一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统及方法。该系统包括：用于向模拟非均质岩心模型注入高温蒸汽的高温蒸汽发生装置；用于向模拟非均质岩心模型注入CO2乳液的乳液发生装置；用于将模拟非均质岩心模型的压力调节至开采压力的第一压力控制装置；用于收集和计量开采产物的排水集气装置。本发明专利技术还提供了一种评价CO2乳液对油藏驱替效果的方法，通过模拟高温蒸汽辅助CO2乳液吞吐，评价其对非均质岩心模型内油藏的驱替效果，以对高温蒸汽辅助CO2乳液吞吐开采非均质稠油的应用提供指导。

A system and method for evaluating the effect of CO2 emulsion on reservoir displacement

The invention provides a system and a method for evaluating the effect of CO2 emulsion on reservoir displacement. The system comprises a high-temperature steam generating device for injecting high-temperature steam into a simulated heterogeneous core model; an emulsion generating device for injecting CO2 emulsion into a simulated heterogeneous core model; a first pressure control device for adjusting the pressure of the analog heterogeneous core model to the mining pressure; for collecting and metering. Drainage and gas collecting device for production. The invention also provides a method for evaluating the effect of CO2 emulsion on reservoir displacement. By simulating the high temperature steam assisted CO2 emulsion huff and puff, the displacement effect of the reservoir in the heterogeneous core model is evaluated, so as to provide guidance for the application of high temperature steam assisted CO2 emulsion huff and puff to the production of heterogeneous heavy oil.

【技术实现步骤摘要】
一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统及方法
本专利技术涉及一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统及方法，尤其是一种用于评价高温蒸汽辅助CO2乳液吞吐对提高非均质稠油油藏驱替效果的系统及方法，属于油气田开发工程

技术介绍
CO2的优点之一是易于达到超临界状态，在温度高于临界温度31.1℃和压力高于临界压力7.38MPa的状态下，CO2的性质会发生变化，主要体现在：密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，因而具有较大的溶解能力。在高温高压油井条件下，CO2很容易达到超临界状态，提高了CO2在原油中的溶解度，使原油体积膨胀、粘度下降，并降低两相的界面张力和最小混相压力，从而有利于提高原油采收率。并且，利用CO2驱替原油，还能够达到CO2减排的目的，满足环境保护和油藏开发的双重要求。因此，近几年来，CO2驱技术迅速发展并得到了广泛应用。研究发现，处于超临界状态下的CO2的密度接近液体密度，此时CO2/表面活性剂溶液体系相当于液-液分散体系，属于乳液范畴，即CO2乳液，所以研究CO2乳液吞吐对油藏的驱替机理，对原油开采、尤其是非均质稠油的开采，具有非常重要的指导意义。中国石油大学的吴正彬等进行了稠油油藏高温凝胶改善蒸汽驱开发效果可视化实验，通过图像采集系统对比了注入高温凝胶前、后的图像，并全程跟踪了蒸汽驱开发稠油时汽窜产生的过程以及注高温凝胶后蒸汽驱油层的波及情况，据此研究了利用高温凝胶改善蒸汽驱开发效果的微观机理。但是该研究的二维可视化物理模拟设备是耐高温高压打孔石英玻璃片与粒径为40目的玻璃微珠制备而成，属于均质油藏模型，而且通过微距镜头进行图像采集，放大倍数有限，不能清楚反映二维可视化物理模拟设备内稠油与凝胶/高温蒸汽体系的相互作用机理。并且，该可视化实验是针对高温凝胶改善蒸汽驱的效果评价，不能用于研究CO2乳液吞吐对油藏的驱替机理。由此可见，目前关于CO2乳液吞吐对高温高压非均质油藏驱替效果的研究相对较少，关于在微观条件下高温蒸汽辅助CO2乳液吞吐对高温高压非均质油藏驱替效果的评价方法和系统也甚少见于科技文献中。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统，通过高温蒸汽发生装置、乳液发生装置、第一压力控制装置和排水集气装置与模拟非均质岩心模型之间的配合，从而为高温蒸汽辅助CO2乳液吞吐开采非均质油藏的研究提供了完整的模拟系统。本专利技术还提供一种评价CO2乳液对油藏驱替效果的方法，采用该方法，能够对高温蒸汽辅助CO2乳液对油藏驱替的过程进行模拟，因而能够评价高温蒸汽辅助CO2乳液对非均质稠油油藏驱替效果，以对高温蒸汽辅助CO2乳液吞吐开采非均质稠油油藏的应用提供指导。本专利技术首先提供一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统，包括：用于向模拟非均质岩心模型注入高温蒸汽的高温蒸汽发生装置；用于向模拟非均质岩心模型注入CO2乳液的乳液发生装置；用于将模拟非均质岩心模型的压力调节至开采压力的第一压力控制装置；用于收集和计量开采产物的排水集气装置。如无特殊说明，本专利技术中所述的“高温蒸汽”，指的是温度为200～300℃的水蒸气。进一步地，还包括用于将非均质岩心模型调节至模拟非均质岩心模型的模拟系统，模拟系统包括：用于将非均质岩心模型内的温度调节至油藏地层温度的温度控制装置；用于将非均质岩心模型内的压力调节至油藏地层压力的第二压力控制装置；用于向非均质岩心模型内注入饱和水的注水装置；用于向非均质岩心模型内注入原油的注油装置。具体的，乳液发生装置包括CO2乳液发生器、用于向CO2乳液发生器中注入CO2的CO2中间容器和用于向CO2乳液发生器中注入表面活性剂水溶液的表面活性剂中间容器。具体的，第一压力控制装置包括：第一回压调节器，其通过管道与模拟非均质岩心模型连通；第一回压阀，设置在所述管道上。具体的，排水集气装置与第一回压阀连接，并且包括依次串联的气液分离器、产出液容器、集气容器和集水容器。本专利技术的第二个方面提供一种评价CO2乳液对油藏驱替效果的方法，包括如下顺序进行的步骤：1)向模拟非均质岩心模型内注入高温蒸汽；2)向模拟非均质岩心模型内注入CO2乳液；3)封闭模拟非均质岩心模型，模拟焖井过程；4)开启模拟非均质岩心模型，将模拟非均质岩心模型的压力调节至开采压力，收集并计量开采产物。上述模拟非均质岩心模型，通常是将非均质岩心模型调节至地层环境后得到。在本专利技术具体实施过程中，在步骤1)之前，还包括如下顺序进行的步骤：11)将非均质岩心模型内的温度调节至油藏地层温度；12)将非均质岩心模型内的压力调节至油藏地层压力；13)向非均质岩心模型内注入饱和水，使非均质岩心模型内的岩心之间的缝隙被饱和水填满；14)向非均质岩心模型内注入原油，使非均质岩心模型内的岩心被原油驱替至束缚水状态，得到模拟非均质岩心模型。本专利技术对非均质岩心模型的制备方法不做特别限定，可采用本领域常规的方法制备得到，比如可选择一定目数的石英砂通过填砂制得特定渗透率的非均质岩心模型。同时，本专利技术对于非均质岩心模型中的渗透率不做特别限定，可根据实际岩心情况合理设置。可以理解，为了准确评价CO2乳液对油藏的驱替效果，非均质岩心所处的环境应当模拟油藏地层环境，比如非均质岩心模型内的温度和压力均应该模拟实际岩心所处地层温度和压力。本专利技术对于非均质岩心模型内的温度和压力不做特别限定，可以根据实际岩心所处地层环境合理设定。在本专利技术具体实施过程中，上述步骤11)中，是将非均质岩心模型内的温度调节至20～120℃，比如80℃，在步骤12)中，将非均质岩心模型内的压力调节至0～25MPa，比如16MPa或20MPa。当非均质岩心模型内的温度和压力分别达到油藏地层温度和压力，即可以向非均质岩心模型内注入饱和水，随后注入原油。本专利技术对于步骤13)中饱和水的注入速度不做特别限定，只要使非均质岩心模型内的岩心之间的缝隙被饱和水填满即可。本专利技术对于上述步骤14)中原油的注入速度不做特别限定，只要使非均质岩心模型内的岩心被原油驱替至束缚水状态，从而能够使非均质岩心模型内的具体参数达到油藏地层环境，即得到模拟非均质岩心模型。将非均质岩心模型调节至油藏地层环境，得到模拟非均质岩心模型后，即可向模拟非均质岩心模型内注入高温蒸汽。高温蒸汽的注入，能够使非均质岩心模型内的原油的粘度降低，有利于后续CO2乳液吞吐对非均质油藏的开采。在本专利技术具体实施过程中，步骤1)中，高温蒸汽的注入量为0.1～0.5PV，即每个段塞的注入量控制在0.1～0.5PV，注入速度为0.5m/d～1.5m/d。在本专利技术具体实施过程中，通常控制高温蒸汽的温度为260℃，每个段塞的注入量为0.2～0.5PV。随后，向模拟非均质岩心模型内注入CO2乳液。本专利技术对于CO2乳液的制备工艺不做严格限定，通常可将CO2和表面活性剂混合并经乳化反应得到。在本专利技术具体实施过程中，是将CO2和表面活性剂水溶液以体积比为(1～10)：1的比例混合得到，其中表面活性剂水溶液的质量浓度为0.1～2.0％，即在表面活性剂水溶液中，表面活性剂的质量含量为0.1～2.0％。上述CO2和表面活性剂水溶液的体积比，指的是在地层条件下二者的体积比，业内俗称“气液比”。本专利技术对制备CO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统，其特征在于，包括：用于向模拟非均质岩心模型注入高温蒸汽的高温蒸汽发生装置；用于向模拟非均质岩心模型注入CO2乳液的乳液发生装置；用于将模拟非均质岩心模型的压力调节至开采压力的第一压力控制装置；用于收集和计量开采产物的排水集气装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于评价CO2乳液对油藏驱替效果的系统，其特征在于，包括：用于向模拟非均质岩心模型注入高温蒸汽的高温蒸汽发生装置；用于向模拟非均质岩心模型注入CO2乳液的乳液发生装置；用于将模拟非均质岩心模型的压力调节至开采压力的第一压力控制装置；用于收集和计量开采产物的排水集气装置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于将非均质岩心模型调节至模拟非均质岩心模型的模拟系统，所述模拟系统包括：用于将非均质岩心模型内的温度调节至油藏地层温度的温度控制装置；用于将非均质岩心模型内的压力调节至油藏地层压力的第二压力控制装置；用于向非均质岩心模型内注入饱和水的注水装置；用于向非均质岩心模型内注入原油的注油装置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述乳液发生装置包括CO2乳液发生器、用于向所述CO2乳液发生器中注入CO2的CO2中间容器和用于向所述CO2乳液发生器中注入表面活性剂水溶液的表面活性剂中间容器。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一压力控制装置包括：第一回压调节器，其通过管道与模拟非均质岩心模型连通；第一回压阀，设置在所述管道上。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述排水集气装置与所述第一回压阀连接，并且包括依次串联的气液分离器、产出液容器、集气容器和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘己全，王鹏，宋文文，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11