[发明专利]一种确定注气采油过程注入气扩散距离的测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种确定注气采油过程注入气扩散距离的测试装置及方法。该装置由核磁共振主机、核磁共振分析线圈、数据采集与分析系统、原油配样器、注入气容器、岩心夹持器、围压液控温及循环系统、回压阀和流体计量系统组成。该方法包括：（1）将岩心装入岩心夹持器中并建立油藏原始储层条件；（2）从夹持器进口端向岩心注入一定压力的注入气；（3）在夹持器外表面用标尺分为若干段，通过核磁共振线圈对夹持器的每一分段逐步进行核磁共振测试分析；（4）隔一段时间再次对夹持器各段进行测试，直至所有分段中流体的T2谱图信号不再随时间变化。本发明测试结果准确可靠，对研究注气采油过程及提高原油采收率具有重要的支撑作用和现实意义。

技术领域

本发明涉及油气开发过程中一种注气采油模拟装置及方法，特别是涉及一种基于核磁共振技术确定注气采油过程注入气在原油中扩散距离的测试装置及方法。

背景技术

随着全球油气消耗的快速增长，寻找新区块和进一步有效提高现有油藏原油采收率是当前各油田的重点工作。注气采油得益于注入气密度/粘度小、在岩心中波及范围较大、对储层原油性质改善等优点而被广泛应用和寄予厚望。特别对于致密油藏，常规流体(水、化学剂等)无法注入，注气基本是目前唯一的提采方式。注气采油方法主要包括注气驱、注气吞吐等。注气过程明确注入气在原油中的溶解扩散距离对掌握注入气对原油性质改善情况、气体波及范围、气窜预测等具有非常重要的意义。目前还没有准确评价注气采油过程注入气在原油中扩散距离的实验方法，大多是基于数值计算方法来确定，具有很大的经验性。

核磁共振技术已越来越多用于研究储层岩石中流体分布特征。2012年，李杰林对多孔介质孔隙中流体的核磁共振特征进行了研究(李杰林,周科平,张亚民,许玉娟.基于核磁共振技术的岩石孔隙结构冻融损失试验研究.岩石力学与工程学报,2012,31,1209-1214)，发现岩心扩散能力，如扩散系数、孔隙度及孔径分布和渗透率等都可以从核磁共振弛豫测量中获得。 2017年，贾子健通过对岩心的核磁共振弛豫研究(贾子健.页岩核磁共振弛豫机制与测量方法研究.博士学位论文,中国石油大学,2017)，发现在孔隙空间中，流体分子由于空间有限，其扩散会受到限制，与自由扩散不同，受限扩散的扩散能力会小于自由扩散，且这种现象在微小尺度孔隙介质中更为明显。同时，扩散能力的测量是核磁共振流体认识分析的重要依据，它会对微小孔隙尺度下的核磁响应产生较大影响。贾子健同样认为可以利用视扩散系数在受限孔隙空间内的变化趋势预测孔喉结构及孔隙流体饱和度等信息。

虽然有研究人员针对核磁技术应用在岩石中流体分布特征的研究开展了一些工作，但目前关于采用核磁共振技术确定注气采油过程注入气在原油中溶解扩散距离，仍属于技术空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定注气采油过程注入气扩散距离的测试装置，该装置原理可靠，操作简便，通过研究不同的注气条件下(不同注入气组成、不同原油和不同储层岩心) 注入气在储层原油中的溶解扩散距离，能够为实际注气采油过程方案设计提供技术支持和理论基础。

本发明的另一目的还在于提供利用上述装置确定注气采油过程注入气扩散距离的方法，该方法测试过程直观简洁，测试结果准确可靠，对研究和应用注气采油过程及提高原油采收率具有重要的支撑作用和现实意义，应用前景广阔。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种确定注气采油过程注入气扩散距离的测试装置，由核磁共振主机、核磁共振分析线圈、数据采集与分析系统、原油配样器、注入气容器、岩心夹持器、围压液控温及循环系统、回压阀和流体计量系统组成。

所述岩心夹持器内置套有胶皮套的岩心，岩心夹持器进口端连接原油配样器、注入气容器，出口端连接回压阀和流体计量系统，流体计量系统包括闪蒸瓶和气量计。