[发明专利]测量同向渗吸与反向渗吸采出量的实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了测量同向渗吸与反向渗吸采出量的实验装置及实验方法。该装置由待测岩心1、夹持器2、储液容器3、活塞4、恒温箱5、储液罐6、电动机7、自吸泵8、烧杯11、计算机12、围压泵13、压力表14组成，所述夹持器2内装有待测岩心1，左端连接储液容器3，右端连接活塞4；所述储液容器3内有螺旋叶片32，上端连接储液罐6，下端连接烧杯11，还分别连接电动机7与自吸泵8，自吸泵8的出液管线延伸至位于电子天平10上的量筒9内；夹持器2下端出液管线延伸至位于电子天平19上的量筒18内；电子天平连接计算机。利用该装置可定量测定高温高压条件下同向渗吸与反向渗吸采出量，为研究真实地层条件的渗吸驱油动态提供技术支持和理论依据。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，具体涉及一种测量同向渗吸与反向渗吸采出量的实验装置及实验方法。

背景技术

目前常规油气资源的开发已经步入中后期，为满足对油气资源的需要，非常规油气资源急需规模开发，非常规油气资源量巨大，但是由于其储层低孔低渗、孔隙结构复杂等特殊属性，常规的开采方式已无法适用于对非常规储层的开发。尽管非常规储层孔喉细小，但是其毛管力现象十分明显，近年来提出的利用毛管力作用作为驱动力而使裂缝中的流体进入岩石基质，从而驱替出岩石孔隙中油气的方法对开采致密油藏尤为有效，此种开采方式即为渗吸法开采方式，渗吸采收率是渗吸采油评价的最终指标，而渗吸采收率是通过渗吸量计算所得，因此急需能够定量计量渗吸采出量的实验装置。

室内计量渗吸采出量的实验装置主要是体积法装置与称重法装置，体积法装置主要是利用渗吸瓶来计量渗吸采出量，渗吸瓶下部为容器瓶，上部为毛细刻度管，实验时将待测岩心放入下部容器瓶中，连接上部毛细计量管，渗吸溶液由毛细计量管顶部注入，调整溶液液面置于毛细计量管的适当位置，渗吸作用置换出的油相由于密度差将会聚集在毛细计量管的液面位置，读取不同时刻毛细计量管的刻度获得时间随渗吸采出量的关系。而称重法装置是主要是利用电子天平测试岩心的实时重量来获得渗吸采出量，待测岩心通过鱼线连接电子天平，然后浸没于渗吸溶液中，水相由于毛管力作用被吸入岩心基质置换出孔隙中的油相，由于油水密度差异导致岩心不同时刻的重量变化，基于重量变化可以获得不同时刻渗吸采出量。传统的测量方式获得的渗吸采出量为同向渗吸方式（润湿相吸入方向与非润湿相排出方向相同，通常水相为润湿相，油相为非润湿相）与反向渗吸方式（润湿相吸入方向与非润湿相排出方向相反）共同的采出量，室内实验认为此共同采出量即为地层条件同尺度状况的真实采出量，此种定量方法所得结果未能匹配地层真实渗吸动态，地层条件下裂缝内的流体由于渗吸作用进入储层基质孔隙，孔隙内的油相空间被占据，油相又从流体进入基质孔隙的方向被置换进入裂缝中，此部分采出量是以反向渗吸方式的采出量，而传统的测量装置并未考虑地层真实发生的情况，因此所得结果并不符合事实。

也有学者设计了不同渗吸方式下渗吸实验的简易装置，对于同向渗吸方式测试，多数装置依然是利用称重法原理，以岩心一端接触水体获得的岩心重量变化量即看作为同向渗吸量（李曹雄.一种压裂液同向自发渗吸仪CN204314197U，2015；王救邦.渗吸实验描述与方法适用性评价[J].石油化工应用，2015,34(12):102-105）。此种测量方法并不准确，因为水相进入岩心基质，部分油相会从未接触水体的岩心部位渗吸出来，此部分油相即为同向渗吸采出的油相，另外部分油相依然会从与水体接触的岩心部位渗吸出来，此部分油相即为反向渗吸作用采出的油相，因此该测量方式并不严格，并未严格区分同向渗吸与反向渗吸分别的采出量。对于反向渗吸方式测试，多数实验设计均是采用密封材料密封岩心的端面，仅开放岩心的一个端面用以接触渗吸溶液，此种方式测得的采出量即为反向渗吸量（Lyu C. Experimental study of boundary condition effects on spontaneousimbibition in tight sandstones[J]. Fuel 235(2019):374-383），但是该方式仅能测得常温常压下的渗吸采出量，同样实际油藏地层高温高压的条件。鉴于此，非常有必要设计一种能够分别测试同向渗吸量与反向渗吸量的实验装置，并且该装置能够满足高温高压条件。

发明内容