一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法。该发明专利技术利用微观模型模拟凝析气藏降压反凝析及注气解除反凝析伤害过程，通过将微纳米CT扫描、铸体薄片观察等实验提取到的真实岩心孔喉结构刻蚀在玻璃薄片上制作微观模型，实验过程中使用显微镜和高速摄像机观测记录凝析油在孔喉中的分布，通过高精度压力传感器监测微观模型出入口的压力变化，最终得到实验过程中微观模型的气相渗透率变化规律。相比常规岩心开展注气实验，本实验方法能从微观孔隙尺度观测微观孔喉中凝析油饱和度变化，并且大大缩短了实验周期，减小了实验材料和人力成本的消耗，能够实现短时间开展大量室内实验为凝析气藏开发生产提供实验数据和理论指导。验数据和理论指导。验数据和理论指导。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法


[0001]本专利技术涉及凝析气藏注气解除反凝析污染领域，具体设计一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法。
技术背景
[0002]凝析气藏具有高经济价值和高油气储量的特点，但由于其复杂的相态特征，其开采手段也不同于普通油藏或气藏。在进行凝析气藏开发时，随着油藏压力降低到露点压力以下，凝析油会伴随采出气析出，大量凝析油聚积在近井地带，造成原有渗流通道堵塞，降低了储层的气相渗透率。向地层中注入气体介质来补充地层能量，是降低凝析气藏反凝析伤害的主要手段，能有效提高凝析气藏采收率。
[0003]国内外不少学者研究了注气对凝析气藏反凝析现象的影响，采用储层全直径岩心或柱塞岩心模拟了不同凝析油含量的凝析气在衰竭降压和注气保压过程中近井和远井地带的反凝析现象，并对其反凝析伤害程度进行了评价(冯强汉,邓宝康,杨映洲,等.致密砂岩凝析气藏反凝析伤害评价及解除方法[J].大庆石油地质与开发,2020,39(2):139
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146)。通过建立气驱二维物理填砂模型，观察气驱过程二维渗流场的变化，同样可以模拟凝析气藏大通道中注气解堵及气驱效果。(齐桂雪,李中超,刘平,等.凝析气藏气驱二维填砂物理模型实验研究[J].断块油气田,2022,(2):164
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170)，汪周华等人通过将裂缝刻蚀在岩板上来研究在衰竭过程中凝析油的析出位置、运移轨迹和赋存状态(CN112682013A)，其主要研究区域为裂缝或者孔洞，并未研究毛细管中的凝析油分布变化。李中超等人使用岩心来模拟气层主模型和近井地带模型，往岩心中注气来模拟凝析气藏解堵过程，达到解堵效果可控的目的(CN105239973A)。但是，这些方法均通过测试岩心渗透率的变化或者宏观物理模型中渗流特征变化来表征凝析油反凝析伤害程度，无法直接观测凝析油在孔隙中的分布变化规律；而且，常规岩心实验或大尺度物理模拟实验需要耗费大量流体样品，实验周期长，耗费人力物力巨大，因此无法开展大量实验对比研究。因此近年来也有学者尝试通过微观模型，观察凝析油在岩心微观结构下的分布，来分析反凝析对渗透率的伤害。谭先红等人主要是通过CT扫描来定量表征数字岩心的微观孔喉半径，从而刻蚀不同毛细管半径的玻璃模型，将堵塞喉道半径对渗透率的贡献作为渗透率伤害(CN112966365A)，但是未反映实际储层岩石孔喉结构中凝析油的分布情况及其解除反凝析伤害的效果。基于上述原因，因此有必要提供一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法。
[0004]凝析油的析出导致近井地带储层孔隙堵塞，降低储层渗透率，从而导致凝析气产量和采出程度的降低，而注气在一定程度降低反凝析出的凝析油饱和度，因此研究注气解除凝析气藏反凝析污染的微观现象对于凝析气藏的开发具有重大的意义。本专利技术基于微流控方法，通过微纳米CT扫描、铸体薄片观察等实验提取实际储层岩心的微观孔喉结构，在平板玻璃上刻蚀具有代表性的实际储层岩石的微观孔喉结构，进一步开展实验观测凝析油在孔喉中的分布变化规律，研究解除反凝析过程中注气对反凝析现象的影响。该专利技术利用微观模型模拟凝析气藏降压反凝析及注气解除反凝析伤害过程，模型制作需要使用图像处理
方法，通过微纳米CT扫描、铸体薄片观察等实验提取到的真实岩心孔喉结构刻蚀在玻璃薄片上，实验过程中会使用显微镜和高速摄像机观测记录凝析油在孔隙中的分布情况，通过高精度压力传感器检测微观模型入口和出口的压力变化规律。因此相比于采用常规岩心开展注气实验，本实验方法大大缩短了实验周期，减小了实验材料的消耗和实验所需的人力成本，能够实现短时间开展大量实验为现场凝析气开发生产提供实验数据和理论指导。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于为凝析气藏注气反凝析提供一种可视化实验方法，该实验方法主要通过高速相机直接捕捉流体在模拟的孔隙通道中的渗流机理。该方法可以直观有效的观察到注气时微观模型孔喉结构中凝析油的分布和变化，从微观角度分析注气对凝析气藏反凝析现象的影响。反凝析现象是指当储层压力低于露点压力时，气相中的重烃组分会发生相态变化以凝析油的形式析出，使得本已经非常致密的储层变得更加堵塞，造成单井产能不断降低，甚至出现不产油不产气的现象。
[0006]本专利技术将通过以下技术手段实现。
[0007]本专利技术通过建立微观驱替模型，模拟凝析气藏衰竭式开采实验过程中，不同注气条件下反凝析伤害程度差异，掌握反凝析伤害程度及机理，包括以下步骤：
[0008](1)微观模型制作
[0009]使用图像处理方法，提取CT扫描后的岩心切片的孔喉结构。将提取到的岩心切片的孔隙和喉道分别刻蚀在玻璃薄片上，得到能代表该储层结构的微观模型。
[0010](2)凝析气配制
[0011]按照石油天然气行业标准GB/T 26981—2020“油气藏流体物性分析方法”，以目标储层的原始地层温度T0(℃)、原始地层压力P0(MPa)以及原始气油比GOR0(GOR0＝V
g
/V
o
)为标准，采用凝析气藏中采出的脱气原油和伴生气配制凝析气样品。在地层压力、温度下采用配好的流体样品进行相态测试，以此来测试所配制的凝析气是否满足实验条件。
[0012](3)实验准备
[0013]实验开始之前，对仪器进行校正，清洗和吹干，试温和试压。使用夹持器来放置平板玻璃微观模型，由于平板玻璃微观模型的特殊性，将夹持器外部包裹上加热套来达到加热的目的，而中间容器则置于烘箱之中。在这套实验流程中，凝析气衰竭速度由出口端压降速度控制，出口端压降速度由回压泵的退泵速度控制。
[0014](4)为模拟目标油藏条件，实验温度设定为目标储层温度T0(℃)，实验压力设定为目标储层原始地层压力P0(MPa)，在原始条件下配置凝析气。
[0015](5)建立模型系统压力
[0016]将平板玻璃微观模型放入夹持器中，升高加热套和烘箱温度至原始地层温度T0，为避免玻璃片破裂需要在夹持器两点施加相同的压力，为了较好的模拟原始条件的压力环境，将玻璃微观模型所在环境充满蒸馏水后从玻璃片两端同时抽真空24h，然后从入口端以速度V1(mL/min)向平板玻璃微观模型中注入天然气，建立起系统压力，通过调节回压阀逐步升压至原始地层压力P0(MPa)，待玻璃片中压力稳定后，观察到饱和天然气状态下的微观模型。
[0017](6)建立原始地层条件
[0018]将夹持器第一入口连接处切换至凝析气容器，以注入速度V2(mL/min)驱替微观模型中饱和的天然气，并在出口端计量产油量和产气量，待生产气油比稳定至原始气油比GOR0(m3/m3)左右时，对出口端产出气样进行色谱分析。当出口端的气体组成与复配凝析气组成基本一致时，则饱和凝析气完成，并记录饱和凝析气状态下微观模型的显微图像。
[0019](7)凝析气降压反凝析过程
[0020]为了模拟凝析气衰竭降压反凝析过程，打开出口端阀门，调节回压泵使回压阀压力每次降低1MPa，降压过程中，待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法，依次包括以下步骤：(1)制作微观模型，将微纳米CT扫描、铸体薄片观察等实验提取到的真实岩心孔喉结构刻蚀在玻璃薄片上，得到能代表该储层孔喉结构特征的微观模型；(2)为了较好的模拟原始条件的压力环境，在原始温压条件下，将玻璃微观模型所在环境充满蒸馏水后从玻璃片两端同时抽真空，然后从入口端以速度V1(mL/min)向平板玻璃微观模型中注入天然气，建立起系统压力，并通过调节回压阀逐步升压至原始地层压力P0(MPa)；(3)将注入气体由天然气切换至凝析气，以注入速度V2(mL/min)驱替微观模型中饱和的天然气，并在出口端计量产油量和产气量，待生产气油比稳定至原始气油比GOR0(m3/m3)左右时，当出口端的气体组成与复配凝析气组成基本一致时，则饱和凝析气完成，并观测记录微观模型中饱和凝析气状态在显微镜下的图像；(4)为了实现凝析气降压反凝析过程，打开出口端阀门，调节回压泵使回压阀压力每次降低1MPa，降压过程中，待入口端与出口端压力稳定不变后对微观模型进行一次记录，然后再开始下一级压降，当压力降至露点压力，微观模型的孔喉中开始出现凝析油，且当析出凝析油量稳定时，不再继续降压；(5)为了模拟注气解除反凝析伤害的过程，完成(4)后，以速度V1(mL/min)从入口端向微观模型中连续注入天然气，每注入一定体积的天然气就对微观岩心模型进行1次记录，记录时间、夹持器两端压力、以及凝析液在微观模型中所占体积，随着注入气体增加，微观模型中的凝析油逐渐减少，当注入天然气不再影响析出的凝析油量变化时，停止注气，关闭驱替泵。(6)依据步...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡义升，王瑾，庞康，赵阳，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：