[发明专利]一种高温高压可视化真实岩石渗流模型及其制作方法

说明书

一种高温高压可视化真实岩石渗流模型及其制作方法，包括岩片，岩片下表面设置有第一玻璃片，并且第一玻璃片与岩片通过粘接剂连接在一起，第一玻璃片上开有两个圆孔，一个孔作为模型流体入口，一个孔作为模型流体出口，模型流体入口与模型流体出口之间的距离大于岩片的长度，岩片上表面设置有第二玻璃片，岩片的两端设置带有入口引槽和出口引槽的围坝。由于岩片为真实的储层样品，同时可以在高温高压下进行相应可视化渗流实验。该模型围压最大可达25MPa，驱替压力最大可达20MPa，实验温度最高可达150℃，可满足绝大多数微观流体渗流实验所需的条件，可用于油气二次运移、水驱渗流规律、三次采油以及特殊的渗流可视化渗流机理实验。

技术领域

本发明涉及一种岩石渗流模型，具体涉及一种高温高压可视化真实岩石渗流模型及其制作方法。

背景技术

真正实现高温高压可视化真实岩石渗流实验研究，掌握不同介质高温高压下在真实岩石孔喉空间中的渗流特征，是目前解决油气田开发一系列问题的重要依据。但能否真正实现高温高压可视化真实岩石渗流实验，还要依托于能够进行高温高压可视化真实岩石渗流模型，目前，国内外该类模型匮乏，本发明成功制作了高温高压可视化真实岩石渗流模型，并进行了实验研究，申请该发明专利，旨在公开该技术，分享给相关领域研究者，也可以使该技术充分发挥其价值，为研究者提供研究手段，也为国内外油气勘探开发做出应有的贡献。

目前可视化渗流实验模型的缺陷和不足：

1、真实砂岩模型虽然真实，但无法承受高压，且驱替压力低，实验类别受限。

过去20多年开展可视化渗流实验研究中，使用的真实砂岩模型为西北大学曲志浩教授等人研制，该模型外围尺寸规模通常为5.0cm×3.5cm×0.5cm(长×宽×厚)，模型内岩片大小为3.0cm×2.5cm×0.065cm(长×宽×厚)，模型是由取自研究区的岩心制作而成，反映了储层真实的孔喉结构。制作精细，基本能够保留储层原始颗粒之间分布的胶结物和杂基，使实验模型真实性大大增强，进而也提高了实验结果的可信度。该模型为研究储层流体渗流特征做出了卓越的贡献，研究用途广，可以用于油气田开发中的一系列渗流实验，如水驱油、三次采油、油层保护、油层酸化、油层结垢及油气二次运移等多方面研究。但因该模型制作工艺、模型样式和使用材质，造成该模型的缺点体现在：1)不能在高压(油藏压力下)条件下开展渗流实验，仅能在常压环境下进行相应实验，这也是该模型最大的不足；2)驱替压力较低，最大驱替压力仅为0.20MPa；3)实验温度受限，可承受最高温度为80℃左右，无法在更高的油藏温度环境下进行各类渗流实验；4)该模型长度较短，不利于开展高压下的气驱(CO₂驱、N₂驱和空气驱等)以及聚合物驱等渗流机理研究。

2.其他模型可承高压，驱替压力较高，但不真实

目前能够用于开展高温高压微观可视化渗流机理研究的模型主要包括平板玻璃光刻模型和石英砂粘接模型，两种模型为开展油藏微观渗流机理研究提供了较好的技术手段。平板玻璃光刻模型是将储层孔喉结构按照一定的比例刻蚀在平板玻璃上，而石英砂粘接模型是将石英颗粒粘接在固定的玻璃片上，进而开展微观渗流可视化实验。而对于部分研究者提出的所谓“真实岩片”模型，其实是将目的层位的地层砂粒通过筛选制作而成，类似于石英砂粘接模型。上述模型虽然都能够在高温高压条件下开展油藏微观可视化渗流机理研究，但模型的孔喉结构及表面物理性质仍与实际储集岩有较大差距，导致其真实性大打折扣，研究成果说服力不强。特低、超低渗以及致密油气藏目前已经成为我国油气勘探开发的重点领域，在保障我国能源安全方面占有举足轻重的地位。在研究特低、超低渗以及致密油气藏微观渗流机理时，由于储层的孔喉结构已变得十分复杂，平板玻璃光刻模型和石英砂或地层砂粒粘接模型已不能满足现有研究需求，进而无法准确认识各种驱替剂在驱替原油过程中的赋存状态和渗流规律。

3.“岩心夹片”，只是将岩心片夹于2块蓝宝石之间，不但价格昂贵，且容易在岩心夹片和玻璃之间产生面流，虽为真实的“岩心夹片”，但无法反映真实孔隙空间的渗流特征。