專利名稱：縫洞型碳酸鹽凝析氣藏注水替氣實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域縫洞型凝析氣藏注水替氣提高凝析油、氣采收率的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
縫洞型碳酸鹽巖凝析氣藏不同于一般的砂巖油氣藏，當(dāng)井打到縫洞頂部時(shí)由于縫的存在造成鉆井液的大量漏失，因此無法打到縫洞單元的底部，而不少縫洞單元井?dāng)?shù)只有一口井，當(dāng)進(jìn)行衰竭生產(chǎn)時(shí)，由于凝析油析出后分布于洞的底部，因此無法采出，凝析油損失大，常規(guī)注水方法不能有效地提高凝析油氣采收率，注水替氣能防止凝析油大量析出，另一方面，水注進(jìn)縫洞后，由于重力作用可沉積在洞的底部并充滿縫洞從而將縫洞中油氣上托，直到采出，從而有效地提高凝析油、氣采收率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供縫洞型碳酸鹽凝析氣藏注水替氣實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，該方法原理可靠，操作簡便，可有效模擬凝析氣藏注水替氣過程，為評(píng)價(jià)縫洞型碳酸鹽凝析氣藏的開采效果提供了工具和手段。
為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
縫洞型碳酸鹽凝析氣藏注水替氣實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，依次包括以下步驟
(1)制作縫洞型碳酸鹽巖心模型
選擇一塊邊長在30cm左右范圍內(nèi)的方塊碳酸鹽巖心，進(jìn)行人工造自然單縫，要求縫面大致平行于方塊的任意一條棱且貫穿整個(gè)巖心，用4英寸直徑鉆頭鉆取全直徑巖心， 長度可達(dá)10-25cm，要求縫盡量位于全直徑巖心中央，然后對(duì)全直徑巖心內(nèi)部進(jìn)行造洞，洞個(gè)數(shù)和大小按實(shí)際氣藏洞孔隙度和大小、分布計(jì)算后決定，但洞不能穿過巖心的邊沿和端面，形成一個(gè)自然單縫面剖開所有洞的組合模型，巖心保持垂直裂縫連通方式放置。
(2)配制凝析氣樣品和注入水
根據(jù)地層凝析氣PVT報(bào)告配制凝析氣樣品，要求在地層溫度壓力下保證凝析油含量、露點(diǎn)、定容衰竭凝析油飽和度與該地層凝析氣PVT報(bào)告相近，并設(shè)定一個(gè)合適進(jìn)行注水的壓力Ap1 (—般高于凝析氣露點(diǎn)壓力低于氣藏地層壓力)和結(jié)束注水的壓力點(diǎn)P2(P2比 P1 高幾 MPa)。
同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供地層水樣分析數(shù)據(jù)配制注入水。
(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)
將巖心裝入巖心夾持器并豎直放置，對(duì)巖心進(jìn)行清洗、烘干、抽空，用干氣飽和巖心，緩步控制巖心兩端壓力，讓巖心中壓力緩步升高，到巖心中壓力達(dá)到地層壓力(出口不出氣)穩(wěn)定一段時(shí)間記錄下飽和的干氣體積Vfl(即巖心的孔隙體積)，以便作為地層氣儲(chǔ)量核實(shí)用。在地層溫度和地層壓力(高于凝析氣露點(diǎn)壓力)下從下向上用配制好的凝析氣驅(qū)替巖心中干氣，直到巖心底端和頂端氣油比一致，此時(shí)巖心中凝析氣飽和量/= Vho
(4)進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)
關(guān)閉巖心底端閥門，從地層壓力開始從上部頂端進(jìn)行衰竭，根據(jù)地層壓力和P1的差值分幾級(jí)衰竭，每級(jí)降壓2 3MPa，每級(jí)衰竭如下進(jìn)行逐步降低控制巖心頂端壓力， 使頂端能勻速出氣(油)，當(dāng)壓力降到設(shè)定的壓力點(diǎn)時(shí)，保持在該壓力點(diǎn)直到頂端不出氣 (油)為止，記錄衰竭到該壓力點(diǎn)時(shí)采出的液體質(zhì)量和氣體體積。
當(dāng)巖心頂端壓力下降到P1，保持頂端壓力為P1直到頂端不再出氣，記錄下從地層壓力衰竭開采到壓力P1時(shí)采出的凝析油質(zhì)量M。q和天然氣體積\0。
(5)在地層溫度下進(jìn)行注水替氣實(shí)驗(yàn)
保持巖心壓力為P1，從巖心頂端向巖心注入地層水，當(dāng)壓力達(dá)到P2時(shí)停止注水，記錄下第一次注水量Vwl，關(guān)閉巖心頂端閥門，穩(wěn)定4-6個(gè)小時(shí)以上，再打開此閥門進(jìn)行衰竭式開采，當(dāng)壓力下降到P1且頂端不再出氣時(shí)，記錄好巖心頂端經(jīng)氣液分離器分離出的氣量 Vgl，及經(jīng)油水分離器分離出的油量Mtjl和水量Mwl，完成第一次注水替氣。
如此循環(huán)直到不產(chǎn)油(氣)為止。
由此得到一系列注水量Vwl、Vw2、Vw3、…、Vwi，產(chǎn)氣量Vgl、Vg2、Vg3、…、Vgi，產(chǎn)油量 M01^M02, M03 >…^―產(chǎn)水量^^^^夂…、Mwi(i為注水替氣次數(shù))，從而得到通過i次注水替氣采出的凝析油總質(zhì)量M。ti和天然氣總體積Vgti
M。ti ^+^謂。^…+^
Vgti = Vgl+Vg2+Vg3+…+Vgi
當(dāng)注水替氣注入量和采出量變得較小時(shí)，可降低？1和？2，也可增大P2-P1，這樣可得到在不同壓力水平的不同吞吐壓差下凝析油和天然氣采出程度，為優(yōu)化吞吐工藝制度提供依據(jù)。
(6)當(dāng)巖心壓力達(dá)到氣藏廢棄壓力時(shí)(由實(shí)際氣田根據(jù)情況確定)，關(guān)閉巖心頂端閥門，打開巖心底端閥門，將壓力逐漸降為大氣壓，放出巖心中所有油氣水，在巖心底端得到最后的天然氣產(chǎn)氣量Vg以及壓力為大氣壓時(shí)放出的油、水體積V。、VW，同時(shí)在Vg中加上巖心中未采出的氣體體積Vfi—K一&，從而得到巖心天然氣儲(chǔ)量Vgt
Vgt = Vg0+Vgl+Vg2+Vg3+- +Vgi+Vg+Vfl-V0-Vw
根據(jù)凝析氣初始?xì)庥捅?，就可?jì)算巖心中凝析油儲(chǔ)量N 剛 N-^po
根據(jù)巖心中天然氣儲(chǔ)量Vgt和PVT報(bào)告中凝析氣與天然氣地面體積比例以及地層溫度地層壓力下凝析氣的體積系數(shù) ，可計(jì)算地層條件下凝析氣體積
Vf2 = VgtX凝析氣與天然氣的地面體積比X
測(cè)試則說明體積符合率較高，數(shù)據(jù)可靠。
(7)通過下式計(jì)算凝析油的采收率為Rtji和天然氣的采收率Rgi
R01=^MmZNxlOOyo0
^=YVglIVgtXimo。0
第i級(jí)注水替氣氣油比GOIii及氣水比GWRi 4
GORi = Vgi/Moi X P。
GffRi = Vgi/Mwi X P w
式中
GOR為凝析氣初始?xì)庥捅龋?br> GORi, GffRi 分別為第i級(jí)注水替氣凝析氣氣油比和氣水比，ml/ml ；
P0, Pw 分別為地面凝析油和水的密度，g/ml ；
M。i、Mwi、Mgi分別為第i級(jí)注水替氣采出的凝析油、地層水的質(zhì)量(g)及天然氣體積 (ml)；
N:巖心中凝析油儲(chǔ)量，g;
Vgt 巖心中天然氣儲(chǔ)量在標(biāo)態(tài)下體積，ml ；
Mo0, Vg0 注水替氣前衰竭采出的凝析油質(zhì)量(g)和天然氣量(ml)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
(1)建立了一種保持巖心完整性的單裂縫面全直徑縫洞巖心物理模型制作方法；
(2)建立了注水替氣物理模擬的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，為評(píng)價(jià)縫洞型碳酸鹽的開采效果提供了工具和手段。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
縫洞型碳酸鹽凝析氣藏注水替氣實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，依次包括以下步驟
(1)制作縫洞型碳酸鹽巖心模型，選擇一塊尺寸在30cm左右的方塊碳酸鹽巖心， 進(jìn)行人工造自然單縫，用4英寸直徑鉆頭鉆取巖心并進(jìn)行造洞，洞不能穿過巖心的邊沿和端面，形成一個(gè)自然單縫剖面切開所有洞的組合模型；
(2)配制凝析氣樣品和注入水，設(shè)定進(jìn)行注水的壓力點(diǎn)P1和結(jié)束注水的壓力點(diǎn) P2 ；
(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)，用干氣飽和巖心，在地層溫度和地層壓力下用配制好的凝析氣從下向上驅(qū)替巖心中干氣；
(4)從巖心頂端進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)，記錄下從地層壓力衰竭開采到壓力P1時(shí)采出的凝析油質(zhì)量Mtjci和天然氣體積Vgtl ；
( 在地層溫度下從巖心頂端進(jìn)行注水替氣實(shí)驗(yàn)，巖心壓力為？1時(shí)，從巖心頂端向巖心注入地層水，當(dāng)壓力達(dá)到P2時(shí)停止注水，記錄下第一次注水量Vwl，關(guān)閉巖心頂端閥門， 穩(wěn)定4-6小時(shí)后，再打開此閥門進(jìn)行衰竭式開采，記錄好巖心頂端經(jīng)氣液分離器分離出的氣量Vgl，及經(jīng)油水分離器分離出的油量Mtjl和水量Mwl，如此循環(huán)直到不產(chǎn)油(氣)為止；
(6)當(dāng)巖心壓力達(dá)到廢棄壓力時(shí)，關(guān)閉巖心頂端閥門，打開巖心底部出口，將壓力逐漸降為大氣壓，放出巖心中所有油氣水，在巖心底端得到最后的天然氣產(chǎn)氣量Vg以及油、 水體積V。、Vw,從而得到巖心天然氣儲(chǔ)量Vgt和凝析油儲(chǔ)量N ；
(7)計(jì)算凝析油的采收率為Rtji和天然氣的采收率Rgi。
權(quán)利要求
1.縫洞型碳酸鹽凝析氣藏注水替氣實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，依次包括以下步驟(1)選擇一塊邊長在30cm左右的方塊碳酸鹽巖心，進(jìn)行人工造自然單縫，縫面大致平行于方塊的任意一條棱且貫穿整個(gè)巖心，用4英寸直徑鉆頭鉆取全直徑巖心，長度達(dá) 10-25cm，縫盡量位于全直徑巖心中央，對(duì)全直徑巖心內(nèi)部進(jìn)行造洞，洞個(gè)數(shù)和大小按實(shí)際氣藏決定；(2)根據(jù)地層凝析氣PVT報(bào)告配制凝析氣樣品，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供地層水樣分析數(shù)據(jù)配制注入水，設(shè)定進(jìn)行注水的壓力點(diǎn)P1和結(jié)束注水的壓力點(diǎn)P2 ；(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)，將巖心裝入巖心夾持器并豎直放置，用干氣飽和巖心， 記錄下飽和的干氣體積Vfl，在地層溫度和地層壓力下用配制好的凝析氣驅(qū)替巖心中干氣， 直到巖心頂端和底端氣油比一致；(4)關(guān)閉巖心底端閥門，從地層壓力開始從巖心頂端進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)，當(dāng)巖心頂端壓力下降到P1，保持頂端壓力為P1直到頂端不再出氣，記錄采出的凝析油質(zhì)量Mtjci和天然氣體積 Vgo；(5)開始注水替氣，保持巖心壓力為P1，從巖心頂端向巖心注入地層水，當(dāng)壓力達(dá)到P2 后停止注水，關(guān)閉巖心頂端閥門，穩(wěn)定4-6個(gè)小時(shí)以上，再打開此閥門進(jìn)行衰竭式開采，當(dāng)壓力下降到P1且頂端不再出氣時(shí)，記錄巖心頂端采出氣量Vgl，油量M。1; i次注水替氣后，得到產(chǎn)氣量Vgl、Vg2、Vg3、…、Vgi，產(chǎn)油量M^MmM。^ .^Mtji,從而得到通過i次注水替氣采出的凝析油總質(zhì)量M。ti和天然氣總體積Vgti Moti = M0l+M02+M03+-+M0iVgti = Vgl+Vg2+Vg3+…+Vgi ；(6)當(dāng)巖心壓力達(dá)到氣藏廢棄壓力時(shí)，關(guān)閉巖心頂端閥門，打開巖心底端閥門，將壓力逐漸降為大氣壓，放出巖心中所有油氣水，得到最后的天然氣產(chǎn)氣量Vg以及油、水體積V。、 Vw,從而得到巖心天然氣儲(chǔ)量Vgt Vgt = Vg0+Vgl+Vg2+Vg3+-+Vgi+Vg+Vfl-Vo-Vw通過下式計(jì)算巖心中凝析油儲(chǔ)量N Vgt ~ GOFf0式中GOR為凝析氣初始?xì)庥捅?，P。為地面凝析油和水的密度，g/ml ；(7)通過下式計(jì)算凝析油的采收率為Rtji和天然氣的采收率I^giR01=YMJNximo0
全文摘要
本發(fā)明涉及縫洞型碳酸鹽凝析氣藏注水替氣實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，依次包括以下步驟(1)制作縫洞型碳酸鹽巖心模型；(2)配制凝析氣樣品和注入水，設(shè)定進(jìn)行注水的壓力點(diǎn)p1和結(jié)束注水的壓力點(diǎn)p2；(3)對(duì)巖心進(jìn)行原始狀態(tài)恢復(fù)；(4)進(jìn)行衰竭實(shí)驗(yàn)；(5)在地層溫度下進(jìn)行注水替氣實(shí)驗(yàn)；(6)當(dāng)巖心壓力達(dá)到廢棄壓力時(shí)，將巖心底端壓力逐漸降為大氣壓，放出巖心中所有油氣水，得到巖心天然氣儲(chǔ)量和凝析油儲(chǔ)量；(7)計(jì)算凝析油和天然氣的采收率。本發(fā)明通過制作一種保持巖心完整的單裂縫面全直徑縫洞巖心物理模型，建立了注水替氣物理模擬的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，為評(píng)價(jià)縫洞型碳酸鹽的開采效果提供了工具和手段。
文檔編號(hào)E21B43/20GK102518414SQ20111044638
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者劉偉, 張廣東, 易敏, 杜建芬, 汪周華, 鄒振, 郭平 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)