[发明专利]一种非均质三维物理模型的制作方法

说明书

本发明属于石油、天然气等矿产资源开采技术领域，具体涉及一种非均质三维物理模型的制作方法。所述制作方法包括以下步骤：(1)根据气田产层特征及渗流特征确定所述非均质三维物理模型的分层数、分区数，以及各分区的渗透率；(2)根据岩心渗透率实验测定渗透率，建立某一粒度下岩碎屑颗粒的岩心渗透率与胶结剂含量、压制压力的定量关系；(3)在同一分层内预设压制压力，根据渗透率确定岩碎屑颗粒粒度和胶结剂含量，分区填充并压制；(4)按照步骤(3)依次完成各分层的制作。本发明的非均质三维物理模型能够实现对气藏不同层段、不同区域渗透率的大尺度模拟，从而更加精确地模拟非均质气藏的渗流特征。

技术领域

本发明属于石油、天然气等矿产资源开采技术领域，具体涉及一种非均质三维物理模型的制作方法。

背景技术

目前开发的大多数气藏都属于不同程度的水驱气藏，其中边、底水活跃的气藏占40-50％。气藏在开发过程中都面临着边水/底水水侵的风险，一旦发生水侵，气藏的采气速度和单井产量将迅速降低，部分气井甚至会因为水淹而停产，从而大大增加开发难度。

关于气藏的水侵机理、动态与规律及影响一直是天然气开发领域研究的热点和难点。一方面，部分学者建立了理想的均值气藏水侵模型，进而研究水侵规律，给出了基于物质平衡方程计算水侵量的方法；另一方面，部分学者通过全直径岩心模拟了边水/底水气藏的衰竭开发，进而描述水侵规律，或者通过微观玻璃蚀刻模型或铸体薄片水驱气实验，研究了气藏中气、水在介质中的流动和分布规律。

目前理论计算和实验模拟多是针对均质的平板模型和柱塞模型进行流场模拟和研究。然而，实际上气藏往往都存在层间和层内非均质性，应用均质模型分析预测边水气藏水侵动态和规律存在较大的局限性。天然取心一般都是少量岩心，相对于整个储层来讲，其基本上可以认为是均质的，因此需要利用人造岩心模拟已知物性参数的原位地层来替代天然岩心进行油气等矿藏资源水侵规律的室内研究。

现有的人造岩心通常有3种，石英填砂管、石英砂磷酸铝胶结岩心，其中石英砂环氧树脂胶结岩心的应用最为广泛。一般来说，石英砂环氧树脂胶结岩心的制备过程如下：(1)按照天然岩心粒度组成称取石英砂颗粒并混合均匀；(2)称取环氧树脂胶结剂；(3)将胶结剂和石英砂混合均匀；(4)将胶结剂和石英砂的混合物装入岩心模具，压制一定时间；(5)将压制后的岩心模具烘烤、冷却后，取出岩心。

申请公布号为CN109989741A的中国发明专利申请公开一种非均质油藏开发物理模型。该模型包括模型本体和包覆在模型本体表面的密封层，模型本体包括底水区以及设置在底水区上的渗透区和水平管，渗透区包括沿模型长度方向依次设置的高渗区、中渗区和低渗区，渗透去由石英砂和环氧树脂制成，水平管设置在渗透区中间。该模型虽然能够用于模拟底水驱动油藏水平井开发过程和评价堵水措施效果，但是，该专利申请中没有给出如何将实际储层的物性与模型中石英砂和环氧树脂的用量、压制压力等制作参数联系起来，面对一个具体待研究的储层，研究者仍不知道该如何进行模型的制作。另外，该模型虽然能够模拟储层横向的非均质性，但是无法模拟储层纵向上的非均质性。

因此，必须根据气田主要产层特征及渗流特征，分别针对不同的产层、不同的区域建立与其渗透率相匹配的非均质三维物理模型，通过物理模拟实验，开展长时间的测试和观察，才能真实反映非均质气藏的水侵机理、动态与规律，同时大型三维物理模型在模拟的真实性上较小型模型更具优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种非均质三维物理模型的制作方法，以解决现有模型不能分产层、分区域模拟水侵的问题。

为实现上述目的，本发明的非均质三维物理模型的制作方法的具体技术方案为：