本發(fā)明實(shí)施例涉及油氣田勘測和開發(fā)技術(shù)，尤其涉及一種致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置與方法。

背景技術(shù)：

致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)生油層的致密儲(chǔ)層中，未經(jīng)過大規(guī)模長距離運(yùn)移而形成的石油聚集，是一種非常規(guī)石油資源，存儲(chǔ)致密油的存儲(chǔ)稱之為致密油儲(chǔ)層。由于致密油儲(chǔ)層滲透率低、產(chǎn)出液少、勘探難度大，因此，開采之前需要評估以精確確定致密油儲(chǔ)層產(chǎn)出液的能力，例如，產(chǎn)出液的體積的大小。

目前，為確定致密油儲(chǔ)層產(chǎn)出液的體積的大小，常采用流量計(jì)量方法，如試管測體積法、試管稱重法等。其中，試管稱重法通過稱量試管重量的變化，根據(jù)重量的變化換算出產(chǎn)出液的體積大小。試管測體法則是通過測量試管內(nèi)產(chǎn)出液的體積的變化，根據(jù)體積變化確定出致密油儲(chǔ)層能夠產(chǎn)出的產(chǎn)出液的體積的大小。

然而，無論是試管測體法還是試管稱重法，由于致密油時(shí)延計(jì)量時(shí)間較長，產(chǎn)出液易揮發(fā)，即使采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档蛽]發(fā)，如在試管上貼保鮮膜，也難以消除誤差。誤差越大，則確定出的產(chǎn)出液的體積大小的精度越低，無法精確確定出致密油儲(chǔ)層的能力，

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置與方法，實(shí)現(xiàn)精確確定出致密油儲(chǔ)層能力的目的。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置與方法，包括：巖心夾持器、上游閥、流體容器、第一高壓泵、第二高壓泵、回壓控制泵、回壓閥、測量管線、氣體流量計(jì)；其中，

所述巖心夾持器包括巖心、橡膠密封筒與密封鋼筒，所述橡膠密封筒兩端開口，所述巖心套設(shè)在所述橡膠密封筒內(nèi)，所述密封鋼筒包裹在所述橡膠密封筒上，所述巖心夾持器具有輸入端和輸出端，所述輸入端與所述流體容器連接，所述流體容器與所述上游閥連接，所述輸出端與所述回壓閥連接，所述回壓閥通過所述測量管線與所述氣體流量計(jì)連接；

所述第一高壓泵與所述流體容器連接，用于將所述流體容器中的流體經(jīng)由所述巖心夾持器的輸入端壓入所述巖心；

所述第二高壓泵與所述橡膠密封筒連接，用于將所述橡膠密封筒壓緊在所述巖心上；

所述回壓控制泵與所述回壓閥連接，用于通過所述回壓閥控制所述巖心夾持器內(nèi)部的壓力；

所述測量管線用于計(jì)量產(chǎn)出液，所述產(chǎn)出液為所述流體經(jīng)過所述巖心夾持器流出的物質(zhì)；

所述氣體流量計(jì)用于盛放所述產(chǎn)出液，并測量所述產(chǎn)出液中氣體的流量。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還包括：恒溫箱，所述恒溫箱用于容納所述巖心夾持器、所述流體容器、所述回壓閥、所述測量管線、所述氣體流量計(jì)。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測量管線上繪制有精細(xì)刻度，通過讀取所述精細(xì)刻度以計(jì)量所述產(chǎn)出液。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上升的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還包括：數(shù)顯千分尺，用于配合所述測量管線以計(jì)量所述產(chǎn)出液。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還包括：數(shù)顯千分尺，用于配合所述測量管線以計(jì)量所述產(chǎn)出液。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還包括下述傳感器中的至少一個(gè)：第一壓力傳感器、第二壓力傳感器與溫度傳感器；

所述第一壓力傳感器與所述流體容器相連，用于獲取所述流體容器的壓力；

所述第二壓力傳感器用于所述橡膠密封筒的壓力；

所述溫度傳感器用于獲取所述巖心夾持器的溫度。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還包括：數(shù)據(jù)采集記錄器，所述數(shù)據(jù)采集記錄器與所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器或所述溫度傳感器連接。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述流體容器中的流體為原油、煤油或原油與煤油的混合液。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述巖樣的滲透率最低為0.0017×10^-3μm²。

可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述巖心夾持器的最大壓力為100MPa，最高溫度為160℃。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于如上第一方面或第一方面的任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的致密油儲(chǔ)層開采模擬方法，包括：

開啟所述第二高壓泵以使得所述巖心夾持器的壓力達(dá)到第一閾值，開啟所述上游閥與所述回壓閥，通過所述第一高壓泵將所述流體容器內(nèi)的流體經(jīng)由所述巖心夾持器的輸入端壓入所述巖心；

當(dāng)所述巖心夾持器中的壓力上升時(shí)，提升所述第二高壓泵的壓力，使得第二高壓泵提供的壓力大于所述第一閾值，進(jìn)而使得所述橡膠密封筒壓緊所述巖心；

關(guān)閉所述上游閥與所述回壓閥，以使得所述巖心內(nèi)的壓力平衡，從而模擬致密油原始儲(chǔ)層壓力；

開啟所述回壓閥進(jìn)行衰竭式開采，以使得所述產(chǎn)出液經(jīng)由所述巖心夾持器的輸出端流入所述測量管線；

根據(jù)所述產(chǎn)出液的體積繪制生產(chǎn)曲線。

本發(fā)明實(shí)施例提供的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置與方法，第一高壓泵與流體容器連接后，經(jīng)由原油管線、上游閥與巖心夾持器的輸入端連接，巖心夾持器包括巖心、橡膠密封筒和密封鋼筒，巖心套設(shè)在橡膠密封筒內(nèi)，橡膠密封筒通過第二高壓泵提供的壓力壓緊在巖心上，密封鋼筒包裹在橡膠密封筒上，巖心夾持器的輸出端與回壓閥連接，回壓閥通過測量管線與氣體流量計(jì)連接，回壓閥還與回壓控泵連接。模擬致密油儲(chǔ)層開發(fā)的過程中，通過第一高壓泵將流體容器中的流體經(jīng)由巖心夾持器的輸入端壓入巖心，通過回壓控制泵控制回壓閥，在巖心夾持器的上游和下游產(chǎn)生壓力差，使得產(chǎn)出液從巖心夾持器的輸入端產(chǎn)出，產(chǎn)出液經(jīng)由測量管線流入至了氣體流量計(jì)。由于測量管線能夠精確測量產(chǎn)出液的體積，因此能夠準(zhǔn)備評估致密油儲(chǔ)層的日產(chǎn)量即生產(chǎn)能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明方法實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明方法的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的實(shí)際應(yīng)用舉例示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。以下內(nèi)容為結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明申請的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效的詳細(xì)說明。

首先，致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的結(jié)構(gòu)。

具體的，可參見圖1，圖1為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括：巖心夾持器1、上游閥2、流體容器3、第一高壓泵4、第二高壓泵5、回壓控制泵6、回壓閥7、測量管線8、氣體流量計(jì)9；其中，所述巖心夾持器1包括巖心101、橡膠密封筒102與密封鋼筒103，所述橡膠密封筒102兩端開口，所述巖心101套設(shè)在所述橡膠密封筒內(nèi)102，所述巖心夾持器1具有輸入端和輸出端，所述輸入端與所述流體容器3連接，所述流體容器3與所述上游閥2連接，所述輸出端與所述回壓閥7連接，所述回壓閥7通過所述測量管線8與所述氣體流量計(jì)9連接；所述第一高壓泵4與所述流體容器3連接，用于將所述流體容器3中的流體經(jīng)由所述巖心夾持器1的輸入端壓入所述巖心101；所述第二高壓泵5與所述橡膠密封筒12連接，用于將所述橡膠密封筒102壓緊在所述巖心101上；所述回壓控制泵6與所述回壓閥7連接，用于通過所述回壓閥7控制所述巖心夾持器1內(nèi)部的壓力；所述測量管線8用于計(jì)量產(chǎn)出液，所述產(chǎn)出液為所述流體經(jīng)過所述巖心夾持器1流出的物質(zhì)；所述氣體流量計(jì)9用于盛放所述產(chǎn)出液，并測量所述產(chǎn)出液中氣體的流量。

請參照圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置包括巖心夾持器1，為擴(kuò)大巖樣空隙體積，提高實(shí)驗(yàn)精度，其例如為耐高溫、耐高壓的長巖心夾持器，長度可達(dá)1米，甚至更長。巖心夾持器1包括巖心101、橡膠密封筒102與密封鋼筒103，巖心101的內(nèi)部填充巖樣，該巖樣為充分飽和原油的巖樣。巖心加持器1的兩端分別為輸入端和輸出端，以下將巖心夾持器1靠近輸入端的一端稱之為上游，將巖心夾持器1靠近輸出端的一端稱之為下游，輸入端和輸出端由細(xì)小的管道組合而成，如圖中橫線填充部分所示，輸入端與流體容器3通過原油管線連接，當(dāng)將流體容器3中的流體輸入巖心夾持器1的巖心101時(shí)，通過輸入端到達(dá)巖心夾持器1內(nèi)的巖心101，再經(jīng)過輸出端到達(dá)測量管線。巖心101例如為圓柱形、長方體等形狀，其上包裹有橡膠密封筒102，也即巖心101套設(shè)在橡膠密封筒102內(nèi)，橡膠密封筒102如圖中方格填充部分所示，橡膠密封筒102通過第二高壓泵5提供的壓力，壓緊巖心101，流入，橡膠密封筒102上有圍壓流體入口，第二高壓泵5提供的壓力通過圍壓流體入口壓緊橡膠密封筒102。從而對巖心101建立如同致密油儲(chǔ)層一樣的巖石圍壓。由于橡膠密封筒102不受高壓，因此，可以通過在橡膠密封筒102上設(shè)置密封鋼筒103，可以使得橡膠密封筒102經(jīng)受高壓，密封鋼筒103如圖中以點(diǎn)填充部分所示。第一高壓泵4與流體容器3連接，用于對流體容器3中的流體提供壓力，從而將流體壓入石油管線，進(jìn)而注入巖心夾持器1內(nèi)的巖心101中。通過控制回壓閥6，在巖心夾持器1的輸入端與輸出端產(chǎn)生壓差，從輸出端流出產(chǎn)出液，該產(chǎn)出液經(jīng)由測量管線8流入至氣體流量計(jì)9。流經(jīng)測量管線8時(shí)，可以根據(jù)測量管線計(jì)量產(chǎn)出液的體積等。例如，測量管線8上描繪有精細(xì)刻度，可以精確的計(jì)量產(chǎn)出液；再如，測量管線8上無需描繪精細(xì)刻度，而是對致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置設(shè)置一個(gè)千分尺，如數(shù)顯千分尺11，用數(shù)顯千分尺11讀取流經(jīng)測量管線8的長度，而測量管線8的直徑是預(yù)先知道的，例如，為1.6mm，因此，根據(jù)長度與測量管線8的長度，即可確定出產(chǎn)出液的體積的大小。一般來說，產(chǎn)出液是液體、氣體或液體和氣體的混合物等。

其次，致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的工作原理。

具體的，可參見圖2，圖2為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬方法的流程圖，包括：

101、開啟所述第二高壓泵以使得所述巖心夾持器的壓力達(dá)到第一閾值，開啟所述上游閥與所述回壓閥，通過所述第一高壓泵將所述流體容器內(nèi)的流體經(jīng)由所述巖心夾持器的輸入端壓入所述巖心。

本步驟在于建立原始的地層條件，即建立原始彈性能。具體的，將充分飽和原油的巖樣放入耐高溫、耐高壓的巖心夾持器1中，首先開啟第二高壓泵5，使得巖心夾持器內(nèi)的壓力到達(dá)第一閾值，第一閾值例如為5Mpa；接著，開啟上游閥2與下游的回壓閥7，通過第一高壓泵4將流體容器3中的流體經(jīng)由巖心夾持器1的輸入端壓入巖心101。

102、當(dāng)所述巖心夾持器中的壓力上升時(shí)，提升所述第二高壓泵的壓力，使得第二高壓泵提供的壓力大于所述第一閾值，進(jìn)而使得所述橡膠密封筒壓緊所述巖心。

本步驟在于建立被模擬的致密油儲(chǔ)層的壓力條件。具體的，當(dāng)巖心夾持器1內(nèi)的流體的壓力上升時(shí)，同步提升第二高壓泵5輸出的壓力，使得第二高壓泵5提供的壓力高于巖心夾持器1內(nèi)的壓力，例如高于5Mpa，從而使得橡膠密封筒102壓緊在巖心101上。

103、關(guān)閉所述上游閥與所述回壓閥，以使得所述巖心內(nèi)的壓力平衡，從而模擬致密油原始儲(chǔ)層壓力；

本步驟中，關(guān)閉上游閥2與回壓閥7，使得巖心夾持器1中巖心101達(dá)到壓力平衡，該平衡壓力即為被模擬的致密油儲(chǔ)層的原始壓力。

104、開啟所述回壓閥進(jìn)行衰竭式開采，以使得所述產(chǎn)出液經(jīng)由所述巖心夾持器的輸出端流入所述測量管線；

本步驟中，緩慢打開回壓閥7，在巖心夾持器1的上游與下游之間產(chǎn)生壓差，產(chǎn)出液從巖心夾持器1的下游產(chǎn)出；然后，逐漸降低回壓控制泵6提供給回壓閥7的壓力，使得巖心夾持器1上下游的壓力逐漸降低，從而模擬實(shí)際的衰竭式致密油儲(chǔ)層開采過程。該過程中，通過回壓控制泵6控制回壓閥7的壓力，相當(dāng)于為回壓閥7提供彈性能量的過程。

105、根據(jù)所述產(chǎn)出液的體積繪制生產(chǎn)曲線。

本步驟中，用能夠精密計(jì)量體積的測量管線8計(jì)量產(chǎn)出液的體積，從而獲得壓力、產(chǎn)出液等隨時(shí)間變化的生產(chǎn)曲線。例如，繪制出產(chǎn)出液的體積隨時(shí)間變化的曲線，即累計(jì)產(chǎn)量-時(shí)間曲線；再如，根據(jù)回壓控制泵6提供給回壓閥7的壓力隨時(shí)間變化的曲線；又如，根據(jù)氣體流量計(jì)中氣體的體積隨時(shí)間的變化，繪制出流量-時(shí)間曲線。

本發(fā)明實(shí)施例提供的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置，第一高壓泵與流體容器連接后，經(jīng)由原油管線、上游閥與巖心夾持器的輸入端連接，巖心夾持器包括巖心、橡膠密封筒和密封鋼筒，巖心套設(shè)在橡膠密封筒內(nèi)，橡膠密封筒通過第二高壓泵提供的壓力壓緊在巖心上，密封鋼筒包裹在橡膠密封筒上，巖心夾持器的輸出端與回壓閥連接，回壓閥通過測量管線與氣體流量計(jì)連接，回壓閥還與回壓控泵連接。模擬致密油儲(chǔ)層開發(fā)的過程中，通過第一高壓泵將流體容器中的流體經(jīng)由巖心夾持器的輸入端壓入巖心夾持器的巖心中，通過回壓控制泵控制回壓閥，在巖心夾持器的上游和下游產(chǎn)生壓力差，使得產(chǎn)出液從巖心夾持器的輸入端產(chǎn)出，產(chǎn)出液經(jīng)由測量管線流入至了氣體流量計(jì)。由于測量管線能夠精確測量產(chǎn)出液的體積，因此能夠準(zhǔn)備評估致密油儲(chǔ)層的日產(chǎn)量即生成能力。同時(shí)，巖心夾持器耐高溫、耐高壓，因此，可以滿足高溫高壓條件下、彈性能量作用下致密油儲(chǔ)層的開采模擬過程。

圖3為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，請參照圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置，在上述圖1所示致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，還包括：

恒溫箱10，所述恒溫箱10用于容納所述巖心夾持器1、所述流體容器3、所述回壓閥7、所述測量管線8、所述氣體流量計(jì)9。

具體的，由于橡膠密封筒102、密封鋼筒103均為導(dǎo)熱材質(zhì)，無法保證巖心夾持器1處于如被模擬的致密油儲(chǔ)層的恒溫狀態(tài)，因此，可以通過設(shè)置一個(gè)恒溫箱，將致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的部件都容納在該恒溫箱10中，從而更加精確的模擬出致密油儲(chǔ)層的環(huán)境。其中，恒溫箱10也可以理解為恒溫室等。

再請參照圖3，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還可以包括下述傳感器中的至少一個(gè)：第一壓力傳感器12、第二壓力傳感器13與溫度傳感器14；其中，所述第一壓力傳感器12與所述流體容器3相連，用于獲取所述流體容器3的壓力；所述第二壓力傳感器13用于獲取所述橡膠密封筒102的壓力。

具體的，第一壓力傳感器12、第二壓力傳感器13與溫度傳感器14均設(shè)置在恒溫箱10的內(nèi)部，第一壓力傳感器12用于獲取第一高壓泵4提供給流體容器3的壓力，第二壓力傳感器用于獲取第二高壓泵5提供給橡膠密封筒102的壓力。由于恒溫箱10可能會(huì)被打開能原因，導(dǎo)致恒溫箱10的溫度與巖心夾持器1的溫度不一致，因此，設(shè)置溫度傳感器14，通過溫度傳感器獲取密封鋼筒103的溫度，由于密封鋼筒103與橡膠密封筒102相貼合，橡膠密封筒102與巖心101相貼合，密封鋼筒103、橡膠密封筒102、巖心101的溫度是一直的，獲取到密封鋼筒103的溫度，相當(dāng)于獲取到巖心101的溫度。需要注意的是，之所以不直接獲取巖心101的溫度，是為了避免設(shè)置溫度傳感器14時(shí)不穿透橡膠密封筒，避免產(chǎn)出液側(cè)漏。

再請參照圖3，在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還可以包括數(shù)據(jù)采集記錄器15，所述數(shù)據(jù)采集記錄器15與所述第一壓力傳感器12、所述第二壓力傳感器13或所述溫度傳感器14連接。

具體的，數(shù)據(jù)采集記錄器15設(shè)置在恒溫箱10的外部，第一壓力傳感器12、第二壓力傳感器13或溫度傳感器14設(shè)置在恒溫箱10的內(nèi)部，第一壓力傳感器12、第二壓力傳感器13或溫度傳感器14與數(shù)據(jù)采集記錄器15連接，方便數(shù)據(jù)采集記錄器15采集數(shù)據(jù)。

可選的，上述各實(shí)施例中，所述流體容器3中的流體為原油、煤油或原油與煤油的混合液。

可選的，上述各實(shí)施例中，所述巖樣的滲透率最低為0.0017×10^-3μm²。

可選的，上述各實(shí)施例中，所述巖心夾持器1的最大壓力為100MPa，最高溫度為160℃。

圖4為本發(fā)明致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置的實(shí)際應(yīng)用舉例示意圖，其中的各個(gè)部件的位置、功能等可參見圖1與圖3，此處不再贅述。另外，圖4所示的致密油儲(chǔ)層開采模擬裝置還可以包括加熱棒，用于在巖心的溫度不滿足被模擬的致密油儲(chǔ)層時(shí)，對巖心進(jìn)行加熱，使得模擬的環(huán)境與實(shí)際環(huán)境更加吻合。

另外，需要說明的是，上述圖1、圖3與圖4中所示的巖心夾持器為剖視圖。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。