用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣藏開發(fā)技術領域，具體涉及一種用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]斷塊油藏特高含水期剩余油的分布越來越復雜，規(guī)模也越來越小，斷層控制剩余油(閣樓油、構造高位部、邊角剩余油等)難以有效開發(fā)。目前，人們提出采用注氣形成人工氣頂?shù)姆绞接行诰蚴Ｓ嘤?，以緩解油藏開發(fā)矛盾和穩(wěn)定油藏生產，然而由于缺少能夠有效監(jiān)測人工氣頂形成的物理模擬裝置，使得國內外還沒有開展針對人工氣頂形成情況的實驗研究。因此，急需開發(fā)一種用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗裝置，以定量分析和定量監(jiān)測人工氣頂?shù)男纬汕闆r。
[0003]申請公布號為CN102720479A的發(fā)明專利公開了一種用于氣頂油藏的物理模擬裝置，該模擬裝置由一立方體容器構成;立方體容器包括一本體和一設置于本體頂部的壓蓋，本體內設有容置腔，壓蓋下部設有與容置腔開口形狀相同的活塞;本體的一側壁設有視窗，本體的其它側壁或底面設有多個孔狀的功能測量點，功能測量點與容置腔導通;容置腔內充滿粒狀多孔介質，活塞由容置腔開口處伸入容置腔內并壓設于粒狀多孔介質上;立方體容器上設有與容置腔導通的注氣孔;容置腔內的粒狀多孔介質中設有多個用于模擬井筒的管柱。該模擬裝置能夠模擬不同驅動方式和不同開發(fā)方式下的氣頂油藏，但是只能測量采油井生產出的油量和氣量，而無法測量形成的人工氣頂在不同位置的油量、氣量及氣油比，因此該模擬裝置無法定量分析和定量監(jiān)測人工氣頂?shù)男纬汕闆r;此外該模擬裝置是基于常溫環(huán)境下對氣頂油藏進行模擬的，然而油藏中人工氣頂形成的真實條件是高溫高壓的環(huán)境，因此使用該模擬裝置得到的模擬結果和測量結果均不符合實際情況，缺乏真實性和可靠性。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗裝置，其目的在于:通過該實驗裝置實現(xiàn)定量分析反應釜內不同位置流體的氣油比和氣體組成，對人工氣頂?shù)男纬蛇^程和規(guī)模形態(tài)進行監(jiān)測，進而實現(xiàn)有關人工氣頂?shù)母鞣N開發(fā)方式的模擬實驗和效果評價。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗裝置，包括旋轉裝置、反應釜、注入系統(tǒng)和取樣分析系統(tǒng)，所述反應釜安裝在所述旋轉裝置上，所述注入系統(tǒng)和所述取樣分析系統(tǒng)與所述反應釜連接，還包括恒溫加熱裝置，所述旋轉裝置和所述反應釜放置在所述恒溫加熱裝置內。
[0006]恒溫加熱裝置用于為實驗提供高溫環(huán)境;旋轉裝置能夠使反應釜旋轉不同的角度，進而為實驗提供不同的地層傾角。
[0007]優(yōu)選的是，所述旋轉裝置與所述反應釜接觸的部位設置緊固裝置。緊固裝置用于固定反應釜，為實驗提供穩(wěn)定的測量條件。
[0008]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述反應釜內部填充并壓實玻璃微珠。反應釜由耐高溫、耐高壓的不銹鋼材料制成，反應釜的內壁表面需要打毛處理，其內壁表面的不平度分布根據(jù)玻璃微珠的粒徑大小計算而得。反應釜內部預先填充并壓實大量玻璃微珠用于模擬多孔介質。
[0009]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述反應釜的頂部設置注入口，所述反應釜的底部設置采出口。
[0010]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述反應釜上半部分的前、后兩側分別開設長條形可視窗，所述可視窗的頂部靠近所述反應釜的頂部?？梢暣安捎盟{寶石材料制成，該材料耐高溫、耐高壓，能夠保證整個實驗在高溫高壓的環(huán)境下進行，確保實驗條件更符合實際情況，所得實驗結果更真實可靠。同時為保證實驗安全和節(jié)省成本，將藍寶石制成的可視窗設計為長條形?？梢暣暗某叽缭O計應在確保其頂部盡量靠近反應釜頂部的前提下根據(jù)反應釜的尺寸而定。前、后兩個長條形可視窗應對稱設置，光源借助后方的可視窗照射進反應釜，利用前方的可視窗觀測人工氣頂?shù)男纬汕闆r和規(guī)模形態(tài)。
[0011]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述反應釜上半部分的左、右兩側分別開設至少六個等距離排列的取樣口。
[0012]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述反應釜上半部分的左側取樣口與右側取樣口交錯排列。
[0013]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述反應釜內部設置注入管柱，所述注入管柱的頂端與注入口連接，所述注入管柱的底端位于反應釜的中心位置。設置注入管柱用于模擬注入井筒。注入管柱由耐高溫、耐高壓的不銹鋼管制成。
[0014]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述左側取樣口和所述右側取樣口分別插入取樣管柱，所述取樣管柱的一端位于反應釜內部，另一端位于反應釜外部。取樣管柱由耐高溫、耐高壓的不銹鋼管制成。相鄰取樣口之間的距離和取樣管柱插入反應釜內部的深度由所需要的測量精度、測量范圍和反應爸的尺寸而定。
[0015]取樣管柱位于反應釜外部的一端與取樣分析系統(tǒng)連接。每一個取樣管柱可分別與一個取樣分析系統(tǒng)連接，也可共用一個取樣分析系統(tǒng)。若共用一個取樣分析系統(tǒng)，則需要測量某個取樣管柱位置處流體的氣油比和氣體組成時，就將取樣分析系統(tǒng)的連接管線與開放端連接即可。
[0016]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述取樣管柱位于反應釜內部的一端開設流體進入孔，所述流體進入孔處設置濾網。設置濾網用于防止玻璃微珠流入流體進入孔內，避免造成流體進入孔發(fā)生堵塞現(xiàn)象，確保實驗順利進行和所得實驗結果更準確。
[0017]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述注入系統(tǒng)與所述反應釜頂部的注入口通過閥門
IV連接。
[0018]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述注入系統(tǒng)包括驅替栗、中間容器1、中間容器Π、中間容器m、壓力表I和回壓閥I。驅替栗為注入系統(tǒng)提供動力，同時為實驗提供高壓環(huán)境；中間容器1、中間容器π和中間容器m內分別裝有地層油、水和氮氣;壓力表I和回壓閥I用于控制注入系統(tǒng)的注入壓力。
[0019]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述中間容器1、中間容器π和中間容器m并聯(lián)在所述驅替栗與所述壓力表I和回壓閥I之間。
[0020]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述中間容器1、中間容器π和中間容器m的底部分別設置閥門1、閥門π和閥門m。
[0021]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述取樣分析系統(tǒng)與所述反應釜左、右兩側的取樣管柱位于反應釜外部的一端通過閥門V連接。
[0022]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述取樣分析系統(tǒng)與所述反應釜底部的采出口通過閥門V連接。
[0023]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述取樣分析系統(tǒng)包括氣液分離器、電子天平、氣體流量計和色譜分析儀。利用氣體流量計、氣液分離器和電子天平定量分析所測取樣管柱位置處流體的氣油比;利用色譜分析儀分析氣體組成，確定所獲得氣體的來源。
[0024]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣液分離器、氣體流量計和色譜分析儀依次連接，所述氣液分離器放置在所述電子天平上。
[0025]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣液分離器與所述閥門V之間設置壓力表Π和回壓閥Π，所述氣體流量計與所述色譜分析儀之間設置壓力表m。壓力表π和回壓閥π用于控制流體流入取樣分析系統(tǒng)的壓力。
[0026]本發(fā)明的用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗裝置具有如下有益效果:(I)能夠提供人工氣頂形成的實際環(huán)境，即高溫高壓環(huán)境；(2)能夠通過可視窗觀測高溫高壓環(huán)境下人工氣頂形成的大致過程和規(guī)模形態(tài)，同時能夠定量分析反應釜內不同位置的取樣管柱處流體的氣油比和氣體組成，以確定所獲得氣體的來源；(3)利用該實驗裝置能夠對有關人工氣頂?shù)母鞣N開發(fā)方式進行模擬實驗和效果評價；(4)該實驗裝置結構簡單，具有完全的可操作性和普及性。
[0027]本發(fā)明還提供一種用于監(jiān)測人工氣頂形成的實驗方法，使用了上述任一種實驗裝置，其按照先后順序包括以下步驟:
步驟一:在反應釜內預先填充玻璃微珠并抽真空，同時檢查實驗裝置的密封性并設定實驗溫度；
步驟二:打開裝有水的中間容器的閥門和反應釜頂部注入口的閥門，通過驅替栗向反應釜內注入水，直至飽和，然后關閉該中間容器的閥門和注入口的閥門；
步驟三:打開裝有地層油的中間容器的閥門、反應釜頂部注入口的閥門和反應釜底部采出口的閥門，將采出口的回壓閥與注入系統(tǒng)的回壓閥的回壓數(shù)值調整為相近，通過驅替栗向反應釜內注入模擬地層油，直至采出口流出模擬地層油的含水率降至1%以下，然后關閉該中間容器的閥門、注入口的閥門和采出口的閥門；
步驟四:打開裝有氮氣的中間容器的閥門、反應釜頂部注入口的閥門和