一种微观油藏模型及其制作方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种微观油藏模型及其制作方法和使用方法。该微观油藏模型包括：模型骨架，模型骨架内部包括孔喉通道；润湿相通道用于为润湿相提供流通通道；非润湿相通道用于为非润湿相提供流通通道；其中，润湿相通道和非润湿相通道分别与孔喉通道连通，润湿相通道和非润湿相通道分别处于孔喉通道的两侧，润湿相通道的口径和非润湿相通道的口径均大于孔喉通道最小的口径。本发明专利技术中的微观油藏模型，通过设置口径大于孔喉通道的润湿相和非润湿相通道，为真实油藏渗吸机理的研究提供了实验模型，也提供了直观呈现渗吸采油开发中孔隙尺度油水分布及运移模式的手段，能够大幅度缩短研究实验时间，有助于油藏渗吸机理的理论研究。

A microscopic reservoir model and its making method and application method

The invention discloses a microscopic reservoir model, a manufacturing method and a usage method thereof. The micro reservoir model includes the skeleton of the model, the inner of the model skeleton includes the pore throat channel, the wetting phase channel is used to provide the circulation channel for the wetting phase, and the non wetting phase channel is used to provide the circulation channel for the non wetting phase, in which the wetting phase channel and the non wetting phase channel are connected with the pore throat channel, wetting phase channel and non moistening channel respectively. Wet phase channels are located on both sides of the throat channel. The diameter of wetting phase channel and the diameter of the non wetting phase channel are larger than the minimum aperture of the throat channel. The microscopic reservoir model in this invention provides an experimental model for the study of the true reservoir imbibition mechanism by setting the wetting phase and the non wetting phase channel of the pore throat channel. It also provides a direct presentation of the pore scale oil and water distribution and migration mode in the development of the oil and absorption oil production, which can greatly shorten the research experiment. Time is helpful to the theoretical study of reservoir imbibition mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种微观油藏模型及其制作方法和使用方法
本专利技术实施例涉及油藏开发技术，尤其涉及一种微观油藏模型及其制作方法和使用方法。
技术介绍
在低渗透油气藏、碳酸盐岩油藏和致密油气藏中，由于微纳米孔喉和裂缝广泛发育，常规注水开发过程中往往会出现注入压力过高、注入性差或注入水沿裂缝水窜严重等矿场问题，难以实现有效开发。而渗吸采油的方法与注水驱替不同，能够发挥微纳米孔喉毛管力大的优点，以毛管力为动力进行油水置换，将致密基质中的原油替换出来，并以广泛发育的天然缝和人工缝为排驱通道，实现低渗、致密油藏的有效开发。目前，在我国的长庆、延长等油田以渗吸采油为基本原理的注水吞吐、注表活剂吞吐、周期注水的开发模式已经得到了广泛使用，并且从最初的直井吞吐已经发展到水平井吞吐，极大提高了低渗油藏的开发程度。在我国常规油藏逐渐进入高含水期，剩余油开采潜力不大的背景下，低渗、致密油气藏受到油藏工程研究者们越来越多的重视，而针对渗吸的研究也越来越多。目前，针对渗吸的相关研究主要以室内岩心为研究对象，形成了体积法、质量法和核磁共振法等多种针对渗吸原理的研究手段。但以岩心为研究对象，无法回避渗吸过程中重力的影响，即无法定量分析毛管力在渗吸中发挥的作用。同时，也由于实验周期长(一周至一月)且无法直观认识岩心内部油水分布模式，很多渗吸问题没能得到很好的解决。微流控技术在石油工程领域的应用为渗吸机理的可视化研究提供了一种很好的手段。由于微流控技术中微观油藏模型芯片体积小，能够大幅度缩短实验时间，对于渗吸研究具有很大助益。但现有的微观油藏芯片，由于只简单地模拟了真实油藏的二维通道，无法实现油藏渗吸过程的模拟。
技术实现思路
本专利技术提供了一种微观油藏模型及其制作方法和使用方法，为真实油藏渗吸机理的研究提供了实验模型，也提供了直观呈现渗吸采油开发中孔隙尺度油水分布及运移模式的手段，能够大幅度缩短研究实验时间，有助于油藏渗吸机理的理论研究。第一方面，本专利技术实施例提供了一种微观油藏模型，包括：模型骨架，所述模型骨架内部包括孔喉通道；润湿相通道，用于为润湿相提供流通通道；非润湿相通道，用于为非润湿相提供流通通道；其中，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别与所述孔喉通道连通，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别处于所述孔喉通道的两侧，所述润湿相通道的口径和所述非润湿相通道的口径均大于所述孔喉通道最小的口径。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种微观油藏模型制作方法，所述方法用于制作如第一方面任一所述的微观油藏模型，包括：利用第一掩膜板对模型基片进行第一次刻蚀，在所述模型基片上形成孔喉通道；利用第二掩膜板对所述模型基片进行第二次刻蚀，在所述模型基片上形成润湿相通道和非润湿相通道，其中，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别与所述孔喉通道连通，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别处于所述孔喉通道的两侧，所述润湿相通道的口径和所述非润湿相通道的口径均大于所述孔喉通道最小的口径；将所述模型基片与模型盖片键合，形成所述微观油藏模型。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种基于第一方面任一所述的微观油藏模型的使用方法，其特征在于，包括：利用盐酸溶液、氢氧化钠溶液和去离子水对所述微观油藏模型进行清洗，并干燥所述微观油藏模型；向孔喉通道中通入非润湿相直至孔喉通道中的非润湿相饱和；同时从润湿相通道和非润湿相通道向所述孔喉通道中以相同的设定压力分别通入润湿相和非润湿相。本专利技术提供的微观油藏模型及其制作方法和使用方法，通过第一掩膜板和第二掩膜板分别蚀刻孔喉通道以及大于孔喉通道最小口径的润湿相通道和非润湿相通道，实现了针对真实油藏渗吸机理研究的实验模型，并且通过同时从润湿相通道和非润湿相通道向孔喉通道中以相同的设定压力分别通入润湿相和非润湿相，为直观呈现渗吸采油开发中孔隙尺度油水分布及运移模式提供了实验手段，本专利技术能够大幅度缩短研究实验时间，有助于油藏渗吸机理的理论研究。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种微观油藏模型结构示意图；图2是图1中模型骨架的放大示意图；图3是图1中虚线框放大的结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的另一种油藏模型结构示意图；图5是本专利技术实施例二提供的一种微观油藏模型制作方法流程图；图6是本专利技术实施例二提供的配位数为4的模拟孔喉掩膜结构示意图；图7是图6的模拟孔喉掩膜中虚线框的局部放大图；图8是采用图7的模拟孔喉掩膜的刻蚀示意图；图9是采用图7的模拟孔喉掩膜刻蚀后的孔喉通道截面图；图10是本专利技术实施例二提供的配位数为6的模拟孔喉掩膜结构示意图；图11是本专利技术实施例二提供的又一种微观油藏模型制作方法流程图；图12是本专利技术实施例二提供的粘土矿物键合方法流程图；图13是本专利技术实施例三提供的一种微观油藏模型使用方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的一种微观油藏模型结构示意图，图2是图1中模型骨架的放大示意图，参考图1和图2，该油藏模型包括模型骨架11、润湿相通道12和非润湿相通道13，模型骨架内部包含孔喉通道111，润湿相通道12为润湿相提供流通通道，非润湿相通道13为非润湿相提供流通通道，润湿相通道12和非润湿相通道13分别与孔喉通道111连通，并且润湿相通道12和非润湿相通道13分别处于孔喉通道的两侧，其中，润湿相通道12的口径和非润湿相通道13的口径均大于孔喉通道111中的最小口径。其中，润湿相通道12和非润湿相通道13中所流通的润湿相和非润湿相是相对该油藏模型的润湿特性而言，举例来说，当油藏模型为水湿特性时，则润湿相通道12中流通的润湿相则可以为水，非润湿相通道13中的非润湿相则流通油。润湿相通道12和非润湿相通道13分别处于孔喉通道的两侧，其中两侧表示可以是该模型骨架11的上下两侧或者左右两侧，图1所示的微观油藏模型结构是以润湿相通道12和非润湿相通道13分别处于孔喉通道的上下两侧为例进行绘制的。另外，油藏模型中孔喉通道111中包含有孔隙和连接孔隙的喉道，其中不同孔隙和不同喉道的口径均不一致，即孔喉通道111中存在最小的口径。其中，润湿相通道12和非润湿相通道13分布与孔喉通道111的两侧，并且与孔喉通道111连通，当润湿相和非润湿相在润湿相通道12和非润湿相通道13中流通时，在经过与孔喉通道111的连通处时，润湿相和非润湿相由于较小口径的孔喉通道而产生的毛细管力被吸入孔喉通道111内部，并对孔喉通道111内部的润湿相或非润湿相进行驱替，孔喉通道111内部的润湿相或非润湿相由润湿相排驱通道和非润湿相排驱通道流出，从而实现了渗吸排驱的过程。本专利技术提供的微观油藏模型，通过设置孔喉通道以及大于孔喉通道最小口径的润湿相通道和非润湿相通道，并将润湿相通道和非润湿相通道设置在孔喉通道两侧，保证了注入过程中油藏模型孔喉通道两侧压差的平衡，能够模拟渗吸排驱过程，实现了针对真实油藏渗吸机理研究的实验模型，为直观呈现渗吸采油开发中孔隙尺度油水分布及运移模式的手段提供了实验手段，本专利技术能够大幅度缩短研究实验时间，有助于油藏渗吸机理的理论研究。图3是图1中虚线框放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微观油藏模型，其特征在于，包括：模型骨架，所述模型骨架内部包括孔喉通道；润湿相通道，用于为润湿相提供流通通道；非润湿相通道，用于为非润湿相提供流通通道；其中，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别与所述孔喉通道连通，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别处于所述孔喉通道的两侧，所述润湿相通道的口径和所述非润湿相通道的口径均大于所述孔喉通道最小的口径。

【技术特征摘要】
1.一种微观油藏模型，其特征在于，包括：模型骨架，所述模型骨架内部包括孔喉通道；润湿相通道，用于为润湿相提供流通通道；非润湿相通道，用于为非润湿相提供流通通道；其中，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别与所述孔喉通道连通，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别处于所述孔喉通道的两侧，所述润湿相通道的口径和所述非润湿相通道的口径均大于所述孔喉通道最小的口径。2.根据权利要求1所述的微观油藏模型，其特征在于，所述润湿相通道包括润湿相吸入通道、润湿相中间通道和润湿相排驱通道，所述非润湿相通道包括非润湿相吸入通道、非润湿相中间通道和非润湿相排驱通道；所述孔喉通道在所述微观油藏模型所在的平面上的投影为矩形，所述孔喉通道内包括多个孔隙以及连接所述孔隙的多条喉道，所述润湿相中间通道和所述非润湿相中间通道分别位于所述矩形相对的两条边上，且分别与所述孔喉通道连通。3.根据权利要求2所述的微观油藏模型，其特征在于，所述润湿相通道的口径和所述非润湿相通道的口径相同，所述润湿相吸入通道与所述润湿相中间通道之间的夹角、所述润湿相排驱通道与所述润湿相中间通道之间的夹角、所述非润湿相吸入通道与所述非润湿相中间通道之间的夹角以及所述非润湿相排驱通道与所述非润湿相中间通道之间的夹角相等。4.根据权利要求2所述的微观油藏模型，其特征在于，所述润湿相通道和所述非润湿相通道的刻蚀深度为15μm，宽度为50μm，所述润湿相吸入通道、所述润湿相排驱通道、所述非润湿相吸入通道、所述非润湿相排驱通道的长度均为60mm，矩形的所述孔喉通道的长度为10mm，宽度为5mm，所述润湿相中间通道和所述非润湿相中间通道在所述孔喉通道的长边上，且相对所述长边两侧各延伸2mm。5.根据权利要求1-4任一所述的微观油藏模型，其特征在于，所述孔喉通道的内壁的材料为粘土矿物。6.一种微观油藏模型制作方法，所述方法用于制作如权利要求1-5任一所述的微观油藏模型，其特征在于，包括：利用第一掩膜板对模型基片进行第一次刻蚀，在所述模型基片上形成孔喉通道；利用第二掩膜板对所述模型基片进行第二次刻蚀，在所述模型基片上形成润湿相通道和非润湿相通道，其中，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别与所述孔喉通道连通，所述润湿相通道和所述非润湿相通道分别处于所述孔喉通道的两侧，所述润湿相通道的口径和所述非润湿相通道的口径均大于所述孔喉通道最小的口径；将所述模型基片与模型盖片键合，形成所述微观油藏模型。7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述第一掩膜板为孔喉...

【专利技术属性】
技术研发人员：于馥玮，李俊键，姜汉桥，李金鸿，乔岩，成宝洋，范桢，沈康琦，苏航，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11