本发明专利技术公开了一种强非均质裂缝性储层变倾角可视化渗流模拟装置及其应用。所述装置包括强非均质裂缝性岩心渗流模块；该渗流模块包括若干并联的强非均质裂缝性岩心渗流单元，每个渗流单元包括若干串联的矩形岩心室；矩形岩心室内设有耐高压橡胶筒，其内腔用于放置强非均质裂缝性岩心样品；耐高压橡胶筒与矩形岩心室之间的环腔为围压腔，其上部和下部分别设有围压卸载孔和加载孔；强非均质裂缝性岩心渗流模块外设有夹持器刚性壳体，其两端分别设有注入液和采出液导流管。本发明专利技术渗流模拟装置可利用多类型非均质岩心串并联、独立压力加载、渗流在线可视化，以及变倾角等系统化设计，完成强非均质裂缝性储层油水渗流规律研究，更好地还原储层多相流动行为。还原储层多相流动行为。还原储层多相流动行为。
【技术实现步骤摘要】
一种强非均质裂缝性储层变倾角可视化渗流模拟装置及其应用
[0001]本专利技术涉及一种强非均质裂缝性储层变倾角可视化渗流模拟装置及其应用，属于页岩油气、致密砂砾岩油气、稠油等非常规油气藏开发
技术介绍
[0002]我国非常规油气资源储量丰富，以页岩油气藏、煤层气藏、致密砂砾岩油气藏、稠油等为代表一般存在储层物性差异大、非均质性强、渗流规律复杂等特点，不利于此类油气资源的高效开发。在复杂成岩作用影响条件下，油气藏常形成多套层系，生产开发中存在层间干扰，且内部裂缝结构错综复杂，驱替液在流经不同类型裂缝区域时渗流规律复杂多变，严重影响波及效率。此外，部分储层呈一定倾角发育，重力作用和非均质性导致注气或注水开发受效不均衡，为油气藏开发带来进一步挑战。因此，明确此类非均质油藏储层渗流特征对于指导其高效开发具有重要意义。
[0003]大型驱替物理模拟装置在传统储层渗流研究中应用较多，通常其核心为常规填砂装置或天然岩心夹持装置，可用于测试储层介质的流动参数并探究油气渗流规律。然而，传统渗流研究方法存在一定局限性。其一，非均质裂缝性油藏实际生产开发中，常存在储层内数个非均质层系共同开发的情况，而传统渗流模拟装置通常仅针对单类型介质的渗流特征进行模拟，难以研究多个强非均质层系开发过程中的层间干扰现象。其二，现有驱替模拟装置渗流模块单一，在模拟非均质裂缝性储层开发时，无法兼顾局部和整体储层物性参数和渗流规律的统筹测试，实验结果在反馈宏观和微观非均质性对渗流的影响上较为局限。其三，现有渗流模拟装置多为全封闭式结构，未考虑非均质渗流可视化的研究需求，无法在油藏条件下直接监测分析多孔介质中油气水流场演化规律。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种强非均质裂缝性储层变倾角可视化渗流模拟装置，可以利用多类型非均质岩心串并联、独立压力加载、渗流在线可视化，以及变倾角等系统化设计，完成强非均质裂缝性储层油水渗流规律研究，能够更好地还原储层多相流动行为。
[0005]本专利技术模拟装置克服了现有装置忽略层间复杂开发矛盾的不足，解决了现有技术无法独立控制区域应力加载以及难以模拟不同覆压条件的问题；另外，本专利技术设计了倾角型油气储层渗流研究方法，实现了在变倾角条件下强非均质裂缝性储层的可视化渗流模拟，有利于准确评估强非均质裂缝性油气藏生产渗流特征，指导油气藏高效开发。
[0006]本专利技术模拟装置能够承载较大压力(0～30MPa)和较高温度(0～280℃)，且与实际强非均质储层开发中的复杂渗流状况相匹配，操作过程简便，装置安全且稳定性高。
[0007]本专利技术提供的强非均质裂缝性储层变倾角可视化渗流模拟装置，包括强非均质裂缝性岩心渗流模块；所述强非均质裂缝性岩心渗流模块包括若干并联的强非均质裂缝性岩心渗流单元，每个所述强非均质裂缝性岩心渗流单元包括若干串联的矩形岩心室；
[0008]所述矩形岩心室内设有耐高压橡胶套筒，其内腔用于放置强非均质裂缝性岩心样品；所述耐高压橡胶套筒与所述矩形岩心室之间的环腔作为围压腔，每个所述围压腔的上部和下部分别设有围压卸载孔和围压加载孔；
[0009]所述强非均质裂缝性岩心渗流模块外套设有夹持器刚性壳体，所述夹持器刚性壳体的两端分别设有注入液分流管和采出液导流管，所述注入液分流管上设有注入端阀门组，所述采出液导流管设有流出端阀门组；
[0010]所述夹持器刚性壳体的上部和侧部设有可视化窗，通过所述可视化窗直接观察装置内岩心渗流现象；所述可视化窗上部可设置高清高速摄像机，以动态记录渗流实验过程中油
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气
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水在非均质多孔介质中的流动规律；
[0011]所述可视化窗的材料可为强化蓝宝石玻璃等耐高压耐高温透明材料；
[0012]上述的可视化渗流模拟装置中，所述矩形岩心室为岩心夹持器；
[0013]所述夹持器刚性壳体的顶部设置一透明密封薄层，用以增强本专利技术装置在渗流模拟过程中的密封性与耐压性，材质可为耐高压透明树脂。
[0014]本专利技术渗流模拟装置中强非均质裂缝性岩心渗流模块的设置具有如下优势：所述强非均质裂缝性岩心渗流单元可模拟多个储层实际注采层系，由于强非均质油气藏储层裂缝发育复杂、储层物性变化大，多个层系并联开发时开展渗流模难度高。通过该模块对多个层系进行并联开发模拟，能够评价不同类型层系油气水渗流特征，明确基质与裂缝对产能的贡献，对准确揭示储层内部生产规律具有重要意义；
[0015]所述夹持器刚性壳体的尺寸可为：长度90～120cm，宽度42～54cm，高度7～10cm；
[0016]所述强非均质裂缝性岩心渗流单元的尺寸可为：长度80～110cm，宽度10～15cm，高度5～7cm；
[0017]所述耐高压橡胶套筒的尺寸可为：长度25～35cm，宽度8～12.6cm，厚度0.6～1.4cm；
[0018]所述注入液分流管与所述采出液导流管均可外接管线接口，所述管线接口可连接3～6mm管线接头。
[0019]上述的可视化渗流模拟装置中，所述矩形岩心室之间通过蜂窝状导流通道实现串联；
[0020]所述强非均质裂缝性岩心渗流单元之间通过层间导流缝实现并联；
[0021]所述层间导流缝上设有连通开关，所述连通开关设置于所述层间导流缝连接管中，以控制不同所述强非均质裂缝性岩心渗流单元之间的连通性；所述连通开关关闭时，可使各所述强非均质裂缝性岩心渗流单元互不干扰；所述连通开关开启时，可模拟强非均质储层层间干扰开发矛盾；
[0022]所述层间导流缝在所述均质裂缝性岩心渗流单元边缘处采取梯形设计，形成层间导流缝连接管，将缝状渗流转变为线性渗流，用以连接压差传感器与相邻强非均质裂缝性岩心渗流单元；
[0023]所述层间导流缝的尺寸可为：缝长36～45cm，缝宽0.15～0.3cm。
[0024]上述的可视化渗流模拟装置中，每个所述矩形岩心室的两端设有压差传感器，所述压差传感器连接于所述层间导流缝的连接管处，用以监测每个所述强非均质裂缝性岩心样品的压降变化。
[0025]上述的可视化渗流模拟装置中，所述可视化渗流模拟装置还包括模拟储层倾角调节模块，包括半月形夹持梁、支撑基座、滑动卡槽和固定卡扣，用于实现对所述强非均质裂缝性岩心渗流模块的旋转，角度为：0
°
～60
°
。
[0026]上述的可视化渗流模拟装置中，所述半月形夹持梁连接于所述夹持器刚性壳体的外部侧壁，所述半月形夹持梁侧部安装有若干个所述固定卡扣；
[0027]所述固定卡扣与所述滑动卡槽嵌入连接，所述滑动卡槽设于所述支撑基座的柱体上部，用于连接并固定所述半月形夹持梁，与所述半月形夹持梁及所述固定卡扣配合使用以实现装置的储层倾角模拟。
[0028]上述的可视化渗流模拟装置中，所述夹持器刚性壳体外设有加热套；
[0029]所述强非均质裂缝性岩心渗流模块内部连接有若干内置温度传感器，所述加热套外部连接有外部温度传感器，以实时监测本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种强非均质裂缝性储层变倾角可视化渗流模拟装置，包括强非均质裂缝性岩心渗流模块；所述强非均质裂缝性岩心渗流模块包括若干并联的强非均质裂缝性岩心渗流单元，每个所述强非均质裂缝性岩心渗流单元包括若干串联的矩形岩心室；所述矩形岩心室内设有耐高压橡胶套筒，其内腔用于放置强非均质裂缝性岩心样品；所述耐高压橡胶套筒与所述矩形岩心室之间的环腔作为围压腔，每个所述围压腔的上部和下部分别设有围压卸载孔和围压加载孔；所述强非均质裂缝性岩心渗流模块外套设有夹持器刚性壳体，所述夹持器刚性壳体的两端分别设有注入液分流管和采出液导流管，所述注入液分流管上设有注入端阀门组，所述采出液导流管设有流出端阀门组；所述夹持器刚性壳体的上部和侧部设有可视化窗。2.根据权利要求1所述的可视化渗流模拟装置，其特征在于：所述矩形岩心室为岩心夹持器。3.根据权利要求1或2所述的可视化渗流模拟装置，其特征在于：所述矩形岩心室之间通过蜂窝状导流通道实现串联；所述强非均质裂缝性岩心渗流单元之间通过层间导流缝实现并联；所述层间导流缝上设有连通开关。4.根据权利要求3所述的可视化渗流模拟装置，其特征在于：每个所述矩形岩心室的两端设有压差传感器，所述压差传感器连接于所述层间导流缝的连接管处，用以监测每个所述强非均质裂缝性岩心样品的压降变化。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的可视化渗流模拟装置，其特征在于：所述可视化渗流模拟装置还包括模拟储层倾角调节模块，包括半月形夹持梁、支撑基座、滑动卡槽和固定卡扣，用于实现对所述强非均质裂缝性岩心渗流模块的旋转，角度为：0
°
～60
°
。6.根据权利要求5所述的可视化渗流模拟装置，其特征在于：所述半月形夹持梁连接于所述夹持器刚性壳体的外部侧壁，所述半月形夹持梁侧部安装有若干个所述固定卡扣；所述固定卡扣与所述滑动卡槽嵌入连接，所述滑动卡槽设于所述支撑基座的柱体上部，用于连接并固定所述半月形夹持梁，与所述半月形夹持梁及所述固定卡扣配合使用以实现装置的储层倾角模拟。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的可视化渗流模拟装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕其超，郭心舒，李长勇，刘子龙，高正恩，李龙瑄，王玮，郑嵘，李向阳，罗嘉阳，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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