注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置，该方法包括：筛选纳米金属分散液，设置微波发射器，并启动，向辐射目标区块发射高功率微波，并监测地层温度，当储层温度高于第一预设温度阈值时，关闭微波发射器，向地层注入空气，之后进行焖井作业，焖井结束后，开井进行衰竭式开发，监测油藏压力，若油藏压力下降至第二预设压力阈值时，则进行下一轮吞吐，在下一轮吞吐中，注入空气的量及焖井时间设置为上一周期的1

【技术实现步骤摘要】
注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置


[0001]本专利技术涉及页岩油开发
，特别是涉及一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置。

技术介绍

[0002]我国陆相页岩油资源丰富，技术可采储量超1.45
×
10
10
吨，是常规油气资源的重要接替领域。页岩油藏储层物性差，原油流动性差，因此传统水驱和化学驱难以开展。目前页岩油藏主要通过水力压裂技术进行开发。但经压裂后衰竭开发存在以下问题：单井产量低、产量递减快(年递减量为50.7％)和采出程度低(5％～10％)。因此，需要寻找压裂后高效开发页岩油藏的方法。
[0003]现阶段国内外学者认为注气(N2、CO2、空气等)技术是压裂开发后提高页岩油藏采收率的有效方法之一。但是，页岩经N2和CO2气驱后主要提高了中孔和大孔的采出程度，但小孔和微孔中原油难以动用，整体开发效果差；注空气技术在注气过程中气体指进现象严重，采用直接注气的方法使得有效波及系数较低，从而无法大幅度地提高采收率。现有技术中还有采用多轮空气吞吐方式，通过电点火产生燃烧腔，扩大单井控制范围，随后通过低压放喷生产的脉冲式操作提高页岩油藏采收率，但是，传统电点火方法应用于页岩油藏存在以下问题：1)页岩油藏埋藏深(部分储层埋深超过3000m)，点火器难以下入套管；2)远井地带电点火方式热传导效率较差，热前缘仅能波及近井地带。因此，设计一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置是十分有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置，能够结合微波加热技术、水力压裂技术、纳米技术和注空气技术，减少了常规电点火过程中的能量消耗，提高了燃烧效率和热传导能力，改善了产出流体物性和储层孔隙裂缝结构，提高了采收率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：筛选纳米金属分散液；
[0008]步骤2：设置微波发射器，并将其启动，向辐射目标区块发射高功率微波，并监测地层温度，当储层温度高于第一预设温度阈值时，关闭微波发射器；
[0009]步骤3：向地层注入空气，并监测地层压力，当压力达到第一预设压力阈值时，停止注入空气；
[0010]步骤4：进行焖井作业，并监测地层温度，若地层温度低于第二预设温度阈值时，启动微波发射器，向辐射目标区块发射高功率微波，加热储层；
[0011]步骤5：焖井结束后，开井进行衰竭式开发，监测油藏压力，若油藏压力下降至第二预设压力阈值时，则进行下一轮吞吐；
[0012]步骤6：在下一轮吞吐中，注入空气的量及焖井时间设置为上一周期的1
‑
1.5倍，在焖井过程中向辐射目标区域发送低功率微波；
[0013]步骤7：按照步骤3至步骤6重复3
‑
5轮。
[0014]可选的，步骤1中，筛选纳米金属分散液，具体为：
[0015]选择MnO2，将其配置成质量分数为0.1％的纳米分散液。
[0016]可选的，所述第一预设温度阈值为250℃，所述第二预设温度阈值为300℃。
[0017]可选的，所述第一预设压力阈值为原始地层压力的1
‑
1.5倍，所述第二预设压力阈值为原始地层压力的一半。
[0018]可选的，所述高功率微波的频率为1000
‑
2000W，所述低功率微波的频率为500
‑
1000W。
[0019]可选的，步骤4中，还包括：设置焖井预设时间，在达到焖井预设时间后，获取生产井内气体含氧浓度，若小于8％，则进行下一步骤，若大于8％，则继续进行焖井处理。
[0020]本专利技术还提供了一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的实验装置，应用于上述的注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法，包括：微波加热装置、流量计、高温高压反应装置、气液分离器、液体收集瓶、气体收集瓶、空气压缩机、气体分析仪及数据采集箱，所述空气压缩机通过压力计及第一六通阀连接所述储气罐，所述ISCO泵连接储液罐，所述储液罐中设置有纳米分散液，所述储液罐及储气罐通过第二六通阀连接流量计，所述流量计连接所述高温高压反应装置的输入端，所述高温高压反应装置的内部设置有天然裂缝岩心，所述高温高压反应装置的外侧设置微波加热装置，所述微波加热装置连接所述数据采集箱，所述高温高压反应装置的输出端连接所述气液分离器的输入端，所述气液分离器的出气端及出液端分别连接气体收集瓶及液体收集瓶，所述气体收集瓶连接所述气体分析仪，所述高温高压反应装置上还设置有电点火器及热电偶。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法及实验装置，该方法包括筛选纳米金属分散液，设置微波发射器，并将其启动，向辐射目标区块发射高功率微波，并监测地层温度，当储层温度高于第一预设温度阈值时，关闭微波发射器，向地层注入空气，并监测地层压力，当压力达到第一预设压力阈值时，停止注入空气，进行焖井作业，并监测地层温度，若地层温度低于第二预设温度阈值时，启动微波发射器，向辐射目标区块发射高功率微波，加热储层，焖井结束后，开井进行衰竭式开发，监测油藏压力，若油藏压力下降至第二预设压力阈值时，则进行下一轮吞吐，在下一轮吞吐中，注入空气的量及焖井时间设置为上一周期的1
‑
1.5倍，在焖井过程中向辐射目标区域发送低功率微波，按照步骤3至步骤6重复3
‑
5轮；该方法将微波辐射技术与注空气技术结合，可以减少电点火方式所导致的能量消耗，提高热传导效率，增强远井地带的热波及范围，在微波辐射后区域注入空气，空气能够迅速与原油和有机质发生氧化反应放出热量，从而增强整体热效应，增强热致裂缝的扩张程度，将纳米材料与微波辐射和注空气技术相结合，纳米材料在储层中可以增强微波的吸收能力，提高微波的加热效率。加热后的纳米材料仍可以作为注空气过程中的催化剂，增强有机质氧化放热速率；通过实验装置对该方法进行验证，证明该方法有效。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法流程示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例注空气协同微波提高页岩油藏采收率的实验装置结构示意图；
[0025]图3为加入不同纳米金属分散液后页岩在微波场中温度变化曲线；
[0026]图4为不同纳米金属分散液与页岩中有机物混合燃烧过程中DSC曲线；
[0027]图5为本专利技术实施例提供的不同轮次微波辐射、注空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：筛选纳米金属分散液；步骤2：设置微波发射器，并将其启动，向辐射目标区块发射高功率微波，并监测地层温度，当储层温度高于第一预设温度阈值时，关闭微波发射器；步骤3：向地层注入空气，并监测地层压力，当压力达到第一预设压力阈值时，停止注入空气；步骤4：进行焖井作业，并监测地层温度，若地层温度低于第二预设温度阈值时，启动微波发射器，向辐射目标区块发射高功率微波，加热储层；步骤5：焖井结束后，开井进行衰竭式开发，监测油藏压力，若油藏压力下降至第二预设压力阈值时，则进行下一轮吞吐；步骤6：在下一轮吞吐中，注入空气的量及焖井时间设置为上一周期的1
‑
1.5倍，在焖井过程中向辐射目标区域发送低功率微波；步骤7：按照步骤3至步骤6重复3
‑
5轮。2.根据权利要求1所述的注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法，其特征在于，步骤1中，筛选纳米金属分散液，具体为：选择MnO2，将其配置成质量分数为0.1％的纳米分散液。3.根据权利要求1所述的注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法，其特征在于，所述第一预设温度阈值为250℃，所述第二预设温度阈值为300℃。4.根据权利要求1所述的注空气协同微波提高页岩油藏采收率的方法，其特征在于，所述第一预设压力阈值为原始地层压力的1
‑
1.5倍，所述第二预设压力阈值为原始地层压...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，蒲万芬，魏兵，蒋琪，徐春云，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：