[发明专利]一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置及方法

权利要求书

1.一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：包括用于测试弱凝胶注入性能和封堵性能的可视化裂缝模型(1)、布设在裂缝模型外侧的摄像装置(2)、与所述摄像装置相连的数据收集和处理系统(3)，通过外接管道与所述裂缝模型的出液口相接并可对其内部所存储溶液体积进行测量的液体容器(5)、所述外接管道上装有可控制所述裂缝模型内液体从出液口流出的控制阀(4)，通过液压管道与所述裂缝模型的进液口相接的第一水压检测及显示单元(6)、所述液压管道上装有可选择性开关的六通阀(7)、通过输水管道与裂缝模型的进液口相接且装有模拟地层水的输水中间容器(8)、通过输凝胶管道与裂缝模型的进液口相接且装有凝胶的输凝胶中间容器(9)、所述输水中间容器(8)、输凝胶中间容器(9)的出液口均通过六通阀和裂缝模型相连，输水中间容器(8)与输凝胶中间容器(9)的入液口分别通过两个管道与驱替泵(10)相连、所述两个管道上各装有控制驱替泵(10)驱替出的液体进入输水中间容器的水路控制阀(12)和控制驱替泵(10)驱替出的液体进入输凝胶中间容器的凝胶路控制阀(13)、所述驱替泵入液口通过管道与储液箱(11)相连，用于对所述裂缝模型(1)进行抽真空的真空泵(16)、通过管道与所述真空泵相连的缓存容器(14)、所述管道上装有第二水压检测及显示单元(15)、所述缓存容器(14)通过六通阀(7)与所述裂缝模型的进液口相连；所述可视化裂缝模型包括两片单面磨砂玻璃，两片单面磨砂玻璃平行设置，每片单面磨砂玻璃的磨砂面均朝向内侧，在两片单面磨砂玻璃之间的周边嵌入铜丝，并用环氧树脂进行封装，内部形成密闭空腔，在其中一片单面磨砂玻璃的两边分别留设有进液口与出液口。

2.根据权利要求1所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：所述可视化裂缝模型数量可以为一个或多个，当可视化裂缝模型数量为多个时，相邻可视化裂缝模型的出液口与进液口之间通过管路连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：所述可视化裂缝模型尺寸为300mm*45mm，裂缝缝宽范围为50～500μm。

4.根据权利要求1所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：还包括将所述裂缝模型加热至所需模拟地层的环境温度的加热装置，与布设在裂缝模型外侧待所述裂缝模型加热至所需模拟地层的环境温度后对其进行保温的恒温装置。

5.根据权利要求1所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：所述裂缝模型的出液口压力均为大气压。

6.根据权利要求1所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：所述储液箱(11)中的液体为水。

7.根据权利要求1所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：所述输水中间容器(8)、输凝胶中间容器(9)的数量均为一个；所述输水中间容器(8)中装有的水为配置的模拟地层水；所述输凝胶中间容器(9)中装有的凝胶为配置的新凝胶或配置完仍处于成胶诱导期的凝胶或可混合形成凝胶的药剂。

8.根据权利要求1所述的一种裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置，其特征在于：所述第一水压检测及显示单元(6)与第二水压检测及显示单元(15)均为电子压力表。

9.一种利用如权利要求1所述裂缝性油藏弱凝胶调剖性能评价可视化实验装置的实验方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、弱凝胶在裂缝内的注入性能评价实验，其实验过程如下：

101、实验装置检测：连接实验装置，检查管线和阀门的气密性，电子设备是否运作正常，可视化裂缝模型是否完好，是否漏水；

102、可视化裂缝模型预处理：按照常规水测渗透率测试方法，将裂缝模型抽真空，饱和模拟地层水；再按照需模拟地层的环境温度条件，通过加热装置将所述裂缝模型加热至需模拟地层的环境温度，待加热至需模拟地层的环境温度后将所述恒温装置布设在所述裂缝模型外部；

103、水测渗透率实验：通过开启水路控制阀(12)、关闭凝胶路控制阀(13)、启动驱替泵(10)，实现通过自输水中间容器(8)输至所述裂缝模型内的模拟地层水对被测试裂缝模型进行水驱动态模拟实验；且水驱过程中，设定一水驱速度，对所述第一水压检测及显示单元(6)实时所检测的水压进行连续观测，当所述第一水压检测及显示单元(6)所检测水压数值保持稳定时，则水驱动态模拟实验结束，此时便可计算得到裂缝模型的水测渗透率，为保证水测渗透率结果的准确性，改变水驱速度重复上述实验过程；

104、弱凝胶在裂缝内的注入实验：通过关闭水路控制阀(12)、开启凝胶路控制阀(13)、启动驱替泵，实现通过自输凝胶中间容器(9)输至所述裂缝模型内的凝胶对饱和模拟地层水的裂缝模型进行凝胶注入实验；且凝胶注入过程中，在设定不同的凝胶注入速度条件下对凝胶注入实验过程中的相关参数进行记录，所述相关参数包括凝胶注入速度、裂缝模型入口压力的稳定值；结束一组凝胶注入实验后，关闭凝胶路控制阀，将裂缝模型内凝胶冲洗干净备用；变换凝胶性质重复上述实验过程，所述凝胶性质包括凝胶粘度、稠度系数、流态指数及成胶时间；

步骤二、弱凝胶在裂缝内封堵性能评价实验，其实验过程如下：

201、实验装置检测：按照步骤101检测设备的完好性；

202、可视化裂缝模型预处理：按照步骤102对裂缝模型饱和水，并放置在恒温箱内；将输水中间容器(8)内的地层水进行染色；

203、水测渗透率实验：按照步骤103完成对裂缝模型渗透率的测试；

204、弱凝胶在裂缝内的封堵实验：通过关闭水路控制阀(12)、开启凝胶路控制阀(13)、启动驱替泵，实现通过自输凝胶中间容器(9)输至所述裂缝模型内的凝胶对饱和模拟地层水的裂缝模型进行凝胶注入实验；且凝胶注入过程中，分多个时间点对凝胶注入封堵实验过程中的相关参数分别进行记录，所述相关参数包括与各时间点相对应的记录时间、驱出水量、凝胶注入量、裂缝模型入口水压值，所述凝胶注入量为输凝胶中间容器内所消耗的模拟凝胶数量；凝胶注入完毕后，关闭驱替泵、关闭凝胶路控制阀，进行裂缝模型中的凝胶候凝，候凝时间为凝胶的成胶时间；

205、凝胶封堵裂缝后水驱动态模拟实验：通过关闭凝胶路控制阀(13)、开启水路控制阀(12)、启动驱替泵，实现通过自输水中间容器(8)输至所述裂缝模型内的模拟地层水对凝胶封堵后的裂缝模型进行水驱动态模拟实验；且凝胶封堵后水驱动态模拟实验过程中，分多个时间点对凝胶封堵后水驱动态模拟实验过程中的相关参数分别进行记录，并对裂缝模型进行拍照录像，所述相关参数包括与各时间点相对应的记录时间、水驱速度、驱出水量、裂缝模型入口水压值；待水驱突破后的压力值稳定后结束水驱实验，关闭水路控制阀，向裂缝模型注入破胶剂，待裂缝内凝胶破胶后冲洗干净备用；

206、重复步骤202至步骤205，分别对不同裂缝缝宽的裂缝模型进行弱凝胶封堵性能评价实验，且相应分多个时间点对实验过程中的相关参数分别进行记录，并进行拍照录像；多次凝胶封堵裂缝性能评价实验中，仅改变弱凝胶性质中的一个因素，保持其他性质不变；依次改变不同凝胶性质，测量得到不同凝胶性质对凝胶封堵裂缝性能的影响；

207、多段塞多轮次弱凝胶封堵裂缝实验：重复步骤202和步骤203，按照步骤204进行凝胶注入实验，凝胶注入量为0.2倍-0.5倍孔隙体积，按照步骤205进行凝胶封堵后水驱实验，记录相关参数并拍照录像，继续重复步骤204和步骤205，直到达到设计段塞数及轮次数，结束实验；

步骤三、数据处理：按照裂缝渗透率的常规计算方法，根据步骤103中所记录的实验数据，即可计算得出裂缝渗透率及裂缝缝宽；根据步骤204、步骤205中所记录的实验数据，即可计算得出凝胶封堵前后裂缝渗透性变化和凝胶封堵后的凝胶封堵效率、水驱突破压力、残余阻力系数、不同凝胶性质对凝胶封堵裂缝性能的影响规律。