一种三维可视化填砂模型及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种三维可视化填砂模型，其填砂的原料组成包括：粒度为20～40目的石英砂、粒度为40～60目的石英砂、粒度为60～80目的石英砂和粒度为800目的重质碳酸钙粉，调整不同目数的石英砂和重质碳酸钙粉在模型中所占的比例，得到气测渗透率分别为12mD、104mD、144mD、253mD和45mD的砂型配比方案。本发明专利技术提供的三维可视化填砂模型，各填砂层内填入不同粒径的石英砂和重质碳酸钙，形成各层之间的渗透率差异，可以根据需要进行不同填砂组合以模拟多种非均质性油藏，为油气田开发、地下水渗流、海绵城市建设等领域提供指导依据。

【技术实现步骤摘要】
一种三维可视化填砂模型及其制备方法
本专利技术涉及油田开发
，尤其涉及一种三维可视化填砂模型及其制备方法。
技术介绍
伊拉克鲁迈拉油田Mishrif碳酸盐岩油藏油气藏总储量超过280亿桶(接近40亿吨)，该油藏投入开发至今超过40年，目前采收率不到6％，若不及时补充地层能量进行有效开发，预计最终采收率约7％～8％。该油藏剩余可采储量为41亿吨，占整个鲁迈拉油田剩余可采储量50％，鲁迈拉油田后续上产的主力必将是Mishrif碳酸盐岩油藏。Mishrif油藏储层为缓坡台地相碳酸盐岩，储层发育受层序格架、沉积相、成岩作用等因素的控制。最主要的储层为内缓坡泻湖内的生物碎屑滩相颗粒灰岩，其岩石组分多为生物骨架颗粒，孔隙性好，但只在局部发育较厚的生物碎屑颗粒滩相灰岩，由于不同类型储层物性差异极大，各类储层在空间上存在不同的组合叠置方式，不同的叠置模式也代表了不同的储层空间结构类型。不同类型储层的岩石物性差异较大，其纵向叠置方式的差异导致层间矛盾，会产生实际生产动态表现上的差异。人造三维物理模型是进行油田开发室内试验的重要手段之一,要求模型能真实反映油层的骨架结构,这样才能更好地了解流体在油层中的运动过程和变化规律。在制作模型过程中，普遍存在平均渗透率高，使用的胶结物为树脂，制作过程要对模型进行烧结或者胶结处理，模型制作工艺复杂，而且现有三维填砂模型管结构单调，均为非可视化装置，且不能实现储层的非均质性模拟，这为科研者观察、了解地层渗流状况、流体分布状况带来了困难。因此，需要一种可以通过肉眼直接观察流体在岩心中流动形态的低渗仿真物理填砂模型管。
技术实现思路
针对现有填砂模型管结构单调，无法真实反映油层的骨架结构以及无法可视化的问题，本专利技术提供一种三维可视化填砂模型及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：一种三维可视化填砂模型，其填砂的原料组成包括：粒度为20～40目的石英砂、粒度为40～60目的石英砂、粒度为60～80目的石英砂和粒度为800目的重质碳酸钙粉，调整不同目数的石英砂和重质碳酸钙粉在模型中所占的比例，得到气测渗透率分别为12mD、104mD、144mD、253mD和45mD的砂型配比方案。相对于现有技术，本专利技术提供的三维可视化填砂模型，通过选择粒度为20～40目、40～60目、60～80目的石英砂和粒度为800目的重质碳酸钙粉进行组合可精准得到12mD、104mD、144mD、253mD和45mD的气测渗透率；通过调整不同渗透率的组合比例，实现了人造填砂模型渗透率大小可控、岩心渗透率平行性好、物理模拟驱油实验重复性好，完全能够满足油田驱油体系室内评价研究需要，可广泛应用于驱油机理、配方及注入方式优化、驱油剂性能评价和驱油效果验证，解决了实验室无法制作三维可视化填砂模型的问题；且各填砂层内填入不同粒径的石英砂和重质碳酸钙，形成各层之间的渗透率差异，可以根据需要进行不同填砂组合以模拟多种非均质性油藏，为油气田开发、地下水渗流、海绵城市建设等领域提供指导依据。优选的，气测渗透率为12mD的砂型配比为粒度为40～60目的石英砂20wt％，粒度为60～80目的石英砂20wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉60wt％。优选的，气测渗透率为104mD的砂型配比为粒度为20～40目的石英砂50wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉50wt％。优选的，气测渗透率为144mD的砂型配比为粒度为60～80目的石英砂100wt％。优选的，气测渗透率为253mD的砂型配比为粒度为20～40目的石英砂45wt％，粒度为40～60目的石英砂45wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉10wt％。优选的，气测渗透率为45mD的砂型配比为粒度为40～60目的石英砂80wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉20wt％。优选的石英砂的粒径与800目重质碳酸钙按照不同比例进行组合，可精确得到渗透率为12mD、104mD、144mD、253mD和45mD的砂型配比，将不同的砂型配比进行组合，可模拟多种非均质油藏。且选用重质碳酸钙粉作为胶结物，无需对模型进行烧结或者胶结处理，制作工艺更简单。优选的，根据鲁迈拉油田Mishrif油藏的储层结构将所述五种砂型配比分为A、B、C、D四种堆叠模式；其中，A类堆叠模式为：按照从底部开始填充的顺序，依次填充气测渗透率为253mD、45mD、104mD、144mD和12mD的填砂，其中气测渗透率为253mD填砂的厚度为13.75cm，气测渗透率为45mD填砂的厚度为1cm，气测渗透率为104mD填砂的厚度为2cm，气测渗透率为144mD填砂的厚度为6.25cm，气测渗透率为12mD填砂的厚度为2cm；B类堆叠模式为：按照从底部开始填充的顺序，依次填充气测渗透率为144mD、253mD、45mD、104mD和12mD的填砂，其中气测渗透率为144mD填砂的厚度为6.25cm，气测渗透率为253mD填砂的厚度为5cm，气测渗透率为45mD填砂的厚度为2.5cm，气测渗透率为104mD填砂的厚度为7.5cm，气测渗透率为12mD填砂的厚度为3.75cm；C类堆叠模式为：按照从底部开始填充的顺序，依次填充气测渗透率为144mD、104mD、253mD、45mD和12mD的填砂，其中气测渗透率为144mD填砂的厚度为5.75cm，气测渗透率为104mD填砂的厚度为11cm，气测渗透率为253mD填砂的厚度为1.25cm，气测渗透率为45mD填砂的厚度为4.5cm，气测渗透率为12mD填砂的厚度为2.5cm；D类堆叠模式为：按照从底部开始填充的顺序，依次填充气测渗透率为144mD、253mD、104mD、45mD和12mD的填砂，其中气测渗透率为144mD填砂的厚度为3.75cm，气测渗透率为253mD填砂的厚度为0.15cm，气测渗透率为104mD填砂的厚度为7.5cm，气测渗透率为45mD填砂的厚度为10cm，气测渗透率为12mD填砂的厚度为3cm。未来鲁迈拉油田新钻井主要在Mishrif油藏，亟需进行注水相关机理研究，指导油田后期注水开发及新井部署。本专利技术提供的四种堆叠模式，根据几何相似、层序韵律相同、流体黏度相同的原则，能够更真实的模拟鲁迈拉油田Mishrif油藏不同的储层空间结构类型，更接近鲁迈拉油田Mishrif油藏的实际地层条件。本专利技术提供的不同叠置模式，储层物性差异较大，由叠置模式A至叠置模式D，储层物性逐渐变差，平均渗透率下降，渗透率级差增大，从而造成不同叠置模式的水驱特征会存在一定的差异。明确不同叠置模式水驱特征，能够为Mishrif油藏水驱开发提供技术依据，对改善Mishrif油藏水驱效果具有重要的意义。优选的，所述三维可视化填砂模型的模具为40cm*40cm*25cm的长方体。本专利技术提供的大尺度可视化填砂物理模型，由于尺寸较大，可布置的井数量多，因而能够模拟多注多采情况优选的，所述模具的材质为亚克力板或者钢化玻璃。通过选用由亚克力板或者钢化玻璃组成的三维可视化的模具，可使油藏实验水驱油可视化，驱替过程中可通过可视化的模具清楚地观察到驱替液及被驱替液在填砂模型中的流动形态，从而更直观的在实验条件下观察到油气在地下的运移情况，为油气田进一步增产开采提供依据。与一维可视化填砂模型相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维可视化填砂模型，其特征在于，其填砂的原料组成包括：粒度为20～40目的石英砂、粒度为40～60目的石英砂、粒度为60～80目的石英砂和粒度为800目的重质碳酸钙粉，调整不同目数的石英砂和重质碳酸钙粉在模型中所占的比例，得到气测渗透率分别为12mD、104mD、144mD、253mD和45mD的砂型配比方案。

【技术特征摘要】
1.一种三维可视化填砂模型，其特征在于，其填砂的原料组成包括：粒度为20～40目的石英砂、粒度为40～60目的石英砂、粒度为60～80目的石英砂和粒度为800目的重质碳酸钙粉，调整不同目数的石英砂和重质碳酸钙粉在模型中所占的比例，得到气测渗透率分别为12mD、104mD、144mD、253mD和45mD的砂型配比方案。2.如权利要求1所述的三维可视化填砂模型，其特征在于，气测渗透率为12mD的砂型配比为粒度为40～60目的石英砂20wt％，粒度为60～80目的石英砂20wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉60wt％。3.如权利要求2所述的三维可视化填砂模型，其特征在于，气测渗透率为104mD的砂型配比为粒度为20～40目的石英砂50wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉50wt％。4.如权利要求3所述的三维可视化填砂模型，其特征在于，气测渗透率为144mD的砂型配比为粒度为60～80目的石英砂100wt％。5.如权利要求4所述的三维可视化填砂模型，其特征在于，气测渗透率为253mD的砂型配比为粒度为20～40目的石英砂45wt％，粒度为40～60目的石英砂45wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉10wt％；和/或气测渗透率为45mD的砂型配比为粒度为40～60目的石英砂80wt％，粒度为800目的重质碳酸钙粉20wt％。6.如权利要求5所述的三维可视化填砂模型，其特征在于，根据鲁迈拉油田Mishrif油藏的储层结构将所述五种砂型配比分为A、B、C、D四种堆叠模式；其中，A类堆叠模式为：按照从底部开始填充的顺序，依次填充气测渗透率为253mD、45mD、104mD、144mD和12mD的填砂，其中气测渗透率为253mD填砂的厚度为13.75cm，气测渗透率为45mD填砂的厚度为1cm，气测渗透率为104mD填砂的厚度为2cm，气测渗透率为144mD填砂的厚度为6.25cm，气测渗透率为12mD填砂的厚度为2cm；B类堆叠模式为：按照从底部开始填充的顺序，依次填充气测渗透率为144mD、253mD、45mD、104mD和12mD的填砂，其中气测渗透率为144mD填砂的厚度为6.25cm，气测渗透率为253mD填砂的厚度为5cm，气测渗透率为45mD填砂的厚度为2.5cm，气测渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宏彦，宋洪庆，朱维耀，李兵兵，张现林，史瑞英，曹宽，岳巍，郝嫣然，
申请(专利权)人：河北工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河北,13