專利名稱：油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
對于渤海海域疏松砂巖稠油油藏來說，由于原油粘度高、地層膠結(jié)疏松，海上油田 經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)對產(chǎn)量的要求高等，地層微粒的運(yùn)移不可避免。同時，“嚴(yán)防死守”的防砂理念 勢必造成地層微粒在近井地帶的堵塞，造成油井產(chǎn)能下降。因此，適當(dāng)放大疏松砂巖稠油油 藏的防砂參數(shù)，使地層微小顆粒在可控的范圍內(nèi)從近井地帶排出，解除微小顆粒在井筒附 近的堵塞，提高油井的產(chǎn)能，成為海上疏松砂巖稠油油藏開發(fā)的發(fā)展方向。針對疏松砂巖油 藏出砂的機(jī)理研究，國內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了研究，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，研究儲層內(nèi)微粒運(yùn)移的物理 模擬實(shí)驗(yàn)方法大都采用天然巖芯，研究流體注入過程中沖出的微粒量與巖芯兩端壓差變化 之間的關(guān)系。這種方法仿真程度較高，但卻無法深入、細(xì)致研究每種微粒的運(yùn)移對巖芯物性 的影響，對出砂滲流機(jī)理的研究仍只能停留在現(xiàn)象上。因此，有必要設(shè)計(jì)一種微觀薄片可視 化模型觀察微粒的運(yùn)移，這種方法較為直觀，可針對每種粒徑的微粒，觀察其在不同孔喉結(jié) 構(gòu)中的運(yùn)移特征，通過對流量、出砂量、出砂粒度、流動過程中壓力梯度的改變等的測算，深 入、細(xì)致研究出砂滲流機(jī)理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的提供一種模擬油藏出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，用于研究疏松 砂巖稠油油藏儲層微粒運(yùn)移規(guī)律及出砂規(guī)律。本實(shí)用新型所提供的模擬油藏出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，包括混砂容器1、夾板 薄片模型2、集砂器3和顯微攝像系統(tǒng)4 ；混砂容器1的出口與夾板薄片模型2的入口連接，夾板薄片模型2的出口與集砂 器3的入口連接，顯微攝像系統(tǒng)4與夾板薄片模型2連接；其中，混砂容器1為具有攪拌功能的容器，如滾筒型容器，也可以具有一定調(diào)節(jié)壓 力的功能，比如與高壓泵連接，其作用是提供穩(wěn)定的一定含砂濃度的混砂液，使得穩(wěn)定的混 砂液進(jìn)入夾板薄片模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。夾板薄片模型2包括具有均勻?qū)挾鹊目p隙通道7的長方體形主體6，縫隙通道7橫 截面的兩個長邊對應(yīng)的長方體形主體的兩個平行側(cè)壁中至少一個為透明的側(cè)壁；長方體形 主體6底部設(shè)過濾擋板8，所述過濾擋板8由若干均勻間距排列的垂直于上述透明的側(cè)壁 的鋼絲9和固定所述鋼絲的固定塊10組成；長方體形主體6頂部設(shè)置上蓋11、上蓋11上 設(shè)置與縫隙通道7連通的上蓋集流嘴12 ；長方體形主體6底部的過濾擋板8外側(cè)設(shè)置下蓋 13，下蓋13設(shè)置與縫隙通道7連通的下蓋集流嘴14。縫隙通道7的橫截面為矩形，長遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于寬，其寬為4mm以下，優(yōu)選為2mm，鋼絲的間距可以根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需要過濾目數(shù)設(shè)置，可 設(shè)置數(shù)套不同間距的過濾擋板8，以適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)。集砂器3包括漏斗15和量筒16，量筒16入口設(shè)于漏斗15出口下端；為了便于操
4作，漏斗下端套有密封膠套17，密封膠套設(shè)有控制液流的阻流夾18。集砂器3的作用是使得從夾板薄片模型的擋板出來的混砂液體，進(jìn)入集砂器的漏 斗測量系統(tǒng)，能夠收集混砂液并記錄液體流量、含砂量、出砂粒徑等。所述顯微攝像系統(tǒng)4由顯微鏡、攝像機(jī)和數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)組成，顯微鏡鏡頭對準(zhǔn) 透明側(cè)壁的縫隙通道處；顯微攝像系統(tǒng)4主要作用是將夾板薄片模型2的實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行 記錄，便于分析研究。 上述夾板薄片模型2的縫隙通道7上端入口中間位置還設(shè)有擋板19，擋板19使液 體繞過擋板進(jìn)入縫隙通道7中。所述模擬油藏出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置還包括支架5，所述支架5將混砂容器 1、夾板薄片模型2、集砂器3支撐固定。為了便于操作，漏斗下端套有密封膠套17，密封膠套設(shè)有控制液流的阻流夾18。本實(shí)用新型公開了一種油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置。利用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以直觀的分析砂粒的微觀運(yùn)移過程和出砂規(guī) 律，對疏松砂巖油藏出砂進(jìn)行機(jī)理研究，為疏松砂巖油藏的高效開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。具體使 用時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同設(shè)置不同的砂粒，用以模擬油藏近井地帶的粒度組成，講砂粒和模擬 油液在混砂容器1中混勻，然后進(jìn)入夾板薄片模型2的上蓋的集流嘴，，經(jīng)過夾板薄片模型， 從鋼絲底板處的下蓋集流嘴進(jìn)入集砂器3的漏斗中，將砂粒過濾出，液體流入量筒中。實(shí)驗(yàn) 過程中，顯微攝像系統(tǒng)記錄砂粒在模型中的運(yùn)移、堵塞情況等微觀運(yùn)動情況，用以分析研究 其流動機(jī)理。通過集砂器來收集實(shí)驗(yàn)出口處的液體及經(jīng)過鋼絲底板出來的砂粒，用以分析 薄片填砂模型的原始粒度組成、初始滲透率、驅(qū)替速度、擋板尺寸與出砂量、流出砂最大粒 徑以及驅(qū)替后薄片模型滲透率之間的關(guān)系。本實(shí)用新型的裝置較為直觀，可針對每種粒徑的微粒，觀察其在不同孔喉結(jié)構(gòu)中 的運(yùn)移特征，通過對流量、出砂量、出砂粒度、流動過程中壓力梯度的改變等的測算，深入、 細(xì)致研究出砂滲流機(jī)理。利用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以直觀的分析砂粒的微觀運(yùn) 移過程和出砂規(guī)律，對疏松砂巖油藏出砂進(jìn)行機(jī)理研究，為疏松砂巖油藏的高效開發(fā)提供
理論基礎(chǔ)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1為油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置的夾板薄片模型2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中A-A剖視圖。 圖4為圖2中B-B剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置。該油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置包括混砂容器1、夾板薄片模型2、集砂器3和顯 微攝像系統(tǒng)4 ；混砂容器1的出口與夾板薄片模型2的入口連接，夾板薄片模型2的出口與 集砂器3的入口連接，顯微攝像系統(tǒng)4與夾板薄片模型2連接；CN 201819863 U
說明書
3/4頁其中，混砂容器1為具有攪拌功能的容器，如滾筒型容器，也可以具有一定調(diào)節(jié)壓 力的功能，比如與高壓泵連接，并且裝有壓力表，其作用是提供穩(wěn)定的一定含砂濃度的混砂 液，使得穩(wěn)定的混砂液進(jìn)入夾板薄片模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖2-圖4所示，夾板薄片模型2包括具有均勻?qū)挾鹊目p隙通道7的長方體形主 體6，縫隙通道7橫截面的兩個長邊對應(yīng)的長方體形主體的兩個平行側(cè)壁中至少一個為透 明的側(cè)壁；長方體形主體6底部設(shè)過濾擋板8，所述過濾擋板8由若干均勻間距排列的垂直 于上述透明的側(cè)壁的鋼絲9和固定所述鋼絲的固定塊10組成；長方體形主體6頂部設(shè)置上 蓋11、上蓋11上設(shè)置與縫隙通道7連通的上蓋集流嘴12 ；長方體形主體6底部的過濾擋板 8外側(cè)設(shè)置下蓋13，下蓋13設(shè)置與縫隙通道7連通的下蓋集流嘴14。縫隙通道7的橫截面 為矩形，長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寬，其寬為4mm以下，優(yōu)選為2mm，鋼絲的間距可以根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需要過 濾目數(shù)設(shè)置，可設(shè)置數(shù)套不同間距的過濾擋板8，以適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)。混砂容器1的出口與 夾板薄片模型2的入口連接為密封連接，必要時，它們之間連接通道設(shè)壓力表監(jiān)測壓力。集砂器3包括漏斗15和量筒16，量筒16入口設(shè)于漏斗15出口下端；為了便于操 作，漏斗下端套有密封膠套17，密封膠套設(shè)有控制液流的阻流夾18。集砂器3的作用是使得從夾板薄片模型的擋板出來的混砂液體，進(jìn)入集砂器的漏 斗測量系統(tǒng)，能夠收集混砂液并記錄液體流量、含砂量、出砂粒徑等。所述顯微攝像系統(tǒng)4由顯微鏡、攝像機(jī)和數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)組成，顯微鏡鏡頭對準(zhǔn) 透明側(cè)壁的縫隙通道處；顯微攝像系統(tǒng)4主要作用是將夾板薄片模型2的實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行 記錄，便于分析研究。上述夾板薄片模型2的縫隙通道7上端入口中間位置還設(shè)有擋板19，擋板19使液 體繞過擋板進(jìn)入縫隙通道7中。所述模擬油藏出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置還包括支架5，所述支架5將混砂容器 1、夾板薄片模型2、集砂器3支撐固定。為了便于操作，漏斗下端套有密封膠套17，密封膠套設(shè)有控制液流的阻流夾18。 本實(shí)用新型公開了一種油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置。在一實(shí)施例中，夾板薄片模型，由兩塊鋼化玻璃組合而成，一側(cè)有集流嘴，另外一 側(cè)底板，中間留有通道(如圖2-圖4)，兩塊鋼化玻璃粘合通道處的空隙縫寬為2mm，形成一 個寬度2mm，長度20mm，深度為200mm左右的流動通道。夾板模型內(nèi)部根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同設(shè)置 不同的砂粒，用以模擬油藏近井地帶的粒度組成，底板擋板之間安放鋼絲，鋼絲Φ 1mm，采用 平行排列模式，鋼絲間距根據(jù)對應(yīng)的篩網(wǎng)目數(shù)來確定，用以模擬油田現(xiàn)場的防砂管。混砂容 器1材質(zhì)有機(jī)玻璃，容積2000ml，承力3MPa，性能180°搖擺，調(diào)頻調(diào)速。夾板薄片模型 承壓3MPa ；鋼絲底板Imm鋼絲，7種目數(shù)，每種10套，支架，不銹鋼，壓力表；精度0. 4級， 量程4MPa，管閥件，6mm。實(shí)驗(yàn)證明，該裝置可以很好的通過模擬油藏出砂與現(xiàn)場出砂的參 數(shù)基本吻合，具有很好的穩(wěn)定性和可信性?；谏鲜龅脑O(shè)計(jì)，利用本實(shí)用新型裝置，可以直觀的分析砂粒的微觀運(yùn)移過程和 出砂規(guī)律，對疏松砂巖油藏出砂進(jìn)行機(jī)理研究，為疏松砂巖油藏的高效開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。 具體使用時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同設(shè)置不同的砂粒，用以模擬油藏近井地帶的粒度組成，講砂粒 和模擬油液在混砂容器1中混勻，然后進(jìn)入夾板薄片模型2的上蓋的集流嘴，，經(jīng)過夾板薄 片模型，從鋼絲底板處的下蓋集流嘴進(jìn)入集砂器3的漏斗中，將砂粒過濾出，液體流入量筒中。實(shí)驗(yàn)過程中，顯微攝像系統(tǒng)記錄砂粒在模型中的運(yùn)移、堵塞情況等微觀運(yùn)動情況，用以 分析研究其流動機(jī)理。通過集砂器來收集實(shí)驗(yàn)出口處的液體及經(jīng)過鋼絲底板出來的砂粒， 用以分析薄片填砂模型的原始粒度組成、初始滲透率、驅(qū)替速度、擋板尺寸與出砂量、流出 砂最大粒徑以及驅(qū)替后薄片模型滲透率之間的關(guān)系。 本實(shí)用新型的裝置較為直觀，可針對每種粒徑的微粒，觀察其在不同孔喉結(jié)構(gòu)中 的運(yùn)移特征，通過對流量、出砂量、出砂粒度、流動過程中壓力梯度的改變等的測算，深入、 細(xì)致研究出砂滲流機(jī)理。利用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以直觀的分析砂粒的微觀運(yùn) 移過程和出砂規(guī)律，對疏松砂巖油藏出砂進(jìn)行機(jī)理研究，為疏松砂巖油藏的高效開發(fā)提供
理論基礎(chǔ)。
權(quán)利要求1.一種油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該模擬油藏出砂的微觀可視化實(shí) 驗(yàn)裝置，包括混砂容器(1)、夾板薄片模型O)、集砂器( 和顯微攝像系統(tǒng)(4)；混砂容器 ⑴的出口與夾板薄片模型⑵的入口連接，夾板薄片模型⑵的出口與集砂器⑶的入口 連接，顯微攝像系統(tǒng)(4)與夾板薄片模型( 連接；其中，所述夾板薄片模型( 包括具有均勻?qū)挾鹊目p隙通道(7)的長方體形主體(6)， 縫隙通道(7)橫截面的兩個長邊對應(yīng)的兩個平行側(cè)壁中至少一個為透明的側(cè)壁；長方體形 主體(6)底部設(shè)過濾擋板(8)，所述過濾擋板(8)由若干均勻間距排列的垂直于上述透明 的側(cè)壁的鋼絲(9)和固定所述鋼絲的固定塊(10)組成；長方體形主體(6)頂部設(shè)置上蓋 (11)，上蓋(11)上設(shè)置與縫隙通道(7)連通的上蓋集流嘴(1 ；長方體形主體(6)底部的 過濾擋板(8)外側(cè)設(shè)置下蓋(13)，下蓋(1 設(shè)置與縫隙通道(7)連通的下蓋集流嘴(14)；所述集砂器(3)包括漏斗(15)和量筒(16)，量筒(16)入口設(shè)于漏斗(15)出口下端；所述顯微攝像系統(tǒng)由顯微鏡、攝像機(jī)和數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)組成，顯微鏡鏡頭對準(zhǔn)透 明側(cè)壁的縫隙通道處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述縫隙通道 (7)寬為4mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述縫隙通道 (7)為 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 混砂容器(1)為具有攪拌功能的容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述夾板薄片模型( 的縫隙通道(7)上端入口中間位置還設(shè)有擋板(19)，擋板(19)使液 體繞過擋板進(jìn)入縫隙通道(7)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述夾板薄片 模型O)的縫隙通道(7)上端入口中間位置還設(shè)有擋板(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述模擬油藏出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置還包括支架(5)，所述支架( 將混砂容器(1)、 夾板薄片模型O)、集砂器C3)支撐固定，所述混砂容器(1)、夾板薄片模型O)、集砂器(3) 在支架( 上按自上而下的位置固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述模擬油藏 出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置還包括支架(5)，所述支架( 將混砂容器(1)、夾板薄片模型 O)、集砂器C3)支撐固定，所述混砂容器(1)、夾板薄片模型O)、集砂器C3)在支架(5)上 按自上而下的位置固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述模擬油藏 出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置還包括支架(5)，所述支架( 將混砂容器(1)、夾板薄片模型 O)、集砂器C3)支撐固定，所述混砂容器(1)、夾板薄片模型O)、集砂器C3)在支架(5)上 按自上而下的位置固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述模擬油藏 出砂的微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置還包括支架(5)，所述支架( 將混砂容器(1)、夾板薄片模型 O)、集砂器C3)支撐固定，所述混砂容器(1)、夾板薄片模型O)、集砂器C3)在支架(5)上按自上而下的位置固定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種油藏出砂微觀可視化實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置包括混砂容器、夾板薄片模型、集砂器和顯微攝像系統(tǒng)；其中，所述夾板薄片模型包括具有均勻?qū)挾鹊目p隙通道的長方體形主體，縫隙通道橫截面的兩個長邊對應(yīng)的兩個平行側(cè)壁中至少一個為透明的側(cè)壁；長方體形主體底部設(shè)過濾擋板，過濾擋板由若干均勻間距排列的垂直于上述透明的側(cè)壁的鋼絲和固定所述鋼絲的固定塊組成。利用本實(shí)用新型裝置，可以直觀的分析砂粒的微觀運(yùn)移過程和出砂規(guī)律，對疏松砂巖油藏出砂進(jìn)行機(jī)理研究，為疏松砂巖油藏的高效開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
文檔編號G01N15/00GK201819863SQ20102052353
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者何保生, 孫福街, 房茂軍, 曾祥林, 杜志敏, 梁丹, 陳朝暉 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 西南石油大學(xué)