一種驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油藏開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在油藏開采的中后期，通過注水補(bǔ)充地層能量是我國大部分油田采用的主要措施。由于油層存在著非均質(zhì)性，會(huì)出現(xiàn)水在油層中“突進(jìn)”和“竄流”的現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響油藏的開發(fā)效果。為了提高注水效果和油藏的采收率，需要及時(shí)在油層內(nèi)采取封堵調(diào)剖技術(shù)措施。
[0003]泡沫驅(qū)油提高油藏采收率是上世紀(jì)五十年代以來發(fā)展的具有前途的三次采油技術(shù)。泡沫是指在起泡劑的作用下，氣體(空氣、氮?dú)饣蚨趸嫉?在液相中形成的一種分散體系。通過檢測(cè)泡沫的性能參數(shù)對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)泡沫性能選擇合理的起泡劑類型、注入速度和氣液比等注入?yún)?shù)。
[0004]目前，通常采用計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)對(duì)泡沫驅(qū)油巖芯進(jìn)行研究和分析，雖然該方法能夠直觀的描述巖芯中泡沫的生成、特征和分布規(guī)律，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在一些缺陷。首先，計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)的測(cè)試精度與巖芯樣品的大小相矛盾，即當(dāng)巖芯樣品較大時(shí)無法保證較高的測(cè)試精度;其次，計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)的成本較高，且操作復(fù)雜，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和巖芯樣品的要求較高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了能夠更精確的測(cè)試泡沫性能，可將泡沫從巖芯中導(dǎo)出來，再將導(dǎo)出的泡沫移至測(cè)試儀器上進(jìn)行觀察，但是泡沫導(dǎo)出后，穩(wěn)定性極差，不利于觀測(cè)，很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，急需開發(fā)一種在線檢測(cè)方法，對(duì)驅(qū)油用泡沫的性能進(jìn)行在線檢測(cè)和評(píng)價(jià)，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法，其目的在于:實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)泡沫的形態(tài)和性能參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)泡沫驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)中注入?yún)?shù)的合理選擇，該注入?yún)?shù)包括起泡劑類型、起泡劑濃度、注入速度和氣液比等。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法，按照先后順序包括以下步驟:
步驟一:對(duì)巖芯進(jìn)行抽真空飽和水后放入巖芯夾持器中，測(cè)試巖芯的水相滲透率，并記錄水驅(qū)過程中的壓力變化；
步驟二:根據(jù)氣液比向巖芯內(nèi)注入氣體和起泡劑，并記錄泡沫驅(qū)過程中的壓力變化； 步驟三:根據(jù)泡沫驅(qū)過程平穩(wěn)時(shí)的壓力和水驅(qū)時(shí)的壓力計(jì)算泡沫阻力因子；
步驟四:通過泡沫在線采集室和泡沫在線觀測(cè)裝置實(shí)時(shí)觀測(cè)泡沫的形態(tài)，獲取不同注入時(shí)間下的泡沫圖像，借助圖像處理軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理，得到圖像內(nèi)的泡沫數(shù)量以及泡沫直徑的平均值、中值和標(biāo)準(zhǔn)差，用來表征泡沫性能參數(shù)；
步驟五:根據(jù)不同方案下的泡沫阻力因子和泡沫性能參數(shù)對(duì)比結(jié)果，選擇合理的注入?yún)?shù)。
[0007]優(yōu)選的是，所述步驟一中，關(guān)閉氣源閥門和起泡劑閥門，打開水源閥門，測(cè)試巖芯的水相滲透率。所述巖芯夾持器內(nèi)裝有天然巖芯。
[0008]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述步驟二中，關(guān)閉水源閥門，打開氣源閥門和起泡劑閥門，氣體和起泡劑同時(shí)進(jìn)入巖芯中，實(shí)時(shí)記錄泡沫在巖芯中流動(dòng)的壓力。
[0009]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述步驟三中，泡沫驅(qū)過程中的壓力變化除以水驅(qū)過程中的壓力變化等于泡沫阻力因子。
[0010]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述步驟四中，泡沫從巖芯夾持器的出口端進(jìn)入泡沫在線采集室內(nèi)，然后從泡沫在線采集室的出口端流出進(jìn)入計(jì)量裝置?；貕洪y用于提高巖芯夾持器和泡沫在線檢測(cè)裝置的整體壓力，確保在與地層條件一致的情況下檢測(cè)泡沫的性能。同時(shí)回壓閥也可維持觀察部分的壓力穩(wěn)定，防止壓力降過大導(dǎo)致泡沫不穩(wěn)定甚至破裂等情況發(fā)生。
[0011]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述在線檢測(cè)方法中使用了驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)裝置。
[0012]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)裝置包括流體栗入裝置、中間容器1、中間容器Π、氣源、巖芯夾持器、泡沫在線采集室、泡沫在線觀測(cè)裝置和回壓閥，所述中間容器I和所述中間容器Π并聯(lián)在所述流體栗入裝置與所述巖芯夾持器之間，所述氣源與所述巖芯夾持器連接，所述泡沫在線采集室設(shè)置在所述巖芯夾持器與所述回壓閥之間。
[0013]通過向巖芯夾持器中栗入氣體和起泡劑來模擬地下泡沫驅(qū)過程中的泡沫生成情況。起泡劑在巖芯孔隙中受剪切等作用形成細(xì)小的泡沫，泡沫從巖芯夾持器的出口端進(jìn)入泡沫在線采集室內(nèi)，通過泡沫在線觀測(cè)裝置觀察采集室內(nèi)的泡沫特征，進(jìn)而研究泡沫性質(zhì)。由于泡沫性質(zhì)與巖芯的物性參數(shù)、起泡劑的性質(zhì)、起泡劑的濃度和注入流體的類型等因素有關(guān)，因此通過改變巖芯物性參數(shù)、起泡劑類型、起泡劑濃度、流體注入速度和氣液比等參數(shù)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生不同的泡沫，并通過泡沫在線觀測(cè)裝置觀察和研究泡沫性質(zhì)，進(jìn)而找出泡沫與各參數(shù)之間的相互關(guān)系。
[0014]流體栗入裝置和巖芯夾持器用于模擬地層流體流動(dòng)并產(chǎn)生相應(yīng)的泡沫。
[0015]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述流體栗入裝置通過六通閥I與所述中間容器I和中間容器Π連接。中間容器I中裝入水，中間容器Π中裝入起泡劑。
[0016]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述巖芯夾持器通過六通閥Π與所述中間容器1、中間容器Π和氣源連接。
[0017]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣源與所述六通閥Π之間設(shè)置氣體流量控制裝置。
[0018]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述巖芯夾持器通過六通閥Π與壓力采集裝置連接。
[0019]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣體流量控制裝置和所述壓力采集裝置與計(jì)算機(jī)連接。
[0020]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述泡沫在線采集室的入口端與所述巖芯夾持器的出口端連接，所述泡沫在線采集室的出口端與所述回壓閥連接。
[0021]泡沫在線采集室的入口端直接與巖芯夾持器的出口端緊密連接，可獲取原始泡沫的數(shù)據(jù)信息。
[0022]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述泡沫在線采集室由載玻片圍成長方體形狀。載玻片由透明、耐壓的材料制成。
[0023]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述泡沫在線采集室內(nèi)部空間的長度不小于50mm、寬度不小于10mm、高度不大于20μηι。
[0024]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述泡沫在線采集室的入口端與所述巖芯夾持器的出口端之間設(shè)置金屬管線，所述金屬管線內(nèi)部填充鋼砂。該金屬管線很短，可在一定程度上減少泡沫離開巖芯夾持器后的流動(dòng)時(shí)間，進(jìn)而減少實(shí)驗(yàn)誤差，獲取原始泡沫的數(shù)據(jù)信息。金屬管線與巖芯夾持器的出口端和泡沫在線檢測(cè)裝置的入口端應(yīng)采取良好的密封連接。在金屬管線內(nèi)部填充鋼砂，用于模擬多孔介質(zhì)的存在狀態(tài)。巖芯為多孔介質(zhì)，鋼砂也為多孔介質(zhì)，泡沫從巖芯流出，進(jìn)入鋼砂，相當(dāng)于從一種多孔介質(zhì)直接進(jìn)入另一種多孔介質(zhì)，即泡沫始終在多孔介質(zhì)中運(yùn)移，這樣能夠大大減少由于泡沫從多孔介質(zhì)直接進(jìn)入非多孔介質(zhì)而對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞，從而確保模擬結(jié)果更加符合真實(shí)情況。
[0025]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述金屬管線的長度不大于5_。
[0026]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述泡沫在線觀測(cè)裝置設(shè)置在所述泡沫在線采集室的上方。
[0027]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述泡沫在線觀測(cè)裝置包括高倍顯微鏡和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。通過高倍顯微鏡觀察得到的圖像數(shù)據(jù)再經(jīng)過圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，計(jì)算視域內(nèi)的泡沫數(shù)量、泡沫直徑的平均值、中值和標(biāo)準(zhǔn)差等參數(shù)，繪制某直徑下的泡沫數(shù)量占泡沫總數(shù)量的百分比曲線，通過這些參數(shù)及阻力因子評(píng)價(jià)泡沫的性能。
[0028]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述回壓閥與手搖栗和計(jì)量裝置連接。
[0029]本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法及其裝置，操作簡單，安全可靠，便于在大規(guī)模泡沫驅(qū)實(shí)驗(yàn)中對(duì)泡沫性能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，為泡沫驅(qū)的整體設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。同時(shí)能夠真實(shí)地模擬油藏中泡沫的生成過程，更加直觀地觀測(cè)驅(qū)替過程中新生成的泡沫情況，獲取原始泡沫的數(shù)據(jù)信息，解決了常規(guī)觀察方法中無法實(shí)現(xiàn)在線觀測(cè)泡沫性能的問題，達(dá)到了實(shí)時(shí)觀測(cè)多孔介質(zhì)中生成泡沫性能的目的。
【附圖說明】
[0030]圖1為按照本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法的一優(yōu)選實(shí)施例工藝流程圖；
圖2為按照本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法的圖1所示實(shí)施例的在線檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為按照本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法的圖1所示實(shí)施例在氣液比為1:1、注入速度為0.lml/min、注入時(shí)間為350min時(shí)采集的泡沫圖像；圖4為按照本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法的圖1所示實(shí)施例在氣液比為1: 1、注入速度為0.lml/min、注入時(shí)間為350min時(shí)不同泡沫直徑的分布頻率直方圖，即不同泡沫直徑下的泡沫數(shù)量占泡沫總數(shù)量的百分比；
圖5為按照本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法的圖1所示實(shí)施例在氣液比為1:
1、注入速度為0.lml/min、注入時(shí)間為350min時(shí)泡沫驅(qū)壓力變化曲線及泡沫阻力因子。
[0031]圖中標(biāo)注說明:1-流體栗入裝置，2-中間容器I，3_中間容器Π，4_氣源，5-巖芯夾持器，6-泡沫在線采集室，7-泡沫在線觀測(cè)裝置，8-回壓閥，9-六通閥I，10-六通閥Π，11-氣體流量控制裝置，12-壓力采集裝置，13-計(jì)算機(jī)，14-巖芯夾持器的出口端，15-泡沫在線采集室的入口端，16-泡沫在線采集室的出口端，17-手搖栗，18-計(jì)量裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了更進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
，下面將結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0033]實(shí)施例一:
如圖1所示，按照本發(fā)明的驅(qū)油用泡沫性能的在線檢測(cè)方法的一實(shí)施例，按照先后順序包括以下步驟:
步驟一:對(duì)巖芯進(jìn)行抽真空飽和水后放入巖芯夾持器中，測(cè)試巖芯的水相滲透率，并記錄水驅(qū)過程中的壓力變化；
步驟二:根據(jù)氣液比向巖芯內(nèi)注入氣體和起泡劑，并記錄泡沫驅(qū)過程中的壓力變化； 步驟三:根據(jù)泡沫驅(qū)過程平穩(wěn)時(shí)的壓力和水驅(qū)時(shí)的壓力計(jì)算泡沫阻力因子；
步驟四:通過泡沫在線采集室和泡沫在線觀測(cè)裝置實(shí)時(shí)觀測(cè)泡沫的形態(tài)，獲取不同注入時(shí)間下的泡沫圖像，借助