[发明专利]碳酸盐岩缝洞型油藏驱替物理模型组合方法及实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及缝洞型油藏开发技术领域，具体涉及一种碳酸盐岩缝洞型油藏驱替物理模型组合方法及实验装置。

背景技术

碳酸盐油藏之中，有约20％属于缝洞型油藏，与碎屑岩油藏不同的是，缝洞型油藏的流体在储层中的流动不满足达西渗流定律，导致常规油藏的开发方法并不能有效指导缝洞型油藏的开发。驱替实验是缝洞型油藏之中重要的实验类型，其主要包括注水驱、氮气驱、CO₂驱等，实验装置主要包括岩心类、有机玻璃类以及数字岩心等，其中由于缝洞型油藏岩心代表性差，因此有机玻璃类装置的是目前国内外主要采用的驱替实验装置类型，其核心是缝洞组合模式的确定，这是国内外缝洞型油藏研究的难点。

对于有机玻璃类装置的实验模型的目前主要有如下三种：(1)机理性研究。将溶洞简化为二维或者三维立体图形，进行缝洞驱替的基本规律的探索；(2)区块型研究。结合钻遇地震勘探资料，形成初步对缝洞分布的基本认识，在有机玻璃进行相似性缝洞的刻画，进一步进行驱替实验；(3)组合实验研究。充分利用现有的缝洞认识以及地面露头形状，对缝洞类形成相似的简化组合，进而开展实验研究。

以上三种方法主要存在如下的问题：(1)将不同形状、类别的溶洞简化为规则的球或者圆，导致后期的缝洞剩余油无法用模型完整地评价；(2)二维或者三维的区块缝洞模型，对缝洞的流动规律无法研究，难以精细评价溶洞的驱替规律，同时模型加工完成，便无法更改，后期的开发政策的调整无法用实验进行评价；(3)注采位置单一，实际的生产现场表明，生产井在基质、裂缝以及溶洞上的产量差异巨大，现有的模型在研究注采位置和注采关系方面严重不足，往往只是联通到一个位置，只能代表一种类型的地址状态，连通方式体现不完整；(4)断裂作为重要的连通手段，现有的模型并无涉及；(5)模型无法重复利用，不能针对不同地质背景的溶洞单元展开研究。

目前从公开文献上查阅到的内容，基本都存在上述问题，如申请号为201510518273.X的《缝洞型碳酸盐岩吞吐物理模拟实验装置》，其是采用的刻画裂缝，且未说明采用了哪些，从其图中无法判断其属于哪种类型，能够完成哪些实验；申请号为201310665277.1的《缝洞型油藏全三维仿真可视化驱替模拟实验系统》，其采用的是单块溶洞或裂缝模型，无法实现多种实验效果；申请号为201510712835.4的《缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型、驱替模拟实验装置及系统》，其在同一个装置中设置了多种溶洞和裂缝，结构复杂，且只能满足这一个的实验效果。

发明内容

针对上述问题，本发明根据缝洞型油藏的实际特点，提出了碳酸盐岩缝洞型油藏驱替物理模型组合方法及实验装置。在充分调研和研究的基础之上，从连通方式的出发，系统地总结了15种典型缝洞的连通方式，形成碳酸盐岩缝洞型油藏驱替物理模型组合方法，结合实验的必要性，采用模块化设计思路，形成了14种缝洞组合实验单元模块，并结合实际生产区块的地质主控因素，设计了25种缝洞单元模块组合方式，为提高设备的实用性和多功能性，进行了整体的实验装置以及工艺流程的设计，最终形成了一整套缝洞型油藏驱替实验物理模型体系组合模块实验装置。

本发明的技术方案是：

碳酸盐岩缝洞型油藏驱替物理模型组合方法，通过系统地从储流关系、缝洞发育模式、地面露头、优势流动通道、剩余油分布模式、井间动态连通模式共六个方面进行了分析，最终充分考虑缝洞连通方式的基础之上，提炼了15种典型缝洞结构，这15种典型缝洞典型结构集中全面反映了缝洞型油藏主要的连通方式以及类型，其中主要分为三类：

(1)风化壳类，包括孤立溶洞、竖井、溶洞群、裂缝-孔洞；

(2)古河道类，包括干流洞、支流洞、干流洞-支流洞-干流洞、干流洞-裂缝-干流洞、支干流洞-裂缝-孔洞；

(3)断控类，包括干流洞-断裂、支流洞-断裂、断裂-裂缝-孔洞、相交断裂溶蚀洞、孤立溶洞内断裂、溶洞-断裂-溶洞；

实际的缝洞型油藏往往由不同的缝洞组合共同构成的，因此为了使缝洞物模实验更接近实际油藏，体现不同连通方式的影响下驱替效果，采用模块化的思路，将不同的缝洞典型结构分别使用机械加工成模块单元的形式，将缝洞的主要结构通过在有机玻璃材质上反映出来；结合室内实验的情况和条件，简化典型缝洞结构的基础之上，将其以单个模块的方式进行设计，形成单元模块化后的缝洞组合，最终获得14个缝洞组合模块化单元，分别为：