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申请/专利权人：成都理工大学

摘要：本发明公开油气运聚成藏及流体分布的三维物理模拟装置及监测方法，涉及石油与天然气地质领域，包括：采集露头岩心制作油气藏三维地质模型；搭建油气运聚成藏及流体分布的三维物理模拟装置；明确目标油气藏地质和成藏条件；开展三维地质模型电阻率‑饱和度标定实验；开展油气运聚成藏三维物理模拟实验并监测电阻率信号；制作油气运聚成藏过程流体饱和度动态分布场图；分析油气运移路径、聚集区域并预测含油气性。本发明可实现非均质油气藏在不同地质和成藏条件下的油气运聚成藏三维物理模拟，并能对油气运移路径、聚集区域和流体分布进行实时量化监测，提高了模拟的适用范围和模拟结果的准确性。

主权项：1.油气运聚成藏及流体分布的三维物理模拟监测方法，采用的油气运聚成藏及流体分布的三维物理模拟装置，包括流体注入系统、地质模型系统、数据采集系统和数据处理系统；流体注入系统包括提供油气运聚成藏动力的双缸注入泵，储存油气和地层水的高压活塞容器，以及控制充注动力的回压阀和回压泵；地质模型系统包括内含围压腔和油浴的不锈钢釜体，控制釜体倾角的车架，提供上覆地层压力的围压泵，以及用于从釜体正壁面不同位置导出诸多电极的航空插头；数据采集系统包括电阻率采集装置、温度传感器、压力传感器、气液分离装置、电子天平和气体流量计；数据处理系统包括高性能计算机、数据监测模块，以及制作饱和度动态分布场图的模块；流体注入系统通过高压活塞容器导出的高压流体管线与地质模型系统的釜体一侧壁面或底部连接；地质模型系统通过釜体另一侧壁面导出的高压流体管线和诸多电极导出的电阻率导线，分别与数据采集系统的气液分离装置和电阻率采集装置连接；数据采集系统中电阻率采集装置，温度传感器、压力传感器、电子天平和气体流量计均通过数据线与数据处理系统的高性能计算机连接；其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1：采集露头岩心制作油气藏三维地质模型：依据地质资料明确目标油气藏所处地质层位，并确定该层位岩石露出地表的地理位置；采集多块新鲜天然露头岩心并测量基础物性数据；依据地质资料筛选与目标油气藏基础物性最相近的露头岩心，并将形状不规则的露头岩心切割为形状规则且尺寸合适的三维地质模型；步骤2：搭建油气运聚成藏及流体分布的三维物理模拟装置：步骤3：明确目标油气藏地质和成藏条件；依据地质资料明确目标油气藏地质条件和成藏条件，地质条件包括油气藏的上覆压力、流体压力、温度和倾角，成藏条件包括油气藏的油气充注模式、充注强度和充注位置；油气充注模式包括单期次的连续充注和多期次的幕式充注，依据油气藏的充注期次确定三维物理模拟实验的油气充注模式；油气充注强度包括恒压差充注、恒流量充注、变压差充注和变流量充注，依据油气藏各个期次的充注压差或充注流量确定三维物理模拟实验的油气充注强度；充注位置包括来自下部烃源岩的底部充注和来自疏导性断裂带的边部充注，根据油气藏源储配置关系和断裂带发育情况确定三维物理模拟实验的油气充注位置；步骤4：开展三维地质模型电阻率-饱和度标定实验：通过气相色谱法检测得到的油气组分和离子色谱法检测得到的地层水成分，配置实验使用的油气样和水样；把油气样和水样注入不同的高压活塞容器中，并将步骤1制作的三维地质模型放入釜体中；通过围压泵、双缸注入泵、围压腔内油浴和釜体车架分别将三维地质模型的上覆压力、流体压力、温度和倾角提升至步骤3明确的油气藏地质条件；通过双缸注入泵把高压活塞容器中的油气样和水样按照流量比例同时恒速注入三维地质模型；当数据处理系统显示三维地质模型的入口、出口压力和油气、水流量稳定时，通过公式计算该注入比例下三维地质模型的含油气饱和度，并记录该含油气饱和度下三维地质模型正壁面j个电极的电阻率数据；重复进行i个流量比例下的油气水注入过程，获取i个含油气饱和度对应的电阻率数据、…；以为横坐标，为纵坐标绘制j个电极对应的散点图，再通过线性拟合得到j个电极各自的电阻率-饱和度标定公式；式中：为第i个流量比例下的含油气饱和度，%；为第i个流量比例下的油气流量，mLs；为第i个流量比例下的水流量，mLs；为第i个流量比例下第j个电极的电阻率，kΩ；和为拟合系数；步骤5：开展油气运聚成藏三维物理模拟实验并监测电阻率信号：重复步骤4将三维地质模型的上覆压力、流体压力、温度和倾角提升至步骤3明确的油气藏地质条件；通过双缸注入泵把高压活塞容器中的水样注入三维地质模型直至达到完全饱和水状态；依据步骤3明确的成藏条件，通过控制双缸注入泵的开启和关闭次数模拟油气充注模式；通过调节双缸注入泵的恒压注入模式和恒流注入模式以及注入压力和注入流量的大小模拟油气充注强度；通过改变高压活塞容器导出的高压流体管线与地质模型系统釜体一侧壁面或底部的连接位置模拟油气充注位置；依据油气充注模式、油气充注强度和充注位置向饱和水的三维地质模型中注入油气以模拟油气运聚成藏过程，期间通过数据采集系统和数据处理系统对各个电极的电阻率进行实时采集和监测，待电阻率数据稳定后停止实验；步骤6：制作油气运聚成藏过程流体饱和度动态分布场图：将步骤5得到的不同运聚成藏时刻下各个电极的电阻率数据代入步骤4建立的电阻率-饱和度标定公式，计算得到不同运聚成藏时刻下三维地质模型各个位置的含油气饱和度数据；将不同运聚成藏时刻下三维地质模型各个位置的含油气饱和度数据导入数据处理系统，利用克里金插值法和场图绘制功能制作不同运聚成藏时刻下三维地质模型的流体饱和度分布场图；通过数据处理系统将不同运聚成藏时刻下三维地质模型的流体饱和度分布场图制作成流体饱和度动态分布场图；通过流体饱和度动态分布场图量化油气运聚成藏过程中流体分布；步骤7：分析油气运移路径、聚集区域并预测含油气性：通过观察步骤6得到的三维地质模型流体饱和度动态分布场图中含油气饱和度增长趋势和分布特征，分析油气藏油气运移路径和聚集区域；通过计算最终时刻下三维地质模型整体含油气饱和度均值和区域含油气饱和度均值，预测油气藏整体含油气性和区域含油气性，并明确油气藏水体发育类型。

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