热储层回灌水微观渗流规律的分析方法技术

本发明专利技术公开了一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，包括：提供岩心模型，岩心模型透明且内部具有孔隙吼道和裂缝并设有注入端和流出端；将岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度；将含有染色示踪剂的第一回灌水通过注入端持续注入岩心模型以驱替地层水，同时录制第一流动过程视频；通过图像处理分析第一回灌水在岩心模型中的波及面积、前缘突破时间和突破速度；将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过注入端持续注入岩心模型以驱替地层水，同时录制第二流动过程视频；基于第二回灌水在不同区域的颜色变化，通过图像处理分析第二回灌水的温度场变化。实现了对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。

【技术实现步骤摘要】
热储层回灌水微观渗流规律的分析方法
本专利技术涉及地热资源开发和利用
，更具体地，涉及一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法。
技术介绍
地热回灌是一种避免地热废水直接排放引起的热污染和化学污染的措施，并对维持热储压力，保证地热田的开采技术条件具有重要的作用。地热回灌就是把地热废水、常温地下水、地表水甚至污水灌入热储中，其目的有以下几个方面：(1)地热废水的温度一般高于环境温度，其中通常含有较高的盐份，其中有些化学组分是有毒有害的，地热废水的直接排放可能对环境造成热污染和化学污染。(2)改善或恢复热储的产热能力，地热田中的地热能一部分储存在其中的热流体中，而绝大部分储存在岩石骨架中，通过把温度较低的水注入热储中，经过加热后再抽取出来，就可能提高地热资源的利用效率。(3)保持热储的流体压力，维持地热田的开采条件一般来说，地热的开采会导致热储压力降低，如果开采量过大，使补给和开采失去平衡时，热储压力会持续降低，使地热田的生产能力降低，甚至丧失生产能力和引起地面沉降。回灌对于维持或恢复热储压力，稳定地热田的开采条件，预防地面沉降具有重要作用。因此，回灌技术为开采地热资源的一种重要措施，能够缓解地下水位下降速度，提高地热资源的利用率，已经被用于开采裂缝热储储层的地热资源。回灌流体在裂缝热储中渗流过程受到多种因素影响，如基质渗透率和孔隙度、裂缝等优势流动通道影响。当流体被回灌进入热储储层中，当热储中存在优势流动通道时，大部分回灌流体沿着优势流动通道沿注入井窜流至生产井，在流动热交换过程中，位于流体主要流动路径附近的岩石热量迅速被提取，而附近未波及的流动路径的岩石热量未被交换提取。同时，一旦发生热突破，不能保证热储层对回灌水的加热效果。当热储基岩孔隙中不存在裂缝等优势流动通道时，回灌流体的流动和热交换发生在基岩孔隙中，热交换方式以热传导为主，由于无优势流动通道存在，流体在热储中波及范围更广。因此，流体在热储中的波及范围和热突破时间会影响热储的开采效率。回灌水在裂缝热储中渗流规律复杂，回灌水如何在裂缝中渗流及回灌水的注入速度方向对回灌水的微观渗流规律影响如何，对裂缝热储的回灌开发具有影响。室内岩心流动实验是常用于研究流体在孔隙介质和裂缝介质中流动规律分析方法，然而，裂缝热储天然岩心不好获取，同时岩心不具有可视化特征，不能很好直观的分析回灌水的微观渗流规律和波及特征。因此需要提出一种能够直观分析回灌水的微观渗流规律的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，实现对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析。为实现上述目的，本专利技术提出了一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，包括：步骤1：提供岩心模型，所述岩心模型透明且内部具有互相连通的孔隙吼道和裂缝，所述岩心模型设有与所述孔隙吼道连通的注入端和流出端；步骤2：将所述岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度；步骤3：将含有染色示踪剂的第一回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时录制所述第一回灌水的第一流动过程视频，其中所述第一回灌水的温度低于所述预设温度；步骤4：基于第一流动过程视频通过图像处理分析所述第一回灌水在所述岩心模型中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度；步骤5：排出所述岩心模型中的所述第一回灌水并重复步骤2；步骤6：将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时录制所述第二回灌水在所述岩心模型内的第二流动过程视频，其中所述第二回灌水的温度低于所述预设温度；步骤7：基于所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化，通过图像处理分析所述第二回灌水的温度场变化。可选地，所述步骤1包括：提供玻璃基板，通过激光刻蚀工艺在所述玻璃基板内刻蚀出所述孔隙吼道、所述裂缝，并在所述玻璃基板的侧壁刻蚀出所述注入端和所述流出端，形成所述岩心模型。可选地，所述裂缝为多条，所述注入端和所述流出端均为多个，所述孔隙喉道交织分布于所述岩心模型内部，多条所述裂缝平行等间距分布于所述岩心模型的中央，所述裂缝与所述孔隙吼道连通，所述注入端和所述流出端分别与所述孔隙吼道连通。可选地，多个所述注入端和多个所述流出端分别设置于多条所述裂缝的两侧，所述注入端和所述流出端设于所述玻璃基板的侧壁，多个所述注入端分别与所述裂缝之间形成不同的注入角度。可选地，所述岩心模型为正方形，所述正方形的边长范围为3cm至5cm，所述孔隙吼道的宽度范围为25μm至35μm，多条所述裂缝的宽度不同，所述裂缝的宽度范围为100μm至300μm，所述裂缝的长度范围为2cm至4cm，相邻两条裂缝之间距离范围为0.5cm至0.7cm，所述注入端和所述流出端的数量与所述裂缝的数量相同。可选地，所述步骤2包括：将所述岩心模型抽真空并饱和地层水，之后将饱和地层水的所述岩心模型置于模拟热储层温度条件的烘箱中加热至所述预设温度。可选地，所述步骤3包括：将所述第一回灌水利用亚甲基蓝溶液进行染色，将含有亚甲基蓝溶液的所述第一回灌水通过不同的注入端口分别以不同注入速度注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时利用高清摄像机录制第一回灌水在所述岩心模型内的微观渗流过程的所述第一流动过程视频。可选地，所述步骤4包括：通过ImagePro和PS图像处理软件定量分析所述第一流动过程视频中所述第一回灌水的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度；所述分析方法还包括：根据所述波及面积、所述前缘突破时间和所述突破速度分析回灌水注入速度与裂缝发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。可选地，所述步骤6包括：将能够在不同温度段显示不同颜色的温敏示踪剂添加至所述第二回灌水中，将含有温敏示踪剂的所述第二回灌水通过不同的注入端分别以不同注入速度注入所述岩心模型以驱替所述地层水，利用高清摄像机录制所述第二回灌水在所述岩心模型中与所述饱和地层水热交换过程的所述第二流动过程视频。可选地，所述步骤7包括：通过ImagePro和PS图像处理软件处理分析所述第二流动过程视频，根据所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化，半定量分析所述第二回灌水的温度场变化特征；所述分析方法还包括：根据所述温度场变化特征分析回灌水注入速度和裂缝发育角度对回灌水微观渗流规律的影响。本专利技术的有益效果在于：通过染色示踪技术监测模拟裂缝热储层的透明岩心模型中回灌水微观渗流规律，能够追踪热储层回灌水的渗流前缘，利用图像处理软件定量分析裂缝热储回灌水的波及面积和回灌水前缘热突破时间和突破速度；通过温度示踪技术监测模拟裂缝热储层的透明岩心模型中回灌水微观渗流规律，能够根据不同区域的颜色变化，半定量分析裂缝热储层回灌水的热交换变化特征，明确热储层回灌水的温度场变化，实现对回灌水的微观渗流规律和热交换变化特征的直观分析，对明确回灌水在裂缝热储层中的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，其特征在于，包括：/n步骤1：提供岩心模型，所述岩心模型透明且内部具有互相连通的孔隙吼道和裂缝，所述岩心模型设有与所述孔隙吼道连通的注入端和流出端；/n步骤2：将所述岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度；/n步骤3：将含有染色示踪剂的第一回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时录制所述第一回灌水的第一流动过程视频，其中所述第一回灌水的温度低于所述预设温度；/n步骤4：基于第一流动过程视频通过图像处理分析所述第一回灌水在所述岩心模型中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度；/n步骤5：排出所述岩心模型中的所述第一回灌水并重复步骤2；/n步骤6：将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时录制所述第二回灌水在所述岩心模型内的第二流动过程视频，其中所述第二回灌水的温度低于所述预设温度；/n步骤7：基于所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化，通过图像处理分析所述第二回灌水的温度场变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，其特征在于，包括：
步骤1：提供岩心模型，所述岩心模型透明且内部具有互相连通的孔隙吼道和裂缝，所述岩心模型设有与所述孔隙吼道连通的注入端和流出端；
步骤2：将所述岩心模型抽真空并饱和地层水后加热至预设温度；
步骤3：将含有染色示踪剂的第一回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时录制所述第一回灌水的第一流动过程视频，其中所述第一回灌水的温度低于所述预设温度；
步骤4：基于第一流动过程视频通过图像处理分析所述第一回灌水在所述岩心模型中的波及面积、第一回灌水前缘突破时间和突破速度；
步骤5：排出所述岩心模型中的所述第一回灌水并重复步骤2；
步骤6：将含有多温度段温敏示踪剂的第二回灌水通过所述注入端持续注入所述岩心模型以驱替所述地层水，同时录制所述第二回灌水在所述岩心模型内的第二流动过程视频，其中所述第二回灌水的温度低于所述预设温度；
步骤7：基于所述第二流动过程视频中所述第二回灌水在所述岩心模型内不同区域的颜色变化，通过图像处理分析所述第二回灌水的温度场变化。


2.根据权利要求1所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，其特征在于，所述步骤1包括：提供玻璃基板，通过激光刻蚀工艺在所述玻璃基板内刻蚀出所述孔隙吼道、所述裂缝，并在所述玻璃基板的侧壁刻蚀出所述注入端和所述流出端，形成所述岩心模型。


3.根据权利要求2所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，其特征在于，所述裂缝为多条，所述注入端和所述流出端均为多个，所述孔隙喉道交织分布于所述岩心模型内部，多条所述裂缝平行等间距分布于所述岩心模型的中央，所述裂缝与所述孔隙吼道连通，所述注入端和所述流出端分别与所述孔隙吼道连通。


4.根据权利要求3所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，其特征在于，多个所述注入端和多个所述流出端分别设置于多条所述裂缝的两侧，所述注入端和所述流出端设于所述玻璃基板的侧壁，多个所述注入端分别与所述裂缝之间形成不同的注入角度。


5.根据权利要求1至3任意一项所述的热储层回灌水微观渗流规律的分析方法，其特征在于，所述岩心模型为正方形，所述正方形的边长范围为3cm至5cm，所述孔隙吼道的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜利，赵磊，国殿斌，魏广仁，乔勇，
申请(专利权)人：中国石油化工集团有限公司，中国石化集团新星石油有限责任公司，中石化新星北京新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11