一种测定注采井间二氧化碳最佳混相压力及混相区域的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实现二氧化碳混相驱的方法及装置，属于二氧化碳驱提高采收率技术领域。
【背景技术】
[0002]二氧化碳驱油是三次采油中最具潜力的提高采收率的方法之一，二氧化碳驱分为混相驱和非混相驱，混相驱的驱油效果好于非混相驱。在矿场中二氧化碳驱的理想状况是混相驱的比例越大越好，但二氧化碳混相驱的区域范围到底有多大，目前矿场试验还给不出具体的试验评价，为了客观评价储层中混相驱的情况，需要进行相关二氧化碳室内实验。
[0003]目前二氧化碳驱室内实验研究需要测试储层的最佳混相压力P，然后将P作为回压，进行模拟井间混相驱实验，绘制二氧化碳混相驱区域分布图。而测试最佳混相压力P，需要进行细管测试最小混相压力实验，细管实验测试最小混相压力的主要问题在于目前使用模拟细管中填砂的方法来进行实验，其测得的是在某一特定的均质条件的最小混相压力，而实际储层具有平面非均质性，即从注入井到采出井之间的渗透率分布是不均匀的，所以实验所得的最小混相压力不能代表实际储层的真实的最小混相压力，驱替压力即使达到测得的最小混相压力，储层内也无法实现完全混相驱。
【发明内容】
[0004]本发明针对目前使用模拟细管中填砂的方法来测试二氧化碳与原油最小混相压力，得到的是特定均质条件下的最小混相压力，而实际储层具有平面非均质性，导致测试结果不准确的问题，设计了一种测定二氧化碳与原油最佳混相压力的方法，从而可以利用测得的最佳混相压力实现二氧化碳混相驱区域面积的最大化，并且能够掌握相同二氧化碳与原油在不同渗透率区域能否实现混相，及能够得到二氧化碳混相驱分布图。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是:一种测定注采井间二氧化碳最佳混相压力及混相区域的方法，具体的是:
一、使二氧化碳与含天然气原油在不同孔喉条件下逐次接触达到混相来测试在不同孔喉条件下的最小混相压力
(1)测试二氧化碳与含天然气原油在完全接触条件下达到混相的最小混相压力P1;
(2)将上述最小混相压力Pjt为回压，测试二氧化碳与含天然气原油在填砂细管中即孔喉放大的情况下达到混相的最小混相压力P2;
二、根据实际储层的注入井到采出井之间的平面非均质性，测试该储层在不同渗透率的天然岩心孔喉下的二氧化碳与含天然气原油的实际最小混相压力Pm，得到该储层的最佳混相压力P
(1)将匕作为回压，测试二氧化碳与含天然气原油在不同渗透率的天然岩心中达到混相的最小混相压力，得到二氧化碳与原油在实际微小孔喉中即接触基本充分情况下的二氧化碳与含天然气原油的最小混相压力P3、p4、p5、PfPn，n为实际储层的不同渗透率的个数，Ρ；5、Ρ4、Ρ5' Ρ6...Ρη中最大的数值Pm即为储层的实际最小混相压力；
(2)比较P3、P4、P5、Ρ^Ρη以及对应实际储层的破裂压力Po，确定该储层的最佳混相压力P，P为低于Po且为P4、P5、Ρ^Ρη中的最大值；
三、将P作为回压，进行模拟井间混相驱实验，绘制二氧化碳混相驱区域分布图。
[0006]测定上述最小混相压力，需使用一种最小混相压力测定装置，该装置包括供料系统、二氧化碳与原油在完全接触条件下的最小混相压力测试组件、二氧化碳与原油在细管中的最小混相压力测试组件及二氧化碳与原油在天然岩心中的最小混相压力测试组件、气体计量器及液体计量器，其中:所述供料系统，包括二氧化碳供应组件及含天然气原油供应组件。
[0007]所述二氧化碳供应组件，包括二氧化碳恒压恒速栗、二氧化碳存储罐及二氧化碳流量积算仪，所述二氧化碳恒压恒速栗的出口与二氧化碳存储罐的入口管线连接，二氧化碳存储罐的出口与二氧化碳流量积算仪的入口管线连接。
[0008]所述含天然气原油供应组件，包括含天然气原油恒压恒速栗、活塞容器及含天然气原油流量积算仪，所述含天然气原油恒压恒速栗的出口与装有含天然气原油的活塞容器的入口管线连接，该活塞容器的出口通与含天然气原油流量积算仪的入口管线连接。
[0009]所述二氧化碳与原油在完全接触条件下的最小混相压力测试组件，包括高温高压可视化装置及排液阀，上述二氧化碳流量积算仪及含天然气原油流量积算仪的出口均与高温高压可视化装置的入口管线连接，高温高压可视化装置的出口与进液三通管线连接，进液三通的其中一个出口与排液阀管线连接，排液阀的出口管线连接气体计量器和液体计量器，进液三通的另一个出口管线连接二氧化碳与原油在细管中的最小混相压力测试组件。
[0010]所述二氧化碳与原油在细管中的最小混相压力测试组件，包括细管阀门、填砂细管、细管混相监测器、细管排液阀、细管压力监测器及细管回压阀；所述细管阀门的入口与上述进液三通的出口管线连接，细管阀门的出口与填砂细管的入口管线连接，填砂细管的出口端与细管混相监测器的入口管线连接，细管混相监测器的出口管线连接三通，三通的一个出口管线连接细管排液阀，细管排液阀的出口与细管压力监测器的入口管线连接，细管压力监测器的出口与细管回压阀的入口管线连接，细管回压阀的出口管线连接气体计量器和液体计量器；三通的另一个出口管线连接二氧化碳与原油在天然岩心中的最小混相压力测试组件。
[0011]所述二氧化碳与原油在天然岩心中的最小混相压力测试组件，包括若干测试单元，所有测试单元并联连接，测试单元的数量由实际储层的非均质性划分的不同渗透率层的个数决定；具体每一测试单元，包括岩心控制阀门、渗透率为κχ的天然岩心、岩心混相监测器、岩心压力监测器及回压阀，其中Κχ是渗透率为Ki，K2，K3，KfKA的一个，上述岩心控制阀的入口管线连接三通，岩心控制阀的出口管线连接天然岩心的注入端，天然岩心的采出端与岩心混相监测器的入口管线连接，岩心混相监测器的出口与岩心压力监测器的入口管线连接，岩心压力监测器的出口与岩心回压阀的入口管线连接，岩心回压阀的出口管线连接气体计量器和液体计量器。
[0012]上述排液阀、细管最小混相压力测试组件、天然岩心最小混相压力测试组件、气体计量器和液体计量器均布设在恒温装置内。
[0013]本发明测定注采井间二氧化碳最佳混相压力及混相区域的方法中，步骤一(1)所述的测试二氧化碳与含天然气原油在完全接触条件下达到混相的最小混相压力Pi，具体测试方法是:
1、将最小混相压力测定装置中的供料系统、完全接触最小混相压力测试组件、气体计量器和液体计量器组装在一起；
2、设定高温高压可视化装置及恒温装置的温度；
3、打开含天然气原油恒压恒速栗及二氧化碳恒压恒速栗，向高温高压可视化装置中注入二氧化碳与含天然气原油，通过含天然气流量积算仪及二氧化碳流量积算仪记录含天然气原油的注入量及二氧化碳的注入量，通过排液阀控制测试过程中的废液的排放；
4、通过高温高压可视化装置不断搅拌二氧化碳与含天然气原油体系；
5、通过高温高压可视化装置的可视观测探头观察二氧化碳与含天然气原油体系的混相情况，确定该体系达到混相时的最小混相压力，即得到二氧化碳与原油在完全接触条件下的最小混相压力Pp
[0014]本发明测定注采井间二氧化碳最佳混相压力及混相区域的方法中，步骤一(2)所述的测试二氧化碳与含天然气原油在填砂细管中达到混相的最小混相压力P2，具体测试方法是:
1、将最小混相压力测定装置中的供料系统、完全接触最小混相压力测试组件、细管最小混相压力测试组件、气体计量器和液体计量器组装起来，关闭排液阀；
2、关闭细管排液阀，调节细管回压阀，将该系统回压设定为P1;
3、打开细管排液阀及细管控制阀，利用细管控制阀控制该装置的启用及关闭，细管混相监测器用以监测填砂细管中的二氧化碳与含天然气原油体系的混相情况；细管压力监测器监测体系混相过程中的体系压力；细管回压阀控制该测试过程中的回压；细管排液阀控制测试过程中流体的走向及废液的排放；
4、将在高温高压可视化装置中达到混相的二氧化碳与含天然气原油体系注入填砂细管中；
5、通过细管混相监测器监测二氧化碳与含天然气原油体系在填砂细管中的混相情况，若体系没有达到混相，则提高二氧化碳的注入量即改变