包括：

称量装置、液体温控装置、数据处理装置；其中，