專利名稱：一種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置及模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置及模擬系統(tǒng)，屬于油氣藏開發(fā)過程中的實驗?zāi)M裝置。
背景技術(shù)：
對于開發(fā)底水能量充足的底水油藏來說，在油田投產(chǎn)以后，隨著原油的采出，地層壓カ逐漸降低，底水能量大于油層能量，同時由于油水粘度的差異，底水逐漸錐進(jìn)至油層，使油井過早見水、產(chǎn)油量驟減和含水快速上升，嚴(yán)重地影響了油井的正常生產(chǎn)，并導(dǎo)致水處理費(fèi)用増加和開發(fā)成本升高，油藏開采效益變差。底水錐進(jìn)成為影響底水油藏開發(fā)效果的重要因素，因此監(jiān)控底水油藏的油井底水錐進(jìn)動態(tài)和研究見水規(guī)律顯得尤為重要。但是由于油層處于地層深部，研究人員不能對實際油井的底水錐進(jìn)過程進(jìn)行直觀觀察，因此只有通過室內(nèi)實驗的方式對底水錐進(jìn)動態(tài)進(jìn)行近似模擬，使底水錐進(jìn)過程實現(xiàn)人為再現(xiàn)。通過物理模型對底水油藏的開發(fā)過程進(jìn)行動態(tài)模擬，能更加真實地再現(xiàn)實際油藏或油井的滲流特征，為制定底水油藏開發(fā)策略、不同開發(fā)階段應(yīng)對措施及穩(wěn)油控水方案提供重要依據(jù)。目前底水錐進(jìn)模擬實驗裝置主要為平板模型，此類物理模型由兩塊相同尺寸的有機(jī)玻璃板構(gòu)成，它僅是一個ニ維模型，只能模擬均質(zhì)油藏活塞式驅(qū)替時的狀況，所模擬的水錐形態(tài)與真實的水錐形狀還有較大的差別。因此，模擬油井底水錐進(jìn)動態(tài)時，如何設(shè)計實驗裝置才能夠更好地模擬真實地層在不同工作制度下油井見水規(guī)律，盡量減小實驗的誤差，成為十分關(guān)鍵的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供ー種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置及模擬系統(tǒng)，觀察油井開采底水油藏時底水錐進(jìn)過程，研究水錐(脊)形成與發(fā)展機(jī)理、見水時間的變化規(guī)律。通過本實用新型可以對底水的上升規(guī)律進(jìn)行更加精確的實驗研究。本實用新型提供的ー種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置的模擬系統(tǒng)，包括配合成一體的上箱體和下箱體，該上箱體和下箱體之間設(shè)有滲流隔板；所述上箱體上設(shè)有上蓋，所述下箱體上設(shè)有下蓋；所述上箱體的腔體內(nèi)填充有儲層砂體和水平放置的模擬水平井；所述上蓋上設(shè)有管線入口，所述上箱體的側(cè)壁上設(shè)有流體出ロ ；所述下蓋上設(shè)有流體入口。上述的模擬系統(tǒng)中，所述滲流隔板上可設(shè)有網(wǎng)狀物，可保證流體能均勻地注入所述上箱體中。上述的模擬系統(tǒng)中，所述上箱體和下箱體可通過螺母配合成一體。上述的模擬系統(tǒng)中，所述上蓋可通過上蓋固定壓帽與所述上箱體密封配合，所述下蓋可通過下蓋固定壓蓋與所述下箱體密封配合。[0010]上述的模擬系統(tǒng)中，所述上蓋固定壓帽與所述上箱體之間和所述下蓋固定壓帽與所述下箱體之間均可設(shè)有密封圏。上述的模擬系統(tǒng)中，所述上箱體的至少ー個側(cè)壁的材質(zhì)為透明鋼化玻璃，便于在實驗過程中進(jìn)行記錄，以直觀的分析研究。本實用新型還提供了ー種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置，包括驅(qū)替源、驅(qū)替泵、中間容器、模擬系統(tǒng)、質(zhì)量流量計和收集器皿；所述模擬系統(tǒng)為上述模擬系統(tǒng)；所述驅(qū)替源的出口與所述驅(qū)替泵的入口相連通；所述驅(qū)替泵的出ロ通過管路A與至少ー個所述中間容器相連通；所述管路A上設(shè)有壓力表I ;所述中間容器的出口通過管路B與所述模擬系統(tǒng)的流體入口相連通；所述模擬系統(tǒng)的流體出ロ依次與所述質(zhì)量流量計和收集器皿相連通；所述實驗裝置還包括設(shè)于管路C和管路D上的壓カ表II和壓カ表III，所述管路C和管路D分別通過所述管線入口與所述模擬水平井的入口端和出口端相連接。 上述的實驗裝置中，所述驅(qū)替泵的出口可與三個并聯(lián)的中間容器的入口相連通， 其作用是提供穩(wěn)定的一定流體，使得測試過程中保證穩(wěn)定的流體進(jìn)入所述模型系統(tǒng)；所述中間容器可為圓柱形。上述的實驗裝置中，所述管路A和管路B上均可設(shè)有截止閥，以調(diào)節(jié)流體的流速。上述的實驗裝置中，所述裝置還可包括顯微攝像系統(tǒng)；所述顯微攝像系統(tǒng)包括依次連接的顯微鏡、攝像機(jī)和計算機(jī)；所述顯微鏡設(shè)于近所述上箱體的透明鋼化玻璃部分。本實用新型提供的底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置的模擬系統(tǒng)的上箱體可以充滿模擬儲層砂體，下箱體內(nèi)可以充滿模擬地層水；模擬水平井水平放置在上箱體中；驅(qū)替泵將驅(qū)替源內(nèi)的流體通過中間容器均勻地注入下箱體的水體模型；實驗裝置測試水平井兩端壓力、流出水平井的流體流量，通過計算得到水平段壓カ降和流體流量的關(guān)系曲線；顯微攝像系統(tǒng)實時記錄實驗全過程；本實用新型的裝置能準(zhǔn)確地對水平井筒壓降的影響以及底水的上升規(guī)律進(jìn)行更加精確的實驗研究，實驗結(jié)果更真實可信，能更加直觀地觀察底水上升動態(tài)，對底水油藏的開發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。

圖I為本實用新型的底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置的模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)記如下1驅(qū)替源、2驅(qū)替泵、3壓カ表1、4截止閥、5中間容器、6模擬系統(tǒng)、7質(zhì)量流量計、8收集器皿、9管路A、10管路B、11壓カ表II、12壓カ表III、13管線入ロ、14密封圏、15上蓋固定壓帽、16上蓋、17上箱體、18螺母、19流體出ロ、20下箱體、21下蓋、22下蓋固定壓帽、23滲流隔板、24流體入ロ、25管路C、26管路D。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)ー步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。本實用新型提供的底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置的模擬系統(tǒng)包括配合在一起的上箱體17和下箱體20，兩者通過螺母18相配合；上箱體17和下箱體20之間設(shè)有滲流隔板23，其上設(shè)有網(wǎng)狀物(圖中未示出)；上箱體17內(nèi)填充有儲層砂體和水平放置的模擬水平井(圖中未示出);上箱體17的上蓋16通過上蓋固定壓帽15與上箱體17配合在一起，下箱體20的下蓋21通過下蓋固定壓帽22配合在一起；上蓋固定壓帽16與上箱體17和下蓋固定壓帽22與下箱體20之間均設(shè)有密封圈14;上蓋16上設(shè)有管線入口 13，下蓋21上設(shè)有流體入口 24，上箱體17的一個側(cè)壁上設(shè)有流體出ロ 19 ;上箱體17的ー個側(cè)壁為透明光
滑玻璃。本實用新型提供的底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置包括驅(qū)替源I、驅(qū)替泵2、中間容器5、模擬系統(tǒng)6、質(zhì)量流量計7和收集器皿8 ;驅(qū)替源I的出口與驅(qū)替泵2的入口相連通；驅(qū)替泵2的出ロ通過管路A9與三個并聯(lián)的圓柱形的中間容器5相連通；管路A9的主路上設(shè)有壓カ表I 3，管路A9的三個并聯(lián)的支路上各設(shè)有ー個截止閥4 ;三個并聯(lián)的中間容器5的出ロ均通過管路BlO與流體入ロ 24相連通，管路BlO的三個支路上也分別各設(shè)有ー個截止閥4 ;流體出ロ 19與質(zhì)量流量計7相連通，質(zhì)量流量計7的出口與收集器皿8相連通，用于收集流出的流體；管路C25和管路D26分別穿過管線入口 13與模擬水平井的入口端和出ロ端相連接，管路C25和管路D26上分別設(shè)有壓力表II 11和壓カ表11112，用于測定其入口端 和出口端的壓力。上述的底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置中，驅(qū)替泵2可以與多個并聯(lián)的中間容器5相連通；該裝置還可包括ー個由顯微鏡、攝像機(jī)和計算機(jī)組成的顯微攝像系統(tǒng)，顯微鏡可設(shè)于近上箱體17的透明鋼化玻璃的側(cè)壁處，可觀察和記錄底水上升過程。使用上述實驗裝置時，將驅(qū)替泵2設(shè)定為ー恒定的驅(qū)替流速，將驅(qū)替源I中的液體注進(jìn)中間容器5，通過中間容器5后進(jìn)入下箱體20，液體經(jīng)過滲流隔板23，注入上箱體17中，待壓カ平衡后再開井生產(chǎn)；液體從上箱體17的流體出口 19流出，并通過質(zhì)量流量計7對流出物質(zhì)進(jìn)行計量；實驗過程中，壓カ表I 3測試注入端壓力，壓カ表II 11測試上箱體17中模擬水平井入口端的壓力，壓カ表III12測試上箱體17中的水平井末端的壓力，通過控制注入端壓力，測量水平井端部壓カ和流量，就可模擬出不同工作制度下的底水上升規(guī)律，并計算出水平段壓カ降和流體流量的關(guān)系曲線。利用本實用新型裝置進(jìn)行的實驗，可以模擬不同水體流量、不同水平井管徑、不同儲層物性下油井的見水規(guī)律，為底水油藏開發(fā)方案的制定提供理論基礎(chǔ)。
權(quán)利要求1.ー種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述模擬系統(tǒng)包括配合成一體的上箱體和下箱體，該上箱體和下箱體之間設(shè)有滲流隔板；所述上箱體上設(shè)有上蓋，所述下箱體上設(shè)有下蓋；所述上箱體的腔體內(nèi)填充有儲層砂體和水平放置的模擬水平井；所述上蓋上設(shè)有管線入口，所述上箱體的側(cè)壁上設(shè)有流體出口 ；所述下蓋上設(shè)有流體入ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述滲流隔板上設(shè)有網(wǎng)狀物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述上箱體和下箱體通過螺母配合成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述上蓋通過上蓋固定壓帽與所述上箱體密封配合，所述下蓋通過下蓋固定壓蓋與所述下箱體密封配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述上蓋固定壓帽與所述上箱體之間和所述下蓋固定壓帽與所述下箱體之間均設(shè)有密封圏。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述上箱體的至少ー個側(cè)壁的材質(zhì)為透明鋼化玻璃。
7.ー種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置，其特征在于所述實驗裝置包括驅(qū)替源、驅(qū)替泵、中間容器、模擬系統(tǒng)、質(zhì)量流量計和收集器皿；所述模擬系統(tǒng)為權(quán)利要求1-6中任一所述模擬系統(tǒng)；所述驅(qū)替源的出口與所述驅(qū)替泵的入口相連通；所述驅(qū)替泵的出口通過管路A與至少ー個所述中間容器相連通；所述管路A上設(shè)有壓力表I ;所述中間容器的出ロ通過管路B與所述模擬系統(tǒng)的流體入口相連通；所述模擬系統(tǒng)的流體出ロ依次與所述質(zhì)量流量計和收集器皿相連通；所述實驗裝置還包括設(shè)于管路C和管路D上的壓カ表II和壓カ表III，所述管路C和管路D分別通過所述管線入口與所述模擬水平井的入口端和出口端相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實驗裝置，其特征在于所述驅(qū)替泵的出口與三個并聯(lián)的中間容器的入口相連通；所述中間容器為圓柱形。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的實驗裝置，其特征在于所述管路A和管路B上均設(shè)有截止閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的實驗裝置，其特征在于所述裝置還包括顯微攝像系統(tǒng)；所述顯微攝像系統(tǒng)包括依次連接的顯微鏡、攝像機(jī)和計算機(jī)；所述顯微鏡設(shè)于近所述上箱體的透明鋼化玻璃部分。
專利摘要本實用新型公開了一種底水油藏開發(fā)中底水錐進(jìn)動態(tài)模擬實驗裝置及模擬系統(tǒng)。該模擬系統(tǒng)包括配合成一體的上箱體和下箱體，該上箱體和下箱體之間設(shè)有滲流隔板；所述上箱體上設(shè)有上蓋，所述下箱體上設(shè)有下蓋；所述上箱體的腔體內(nèi)填充有儲層砂體和水平放置的模擬水平井；所述上蓋上設(shè)有管線入口，所述上箱體的側(cè)壁上設(shè)有流體出口；所述下蓋上設(shè)有流體入口。該實驗裝置包括驅(qū)替源、驅(qū)替泵、中間容器、上述的模擬系統(tǒng)、質(zhì)量流量計和收集器皿。本實用新型提供的裝置能準(zhǔn)確地對水平井筒壓降的影響以及底水的上升規(guī)律進(jìn)行更加精確的實驗研究，實驗結(jié)果更真實可信，能更加直觀地觀察底水上升動態(tài)，對底水油藏的開發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。
文檔編號E21B47/06GK202451144SQ20112053428
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者房茂軍, 曾祥林, 梁丹 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院