[发明专利]对裂缝性致密油藏中适度注水研究的系统、设备和方法

说明书

本文描述了用于对裂缝性致密油藏中的适度注水研究的系统、设备和方法。所述系统包括容置岩板样品的设备，所述岩板样品包含来自裂缝性致密油藏的原油。所述设备包括容置岩板样品的本体，所述本体具有第一端和第二端，所述第一端具有注入端口，所述第二端具有生产端口。所述系统还包括检测器、数据获取系统以及计算装置，所述检测器沿岩板样品定位以沿着岩板样品接收来自流体和/或原油的一个或多个信号，所述数据获取系统通信地耦接至检测器以从检测器接收所述一个或多个信号并将所述一个或多个信号转换成数字信号，所述计算装置通信地耦接至数据获取系统以从数据获取系统接收所述数字信号，并实时确定流体和/或原油沿着原油样品的位置。

技术领域

本文公开的实施例涉及对油藏/油储层中注水的研究，并且特别涉及用于对裂缝性致密油藏中的注水研究的系统、设备和方法。

背景技术

一次采油技术通常仅回收裂缝性致密油藏中原油现地藏量(OOIP)的约10％。如此，当进行二次采油方法时，大量的油保留在储层中。

注水(waterflooding)是一种常见的用于从裂缝性致密油藏中提取原油的二次采油方法。在裂缝性致密油藏中使用注水的现场经验通常不同于在常规储层中使用注水。首先，难以将水注入裂缝性致密油藏的基质中以从其中的岩石基质中置换油。储层内裂缝的渗透性远高于岩石基质的渗透性。为了在裂缝和岩石基质二者中具有相同的流速，裂缝中所需的压力远低于岩石基质中所需的压力。然而，在裂缝性致密油藏中，岩石基质与裂缝是相连的，这意味着岩石基质和裂缝二者都具有相同的压力。相应地，如果压力足够高以使水涌入岩石基质，则要么通过裂缝的水的流速非常高或是在岩石基质中引入更多的裂缝，这可能显著降低驱油效率。

其次，从裂缝性致密油藏进行采油主要是由于渗吸。渗吸通常是一个缓慢的过程，因此裂缝性致密油藏的采油率普遍较低。第三，裂缝性致密油藏内的裂缝(水力裂缝和天然裂缝二者)通常具有比常规储层中的裂缝更高的渗透性(可能高出几个数量级)。与常规储层相比，尤其是在高注水率下，这使得难以实现在裂缝性致密油藏中岩石基质的均匀波及(uniform sweep)。此外，在高注水率下，生产井中的含水量迅速增加并且在没有携带大量原油的情况下产生注入的水。

另外，如果在注入井和生产井之间发生通过由于高注入率积聚的高储层压力而引起的水力裂缝，则储层可变得不均匀并且使水比相对低的注入率更容易突破。低注入率可以通过减慢水突破时间、减少引入的裂缝发生的机会、在相同的注入孔体积下具有比高注入率更低的含水率而使油田受益。然而，其缺点也可以忽略不计。低注入率可能无法有效地支持生产期间的压降，导致低生产率并降低油田资本现金流动能力。

许多研究人员已经就不同方面单独地研究了渗吸效应。已经在静态渗吸设备或数值方法中研究了润湿性、水盐度、渗透性、孔隙度、开孔面、流动性比率等对渗吸效果的影响。已经开发了基于这些实验的尺度化方程来预测油田的产油性能。然而，裂缝和注水参数的研究主要聚焦在油田水平。仍难以根据目标地层的不同地质特征(例如孔隙度、渗透性、天然裂缝和水力裂缝)确定注水参数的边界值。为了在裂缝性致密油层中成功实施适度的注水，不同裂缝的参数、渗吸效应和注水参数(如注水率、注水压力或注采比等)是需要调查的重要因素。

发明内容