一種縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于地質油氣田工程領域，尤其涉及一種縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置。
【背景技術】
[0002]在油田開發(fā)過程中，首先都是利用油氣藏的天然能量進行開發(fā)，如此便可降低油氣開采的成本。天然驅替能量大致可分為水壓驅動、氣壓驅動、彈性驅動、溶解氣驅動和重力驅動這五大類。對于縫洞型油氣藏則主要是水壓驅動和彈性驅動?？p洞型油氣藏的主要儲集空間為溶洞，裂縫也有一定的儲集能力且作為主要的流動通道，基質基本沒有儲滲能力。儲集體中縫洞形態(tài)發(fā)育多樣、分布隨機，且縫、洞之間連通關系復雜。不同的天然能量對油氣藏中流體流動規(guī)律產生不同的影響，從而導致油氣生產規(guī)律也極為復雜。
[0003]因此，認清各天然能量的作用機理，對實現油氣田高產、穩(wěn)產、提高采收率等至關重要。由于油氣藏多處于地下數千米深度，無法直接觀察到各天然能量對油田開發(fā)的影響，更不能對其作用機理進行有效的分析和研宄。因此，很有必要開展縫洞型油氣藏天然驅動能量的室內物理模擬的研宄，以滿足對各天然能量作用機理研宄的需要。
[0004]現有相關技術中，針對縫洞型油氣藏，對于軀體能量的研宄主要是通過注水方式，實施注水開發(fā)實驗。而對于天然驅替能量的研宄卻是少有，目前主要是通過二維刻蝕模型開展的實驗。就這些方法而言，一是不能表征縫洞型油氣藏儲集體中縫、洞和天然能量之間的復雜連通關系；二是不能滿足油氣藏真三維的實際情況。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置，旨在解決現有技術不能表征縫洞型油氣藏儲集體中縫、洞和天然能量之間的復雜連通關系，不能滿足油氣藏真三維的實際情況的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現的，一種縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置包括立方體玻璃槽以及與立方體玻璃槽分別連接的縫洞模擬單元、注水模擬單元、注氣模擬單元、注油模擬單元、數據采集模擬單元和圖像采集模擬單元；
[0007]所述的立方體玻璃槽為透明的有機玻璃槽，該立方體玻璃槽側面設有開板，開板上設置有孔眼，井筒從孔眼中插入立方體玻璃槽的內部；
[0008]所述的油氣藏模擬單元包括溶洞模型、裂縫模型和井筒，溶洞模型、裂縫模型均放置于立方體玻璃槽內部，裂縫模型位于溶洞模型的下方，井筒安裝于油氣藏模型的四周，井筒的一端與油氣藏模型連接，另一端穿過立方體玻璃槽開板上的孔眼伸出立方體玻璃槽的外部分別與注油管線、注氣管線、主水管線相連；
[0009]所述的注水模擬單元包括水槽、水泵、承壓水箱、金屬管和流量計，水槽的出口分別通過節(jié)流閥與承壓水箱和水泵相連，金屬管安置于承壓水箱之上，水泵和承壓水箱的出口依次連接于流量計和節(jié)流閥并通過壓力計連接于注入井筒上；
[0010]所述的注油模擬單元包括油槽和流量計，油槽和流量計之間安裝有節(jié)流閥，流量計的出口連接于注入井筒上；
[0011]所述的注氣模擬單元包括空氣壓縮機、儲氣罐、放空閥、排水過濾器和冷干機，空氣壓縮機的空氣輸出端連接于儲氣罐的空氣輸入端且與儲氣罐的空氣輸入端之間還安裝有節(jié)流閥，儲氣罐的一側底端設有放空閥，空氣輸出端依次連接有節(jié)流閥、流量計和另一節(jié)流閥并連接于注入井筒上，冷干機的兩個輸出端依次連接有節(jié)流閥和排水過濾器并連接于儲氣罐空氣輸出端的第一個節(jié)流閥兩端；
[0012]所述的圖像采集模擬單元設置于立方體玻璃槽外側，該圖像采集模擬單元包括粒子成像測試系統(tǒng)和安裝粒子成像測試系統(tǒng)的移動滑竿，移動滑竿安裝于立方體玻璃槽外部的支架上，粒子成像測試系統(tǒng)在移動滑竿上移動，移動滑竿安裝于立方體玻璃槽外部的支架上。
[0013]所述的數據采集模擬單元主要由壓力計和流量計組成，流量計和壓力計安裝在油氣藏模型的管線上。
[0014]進一步，所述的井筒包括注入井筒和生產井筒，注入井筒安裝于立方體玻璃槽的四周和底部，生產井筒安裝于立方體玻璃槽的頂部，生產井筒的出口與三相分離器的入口相連。
[0015]進一步，所述的縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置還包括三相分離器，三相分離器的輸出端分別連接至油槽和水槽，輸入端依次連接有流量計、節(jié)流閥和壓力計并連接于生產井筒伸出立方體玻璃槽外部的一端。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017](I)本發(fā)明中所用的溶洞、裂縫模型均由油田提供的三維地震資料進行三維還原所得，該模型與縫洞型油氣藏實際結構特征相符，保證了物理模擬實驗的有效性。
[0018](2)本發(fā)明中在溶洞模型的底部和側面都設計了注入井筒，可以模擬天然能量從不同的部位直接作用于油氣藏，在裂縫模型上設計了注入井筒，可以模擬天然能量通過裂縫帶間接作用于油氣藏。
[0019](3)本發(fā)明中溶洞模型和裂縫模型之間可根據需要進行任意部位之間的連接，滿足縫、洞之間復雜連通關系的特征。
[0020](4)本發(fā)明可模擬縫洞型油藏中有限水體和無限水體的天然能量驅替過程，可模擬縫洞型氣藏中彈性開采及水體入侵過程，實現了系統(tǒng)功能的多樣性和靈活性，且可重復利用，大大降低了實驗成本。
[0021](5)本發(fā)明還可對氣藏水體入侵過程進行模擬，研宄水體入侵對氣藏開發(fā)的影響。
[0022](6)本發(fā)明中所用模型為透明材料，故可直接觀察到各能量作用下，流體在系統(tǒng)中的真實流動狀態(tài)。
[0023](7)本發(fā)明安裝有粒子成像測試系統(tǒng)，可通過此系統(tǒng)觀察、分析和研宄油氣藏中流場變化規(guī)律。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置的結構示意圖；
[0025]圖中:1、水槽；2、第一節(jié)流閥；3、第二節(jié)流閥；4、承壓水箱；5、水泵；6、金屬管；7、第一流量計；8、油槽；9、第三節(jié)流閥；10、第二流量計；11、空氣壓縮機；12、第四節(jié)流閥；13、放空閥；14、儲氣罐；15、排水過濾器；16、冷干機；17、第三流量計；18、第五節(jié)流閥；19、第一注入井筒；20、第二注入井筒；21、第六節(jié)流閥；22、第七節(jié)流閥；23、第八節(jié)流閥；24、第三注入井筒；25、裂縫模型；26、第四注入井筒；27、第五注入井筒；28、移動滑竿；29、粒子成像測試系統(tǒng)；30、立方體玻璃槽；31、溶洞模型；32、生產井筒；33、壓力計；34、第九節(jié)流閥；35第四流量計；36、三相分離器。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應用原理作進一步描述。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明是這樣實現的，一種縫洞型油氣藏天然驅動能量三維模擬實驗裝置包括立方體玻璃槽30以及與立方體玻璃槽30分別連接的縫洞模擬單元、注水模擬單元、注氣模擬單元、注油模擬單元、數據采集模擬單元和圖像采集模擬單元；
[0029]所述的立方體玻璃槽30為透明的有機玻璃槽，該立方體玻璃槽30側面設有開板，開板上設置有孔眼，第一注入井筒19、第二注入井筒20、第三注入井筒24、第四注入井筒26、第五注入井筒27從孔眼中插入立方體玻璃槽30的內部；
[0030]所述的油氣藏模擬單元包括溶洞模型31、裂縫模型25和第一注入井筒19、第二注入井筒20、第三注入井筒24、第四注入井筒26、第五注入井筒27，溶洞模型31、裂縫模型25均放置于立方體玻璃槽30內部，裂縫模型25位于溶洞模型31的下方，井筒安裝于油氣藏模型的四周，井筒的一端與油氣藏模型連接，另一端穿過立方體玻璃槽30的開板上的孔眼伸出立方體玻璃槽30的外部分別與注油管線、注氣管線、主水管線相連；
[0031]所述的注水模擬單元包括水槽1、水泵5、承壓水箱4、金屬管6和流量計，水槽I的出口分別通過第二節(jié)流閥3和第一節(jié)流閥節(jié)流閥2與承壓水箱4和水泵5相連，金屬管6安置于承壓水箱4之上，水泵5和承壓水箱4的出口依次連接于第一流量計7和第六節(jié)流閥21、第七節(jié)流閥22、第八節(jié)流閥23并通過壓力計連接于第三注入井筒24、第四注入井筒26、第五注入井筒27上；水泵5可提供持續(xù)恒定的水壓，可作為剛性水驅能量的來源。承壓水箱4可儲存大量的且有限的水體，可通過調節(jié)金屬管6中液位的高度來改變承壓水箱4中水體的壓力，在使用過程中，隨著水體的流出，承壓水箱4中的壓力逐漸降低，以致最后無法驅替水體進入油氣藏模型，可作為彈性水驅能量的來源。通過節(jié)流閥的開啟和關閉，可模擬邊水和底水流入油氣藏模型。同時注水模擬單元還可在實驗流體相態(tài)初始化的時候向油氣藏模型中提供水。
[0032]所述的注油模擬單元包括油槽8和第二流量計10，油槽8和第二流量計10之間安裝有第三節(jié)流閥9，第二流量計10的出口連接于第二注入井筒20上；注油模擬單元在實驗流體相態(tài)初始化的時候向油氣藏模型中提供油。
[0033]所述的注氣模擬單元包括空氣壓縮機11、儲氣罐14、放空閥13、排水過濾器15和冷干機16，空氣壓縮機11的空氣輸出端連接于儲氣罐14的空氣輸入端且與儲氣罐14的空氣輸入端之間還安裝有第四節(jié)流閥12，儲氣罐14的一側底端設有放空閥13，空氣輸出端依次連接有節(jié)流閥、第三流量計17和第五流閥18連接于第一注入井筒19