本发明涉及油气藏开发,特别涉及一种粗糙裂缝模型及评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法。
背景技术:
1、我国低渗油藏分布广泛,资源量巨大,是支撑我国油气产量的重要力量,然而低渗油藏孔隙喉道小,自然产能低且注入压力高,常规开采方式难以有效规模开发。co2通过降低原油黏度及界面张力、膨胀原油体积等多种作用机制可显著提高原油采收率。大多数油藏条件下,co2处于超临界状态,其密度与液体密度相近,重力分异较其他气体弱,同时,其黏度与气体黏度接近,尤其适用于存有注入性问题的低渗油藏。
2、然而,低渗油藏岩石硬度大、脆性高,常发育裂缝,储层非均质强。co2在裂缝中极易发生窜流,难以进入基质驱替原油,导致co2波及效率低,严重影响原油采收率。控制co2流度是解决co2波及问题的关键,常见方式包括:水气交替注入、凝胶注入和泡沫注入。与前两种方式相比,泡沫注入不存在基质伤害问题,且可实现深部运移,近年来广受关注。泡沫在裂缝中的流度控制能力与油藏温度、压力以及裂缝粗糙度等因素密切相关,但是,由于目前尚缺乏能够准确模拟真实裂缝油藏环境的物理模型,如何准确表征裂缝中泡沫的流度控制能力仍是研究难点。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明旨在提供一种粗糙裂缝模型及评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法。
2、本发明的技术方案如下:
3、一方面,提供一种粗糙裂缝模型,包括拼合的盖层和底层,所述盖层和所述底层相对的面上均设有凹槽以形成裂缝壁面,所述盖层和所述底层相对的两个裂缝壁面上均设有圆槽以形成粗糙裂缝。
4、作为优选,所述凹槽的深度为预设裂缝水力半径的一半。
5、作为优选,所述圆槽的数量通过目标裂缝粗糙度进行确定,从而获得目标裂缝粗糙度的粗糙裂缝模型。
6、作为优选,所述圆槽的数量通过下式计算获得:
7、
8、式中:n为圆槽数量,无量纲;rs为目标裂缝粗糙度,无量纲;l为裂缝长度,mm;w为裂缝宽度,mm;dh为预设裂缝水力半径,mm;h为圆槽最低点深度,mm。
9、作为优选,制作所述粗糙裂缝模型时,首先利用线切割技术切割模型板获得所述盖层和所述底层,其次利用铣刀在所述盖层和所述底层上挖取所述凹槽,然后利用球形铣刀在所述凹槽上钻取所述圆槽,最后拼合所述盖层和所述底层获得所述粗糙裂缝模型。
10、作为优选,所述模型板采用钢材制作而成。
11、另一方面,还提供一种评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法,包括以下步骤:
12、s1:将上述任意一项所述的粗糙裂缝模型放入驱替系统的岩心夹持器中;
13、s2:采用所述驱替系统进行气体和泡沫体系注入,直至压差标准差小于压差标准差阈值,记录此时的压差值;
14、s3:根据步骤s2获得的压差值计算泡沫表观黏度,以所述泡沫表观黏度表征泡沫流度控制能力。
15、作为优选,步骤s1中,所述驱替系统包括注入系统、岩心夹持器、围压系统、回压系统、收集装置以及恒温烘箱,所述注入系统包括并联的泡沫体系注入系统和气体注入系统,所述注入系统的输出端与所述岩心夹持器的输入端相连,所述围压系统与所述岩心夹持器的侧壁相连,所述回压系统和所述收集装置与所述岩心夹持器的输出端相连。
16、作为优选,步骤s2中,进行气体和泡沫体系注入时,注气速度和注液速度分别通过下式进行计算:
17、qg=q×fg (2)
18、ql=q×(1-fg) (3)
19、式中:qg为注气速度,ml/min;q为预设注入速度,ml/min;fg为泡沫质量,%;ql为注液速度,ml/min。
20、作为优选,步骤s3中,所述泡沫表观黏度通过下式进行计算:
21、
22、式中:μapp为泡沫表观黏度,mpa·s;δp为压差值。
23、本发明的有益效果是:
24、本发明能够精准设计具有定量表征裂缝粗糙度的粗糙裂缝模型,且该粗糙裂缝模型制作简便、可变性强,能够重复使用,模拟实际油藏温压环境;本发明能够根据所述粗糙裂缝模型准确评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力,为低渗油藏开采提供技术支持。
1.一种粗糙裂缝模型,其特征在于,包括拼合的盖层和底层,所述盖层和所述底层相对的面上均设有凹槽以形成裂缝壁面,所述盖层和所述底层相对的两个裂缝壁面上均设有圆槽以形成粗糙裂缝。
2.根据权利要求1所述的粗糙裂缝模型,其特征在于,所述凹槽的深度为预设裂缝水力半径的一半。
3.根据权利要求1所述的粗糙裂缝模型,其特征在于,所述圆槽的数量通过目标裂缝粗糙度进行确定,从而获得目标裂缝粗糙度的粗糙裂缝模型。
4.根据权利要求3所述的粗糙裂缝模型,其特征在于,所述圆槽的数量通过下式计算获得:
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的粗糙裂缝模型,其特征在于,制作所述粗糙裂缝模型时,首先利用线切割技术切割模型板获得所述盖层和所述底层,其次利用铣刀在所述盖层和所述底层上挖取所述凹槽,然后利用球形铣刀在所述凹槽上钻取所述圆槽,最后拼合所述盖层和所述底层获得所述粗糙裂缝模型。
6.根据权利要求5所述的粗糙裂缝模型,其特征在于,所述模型板采用钢材制作而成。
7.一种评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法,其特征在于,步骤s1中,所述驱替系统包括注入系统、岩心夹持器、围压系统、回压系统、收集装置以及恒温烘箱,所述注入系统包括并联的泡沫体系注入系统和气体注入系统,所述注入系统的输出端与所述岩心夹持器的输入端相连,所述围压系统与所述岩心夹持器的侧壁相连,所述回压系统和所述收集装置与所述岩心夹持器的输出端相连。
9.根据权利要求7所述的评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法,其特征在于,步骤s2中,进行气体和泡沫体系注入时,注气速度和注液速度分别通过下式进行计算:
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的评价粗糙裂缝中泡沫流度控制能力的方法,其特征在于,步骤s3中,所述泡沫表观黏度通过下式进行计算:
