一种油气储层物理模型及其润湿性全域量化模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种油气储层物理模型及其润湿性全域量化模拟方法。该油气储层物理模型包括油润湿物理模型和/或水润湿物理模型，其制备包括：将模型砂、油湿调控剂或水湿调控剂、以及胶结剂混合均匀后进行后处理，得到实验用油气储层物理模型；其中，所述油湿调控剂的润湿接触角大于160°，耐温温度至少为200℃；所述水湿调控剂的润湿接触角小于20°，耐温温度至少为200℃。该方法不仅实现了实验用储层模型的润湿性在强亲油到强亲水的全范围内的量化可控，而且实现了储层模型的润湿性在整个实验过程中的恒定不变，为评价各类油藏润湿性对渗流和驱油的影响提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种油气储层物理模型及其润湿性全域量化模拟方法
本专利技术涉及一种油气储层物理模型及其润湿性全域量化模拟方法，属于油气田开发物理模拟实验领域。
技术介绍
在油气田开发中，无论是流体(油、气、水)在油藏内的单相渗吸，还是两相驱替，均与储层的润湿性密切相关。因此，油气田开发相关研究实验用储层模型润湿性的模拟是油气开采领域迫切需要解决的难题。作为油气评价实验和科学研究用的储层物理模型，其润湿性模拟技术需要满足三个基本要求：①为准确地评价各类油藏润湿性对渗流和驱油的影响，实验用储层模型的润湿性须实现量化可控；②润湿性对渗流和驱油影响规律性研究，要求储层模型润湿性可在强亲油到强亲水的全范围内量化可控；③为客观地评价和研究特定润湿条件下的渗流和驱油特性，储层模型的润湿性在整个实验过程中必须保持恒定。这三个基本要求至今仍是实验用人造储层模型制作面临的挑战和亟待攻克的技术难点。长期以来，在油气勘探开发领域中，模拟实验用储层模型润湿性的调控均为吸附法，包括岩心浸泡和砂剂混合压制两种方法。岩心浸泡法将天然岩心或人造岩心浸泡于硅油或表面活性剂溶液中，岩心孔隙表面吸附硅油或表面活性剂而改变岩心的润湿性；砂剂混合压制法是将硅油或表面活性剂(如OP-10)添加于模型砂中，并与胶结剂搅拌，压制、钻切成岩心。这两种方法实质上都是通过亲油、亲水介质的吸附改变润湿性，存在的共性问题是模型的润湿性难以准确量化控制，模拟润湿性的范围过窄，在渗流和驱油过程中，吸附于砂粒表面的硅油或表面活性剂必然要解吸，导致模型润湿性的变化。目前所使用的润湿性调控方法均未解决实验用人造储层模型润湿性模拟的关键问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种油气储层物理模型及其润湿性全域模拟方法。该方法不仅实现了实验用储层模型的润湿性在强亲油到强亲水的全范围内的量化可控，而且实现了储层模型的润湿性在整个实验过程中保持恒定，为准确地评价各类油藏润湿性对渗流和驱油的影响提供了有利基础。为达到上述目的，本专利技术提供了一种油气储层物理模型，所述油气储层物理模型包括油润湿物理模型和/或水润湿物理模型；其中，所述油润湿物理模型的制备包括以下步骤：将模型砂、油湿调控剂和胶结剂混合均匀后进行后处理，得到油润湿物理模型；其中，所述油湿调控剂的润湿接触角大于160°，耐温温度至少为200℃；所述水润湿物理模型的制备包括以下步骤：将模型砂、水湿调控剂和胶结剂混合均匀后进行后处理，得到水润湿物理模型；其中，所述水湿调控剂的润湿接触角小于20°，耐温温度至少为200℃。本专利技术提供的技术方案提供的油湿调控剂/水湿调控剂与胶结剂具有很好的胶结性，在储层模型制作过程中油湿调控剂/水湿调控剂能够固结在孔隙表面，或与模型砂的表面发生化学反应，有效实现了对储层模型润湿性的调控，并能够在渗流和驱油实验过程中使模型的润湿性保持稳定，从根本上解决了储层模型润湿性全域量化模拟的技术难点。在本专利技术提供的油气储层物理模型中，将油湿调控剂的润湿接触角限定为大于160°，能够保证制备得到的油润湿物理模型具有很好的亲油性能；将水湿调控剂的润湿接触角限定为小于20°，能够保证制备得到的水润湿物理模型具有很好的亲水性能。此外，将水湿调控剂和油湿调控剂的耐温温度限定为至少为200℃，能够避免油气储层物理模型在制作过程中发生破坏，同时保证油气储层物理模型的润湿性在较高温度(比如200℃)下仍然可以有效。在上述储层物理模型中，优选地，所述油湿调控剂的粒径小于0.2μm；更优选地，所述油湿调控剂包括氟树脂；进一步优选地，所述油湿调控剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和氟化(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种的组合。在优选实施方式中，本专利技术提供的油湿调控剂为长链结构或网状交联结构，具有耐温温度高、耐腐蚀、分散性好的性质特点。在上述储层物理模型中，优选地，所述水湿调控剂包括亲水疏油性气相二氧化硅；更优选地，所述亲水疏油性气相二氧化硅的粒径为20nm-2μm。本专利技术提供的水湿调控剂亲水疏油性气相二氧化硅的原生粒子的粒径在20nm-2μm左右，一个粒径为20nm的原生粒子可以由10000个微观的SiO2小单元堆积组成，为无定型结构，具有耐温温度高、耐腐蚀、分散性好的性质特点。在所述油润湿物理模型中，将模型砂与油湿调控剂的重量之比记为Ro，Ro的值越大，模型的油润湿性就越强。优选地，所述Ro的取值不超过0.03；更优选地，所述Ro的取值为[0-0.0133]。在所述水润湿物理模型中，将模型砂与水湿调控剂的重量之比记为Rw，Rw的值越大，模型的水润湿性就越强。优选地，所述Rw的取值不超过0.03；更优选地，所述Rw的取值为[0-0.02]。在上述储层物理模型中，将模型砂与油湿调控剂的重量之比记为Ro，优选地，所述油润湿物理模型包括一系列不同Ro值的油润湿子物理模型；更优选地，所述一系列不同Ro值的油润湿子物理模型的Ro值分别为0、0.0067、0.0107和0.0133。在上述储层物理模型中，将模型砂与水湿调控剂的重量之比记为Rw，优选地，所述水润湿物理模型包括一系列不同Rw值的水润湿子物理模型；更优选地，所述一系列不同Rw值的油润湿子物理模型的Rw值分别为0、0.0067、0.01和0.02。在上述储层物理模型中，优选地，在所述油润湿物理模型和水润湿物理模型中，模型砂的目数为120目-160目。在上述模型中，优选地，在所述油润湿物理模型和水润湿物理模型的制备过程中，后处理包括压制、固化和钻取，这些后处理操作可以是本领域的常规操作，没有特别限定。在上述模型中，优选地，以油湿调控剂与模型砂的重量之比Ro为基准，所述油润湿物理模型包括一系列不同Ro值的油润湿子物理模型；更优选地，所述一系列不同Ro值的油润湿子物理模型的Ro值可以分别为0、0.0067、0.0107和0.0133。在上述模型中，优选地，以油湿调控剂与模型砂的重量之比Rw为基准，所述水润湿物理模型包括一系列不同Rw值的水润湿子物理模型；更优选地，所述一系列不同Rw值的油润湿子物理模型的Rw值可以分别为0、0.0067、0.01和0.02。本专利技术还提供了一种油气储层物理模型润湿性全域量化模拟方法，该方法是基于上述的油气储层物理模型进行的，其包括以下步骤：分别测定不同Ro值的油润湿模型的润湿指数，其中，所述Ro表示模型砂与油湿调控剂的重量之比；分别测定不同Rw值的水润湿模型的润湿指数，其中，所述Rw表示模型砂与水湿调控剂的重量之比；构建润湿指数与Ro和Rw的关系，以得到油气储层物理模型润湿指数在[-1.0-1.0]的全域化模拟结果。在上述方法中，优选地，分别测定不同Ro值的油润湿模型的润湿指数时，不同Ro值分别为0、0.0067、0.0107和0.0133。在上述方法中，优选地，别测定不同Rw值的水润湿模型的润湿指数时，不同Rw值分别为0、0.0067、0.01和0.02。在上述方法中，优选地，该方法还包括基于所述油气储层物理模型润湿指数在[-1.0-1.0]的全域化模拟结果，制备需要的润湿指数的油气储层物理模型的步骤，该步骤包括以下过程：基于所述油气储层物理模型润湿指数在[-1.0-1.0]的全域化模拟结果，确定需要的润湿指数对应的Ro值或Rw值；根据确定的Ro值或Rw值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气储层物理模型，所述油气储层物理模型包括油润湿物理模型和/或水润湿物理模型；其中，所述油润湿物理模型的制备包括以下步骤：将模型砂、油湿调控剂和胶结剂混合均匀后进行后处理，得到油润湿物理模型；其中，所述油湿调控剂的润湿接触角大于160°，耐温温度至少为200℃；所述水润湿物理模型的制备包括以下步骤：将模型砂、水湿调控剂和胶结剂混合均匀后进行后处理，得到水润湿物理模型；其中，所述水湿调控剂的润湿接触角小于20°，耐温温度至少为200℃。

【技术特征摘要】
1.一种油气储层物理模型，所述油气储层物理模型包括油润湿物理模型和/或水润湿物理模型；其中，所述油润湿物理模型的制备包括以下步骤：将模型砂、油湿调控剂和胶结剂混合均匀后进行后处理，得到油润湿物理模型；其中，所述油湿调控剂的润湿接触角大于160°，耐温温度至少为200℃；所述水润湿物理模型的制备包括以下步骤：将模型砂、水湿调控剂和胶结剂混合均匀后进行后处理，得到水润湿物理模型；其中，所述水湿调控剂的润湿接触角小于20°，耐温温度至少为200℃。2.根据权利要求1所述的储层物理模型，其中，所述油湿调控剂的粒径小于0.2μm；优选地，所述油湿调控剂包括氟树脂；更优选地，所述油湿调控剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和氟化(甲基)丙烯酸酯中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1或2所述的储层物理模型，其中，所述水湿调控剂包括亲水疏油性气相二氧化硅；优选地，所述亲水疏油性气相二氧化硅的粒径为20nm-2μm。4.根据权利要求1所述的储层物理模型，其中，在所述油润湿物理模型中，将模型砂与油湿调控剂的重量之比记为Ro，所述Ro的取值不超过0.03；优选地，所述Ro的取值为[0-0.0133]。5.根据权利要求1所述的储层物理模型，其中，在所述水润湿物理模型中，将模型砂与水湿调控剂的重量之比记为Rw，所述Rw的取值不超过0.03；优选地，所述Rw的取值为[0-0.02]。6.根据权利要求1所述的储层物理模型，其中，所述油润湿物理模型包括一系列不同Ro值的油润湿子物理模型，其中，所述Ro表示模型砂与油湿调控剂的重量之比；优选地，所述一系列不同Ro值的油...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳湘安，冯雪钢，傅友君，赵决顺，邹积瑞，张波，王旭刚，张俊彬，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，北京石大融智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11