【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于多重磁场可控磁性膨胀微球的裂缝性油藏调堵方法、装置和系统，属于油气田开发工程。
技术介绍
1、传统/常规的调堵方法主要包括：机械法、物理法和化学法，其中：机械法是用封隔器封堵特高吸水层段或限流射孔；物理法是用固体颗粒、冻胶类或泡沫等封堵高渗透层段；化学法采用固化类化学药剂在地层内发生化学反应的方法来进行封堵。目前油气藏中常用的堵剂主要有颗粒类堵剂、固化类堵剂和冻胶类堵剂，其中颗粒类堵剂缺点是不易控制运移。固化类堵剂局限性是反应速度快，反应不易控制，易造成同时堵死油、水层的问题。冻胶类堵剂对高矿化度的油井封堵作用有限。
2、磁性膨胀微球是合成的一种具有磁性和体积响应性的纳微米级粒子，通常由膨胀材料和磁性微粒组成，且具有很好的水溶性，可伴随注入水进入目的层中。另外，磁性膨胀微球的运动可受磁力的控制，可以通过外部施加磁场，操控磁性膨胀微球送达地层裂缝需要封堵的区域，到达靶向位置后，施加交变磁场使磁性微球发生磁热膨胀，可解决目的层中选择性封堵、精准封堵和高效智能调驱的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于多重磁场可控磁性膨胀微球的裂缝性油藏调堵方法和系统。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于多重磁场可控磁性膨胀微球的裂缝性油藏调堵系统，包括：微球注入子系统、数据采集子系统、数据处理与成像子系统、恒定磁场控制子系统和交变磁热控制子系统；
4、所述的微球注入子系统包括水罐、材料罐、混配
5、所述的数据采集子系统包括磁场测量装置，磁场测量装置布置于目标裂缝附近的井筒中；磁场测量装置可以放置于生产井或生产井附近的井筒，测量时不开井生产，目的是将磁性膨胀微球运移到目标位置，并且通过测量装置来明确微球是否到达目标位置；优选的，磁场测量装置采用超导量子干涉仪。
6、所述的数据处理与成像子系统包括数据采集卡、数据处理模块、数据成像显示模块，数据采集卡通过通讯线路与磁场测量装置、数据处理模块相连，数据处理模块采用反演算法计算得到磁性膨胀微球的波及范围，数据成像显示模块用于显示数据结果；
7、所述的恒定磁场控制子系统通过通讯线路与数据处理与成像子系统相连，恒定磁场控制子系统包括相互连接的操作控制单元、信号放大单元、恒定功率输出单元，操作控制单元与数据处理与成像子系统相连，以接收控制信号，恒定功率输出单元通过控制线路与磁场发生装置连接，控制线路上设置开关，根据当前磁性膨胀微球波及范围成像信息调整磁场方向与强度，直到磁性膨胀微球进入目标裂缝全面分布；优选的，磁场发生装置包括弱磁发生装置和强磁发生装置，弱磁发生装置布置在注入井目标地层井筒中，强磁发生装置布置在生产井的目标地层井筒中；
8、所述的交变磁热控制子系统通过通讯线路与数据处理与成像子系统相连，交变磁热控制子系统包括相互连接的操作控制单元、变频控制单元、交变功率输出单元，操作控制单元与数据处理与成像子系统相连，以接收控制信号，交变功率输出单元通过控制线路与磁场发生装置连接，控制线路上设置开关，磁场发生装置为线圈，分别通交流电与直流电，可以在不同时段达到恒定磁场牵引和交变磁场加热的目标。恒定和交变均连接至磁场发生器，通过开关的通断选择磁场的作用。
9、优选的，地面设置地面阻容控制器，磁场发生装置与地面阻容控制器连接，地面阻容控制器用于控制发生的磁场强度和频率。通过改变电容器和电阻器的数值以及恒定、交变的选择来调节交变磁场的强度和频率，可以精确地控制加热过程，确保在需要时提供精确的温度控制。
10、优选的，磁性膨胀微球包括两层核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，核层为烷烃气体和超小粒径磁性fe4o3纳米颗粒组成的球状塑料颗粒，优选的，所述超小粒径为粒径2-5纳米。磁热控制下的温度范围50℃-150℃，微球体积膨胀倍率可达5-10倍，可根据各种不同膨胀范围需求来完成微球的合成。
11、优选的，混配间与增压泵之间设有采样盒和开关，增压泵与注水井井筒之间的管线上设有计量阀、开关和电磁流量阀。用于控制管线通断。
12、一种基于多重磁场可控磁性膨胀微球的裂缝性油藏调堵系统的调堵方法，采用前述的系统和注入介质，具体步骤如下：
13、步骤1：分析油藏条件、裂缝参数与堵缝微球材料合成
14、首先，基于地震、测井、岩心和薄片资料，表征油藏目标裂缝产状、分布、宽度及开度参数，并构建三维裂缝模型；然后，通过目标雕刻和体积法，定量化封堵的目标裂缝范围、体积，进而结合磁性膨胀微球的分布和尺寸，可以计算其用量；为了达到较好的封堵效果，需使得裂缝内单层填充磁性膨胀微球时，磁性膨胀微球膨胀后直径能够达到目标裂缝最大开度；
15、步骤2：布置施工现场与基础磁场测量
16、围绕目标井组地面地下协调布置五大系统：微球注入子系统、数据采集子系统、数据处理与成像子系统、恒定磁场控制子系统、交变磁热控制子系统；启动生产井井筒中磁场测量装置，测量初始背景磁场；接着启动注水井中磁场发生装置，利用磁场测量装置测量低通量外加磁场，后关闭磁场发生装置；
17、步骤3：注入液混配
18、注入水通过水罐输送管线与混配间相连，材料罐通过微球输送管线与混配间相连，注入水为来自供水站处理后的清洁水，材料罐中储存按功能要求合成的磁性膨胀微球，分别通过流量阀、计量阀来调整水与磁性膨胀微球的混合比例，优选的，水与磁性膨胀微球按3：1体积比例进入混配间中进行混合后形成注入液；
19、步骤4：磁性膨胀微球混配液注入施工
20、通过增压泵给注入液增压注入施工，并启动注水井中磁场发生装置，利用磁场测量装置实时测量磁性膨胀微球注入液注入后的扰动磁场数据；
21、步骤5：磁场数据采集处理与微球运移监测
22、磁性膨胀微球注入后会改变所在位置周围空间的磁场分布，从而产生磁场异常。将步骤2测量的初始背景磁场、低通量外加磁场和步骤4测量的扰动磁场数据通过通讯线路传输至数据采集子系统、数据处理与成像子系统后，得到监测区x、 y、 z 三个方向的磁场强度数据，借助有限元法求解扰动磁场的拉普拉斯方程，从而获得磁性膨胀微球的波及范围；磁性膨胀微球分布实时成像于井组地面上，可以通过反演结果实时成像，不断监测磁性微球分布，直到磁性膨胀微球进入目标裂缝全面分布；
23、步骤6：施加恒定磁场，引导磁性膨胀微球进入裂缝
24、在步骤5反演得到磁性膨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，包括：微球注入子系统、数据采集子系统、数据处理与成像子系统、恒定磁场控制子系统和交变磁热控制子系统；
2.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，地面设置地面阻容控制器，磁场发生装置与地面阻容控制器连接，地面阻容控制器用于控制发生的磁场强度和频率。
3.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，磁性膨胀微球包括两层核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，核层为烷烃气体和超小粒径磁性Fe4O3纳米颗粒组成的球状塑料颗粒；所述超小粒径为粒径2-5纳米。
4.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，混配间与增压泵之间设有采样盒和开关，增压泵与注水井井筒之间的管线上设有计量阀、开关和电磁流量阀。
5.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，磁场测量装置采用超导量子干涉仪。
6.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，磁
7.一种多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统的调堵方法，采用权利要求1-6任意一项权利要求所述的系统和注入介质，其特征在于，具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统的调堵方法，其特征在于，步骤3中，水与磁性膨胀微球按3：1体积比例进入混配间中进行混合后形成注入液。
...【技术特征摘要】
1.一种多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，包括：微球注入子系统、数据采集子系统、数据处理与成像子系统、恒定磁场控制子系统和交变磁热控制子系统；
2.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，地面设置地面阻容控制器，磁场发生装置与地面阻容控制器连接，地面阻容控制器用于控制发生的磁场强度和频率。
3.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，磁性膨胀微球包括两层核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，核层为烷烃气体和超小粒径磁性fe4o3纳米颗粒组成的球状塑料颗粒；所述超小粒径为粒径2-5纳米。
4.根据权利要求1所述的多重磁控下磁性微球的裂缝性油藏调堵系统，其特征在于，混配间与增压泵之间设有采样盒和开关，增压...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建光，聂晓辰，张开明，贾涵婕，施全超，宋志峰，骆杨，张旭，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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