專利名稱：底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置及模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置及模擬系統(tǒng)，屬于油氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于開(kāi)發(fā)底水能量充足的底水油藏來(lái)說(shuō)，在油田投產(chǎn)以后，隨著原油的采出，地層壓力逐漸降低，底水能量大于油層能量，同時(shí)由于油水粘度的差異，底水逐漸錐進(jìn)至油層， 使油井過(guò)早見(jiàn)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)用增加和開(kāi)發(fā)成本升高，油藏開(kāi)采效益變差。底水錐進(jìn)成為影響底水油藏開(kāi)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(dòng)態(tài)和研究見(jiàn)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(duì)實(shí)際油井的底水錐進(jìn)過(guò)程進(jìn)行直觀觀察，因此只有通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行近似模擬，使底水錐進(jìn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)人為再現(xiàn)。通過(guò)物理模型對(duì)底水油藏的開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，能更加真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際油藏或油井的滲流特征，為制定底水油藏開(kāi)發(fā)策略、不同開(kāi)發(fā)階段應(yīng)對(duì)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(shí)驗(yàn)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(gè)二維模型，只能模擬均質(zhì)油藏活塞式驅(qū)替時(shí)的狀況，所模擬的水錐形態(tài)與真實(shí)的水錐形狀還有較大的差別。因此，模擬油井底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)時(shí)，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置才能夠更好地模擬真實(shí)地層在不同工作制度下油井見(jiàn)水規(guī)律，盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差， 成為十分關(guān)鍵的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置及模擬系統(tǒng)，觀察油井開(kāi)采底水油藏時(shí)底水錐進(jìn)過(guò)程，研究水錐(脊)形成與發(fā)展機(jī)理、見(jiàn)水時(shí)間的變化規(guī)律。通過(guò)本發(fā)明可以對(duì)底水的上升規(guī)律進(jìn)行更加精確的實(shí)驗(yàn)研究。本發(fā)明提供的一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)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(chǔ)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。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(guò)螺母配合成一體。上述的模擬系統(tǒng)中，所述上蓋可通過(guò)上蓋固定壓帽與所述上箱體密封配合，所述下蓋可通過(guò)下蓋固定壓蓋與所述下箱體密封配合。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)有密封圈。上述的模擬系統(tǒng)中，所述上箱體的至少一個(gè)側(cè)壁的材質(zhì)為透明鋼化玻璃，便于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行記錄，以直觀的分析研究。本發(fā)明還提供了一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)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(jì)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)替泵的出口通過(guò)管路A與至少一個(gè)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(guò)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)的流體出口依次與所述質(zhì)量流量計(jì)和收集器皿相連通；所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括設(shè)于管路C和管路D上的壓力表11和壓力表III，所述管路C和管路D分別通過(guò)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(shí)驗(yàn)裝置中，所述驅(qū)替泵的出口可與三個(gè)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(cè)試過(guò)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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。本發(fā)明提供的底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置的模擬系統(tǒng)的上箱體可以充滿模擬儲(chǔ)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(guò)中間容器均勻地注入下箱體的水體模型；實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試水平井兩端壓力、 流出水平井的流體流量，通過(guò)計(jì)算得到水平段壓力降和流體流量的關(guān)系曲線；顯微攝像系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)全過(guò)程；本發(fā)明的裝置能準(zhǔn)確地對(duì)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(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)可信，能更加直觀地觀察底水上升動(dòng)態(tài)，對(duì)底水油藏的開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。


圖1為本發(fā)明的底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置的模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)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壓力表1、4截止閥、5中間容器、6模擬系統(tǒng)、7質(zhì)量流量計(jì)、8收集器皿、9管路A、10管路B、ll壓力表11、12壓力表III、13管線入口、14密封圈、15上蓋固定壓帽、16上蓋、17上箱體、18螺母、19流體出口、20下箱體、21下蓋、22下蓋固定壓帽、23滲流隔板、24流體入口、25管路C、26管路D。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。本發(fā)明提供的底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)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(guò)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(chǔ)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(guò)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(guò)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
4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(gè)側(cè)壁上設(shè)有流體出口 19 ；上箱體17的一個(gè)側(cè)壁為透明光滑玻璃。本發(fā)明提供的底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括驅(qū)替源1、驅(qū)替泵2、中間容器5、模擬系統(tǒng)6、質(zhì)量流量計(jì)7和收集器皿8 ；驅(qū)替源1的出口與驅(qū)替泵2的入口相連通；驅(qū)替泵2 的出口通過(guò)管路A9與三個(gè)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)有壓力表13，管路A9的三個(gè)并聯(lián)的支路上各設(shè)有一個(gè)截止閥4 ；三個(gè)并聯(lián)的中間容器5的出口均通過(guò)管路BlO與流體入口 24相連通，管路BlO的三個(gè)支路上也分別各設(shè)有一個(gè)截止閥4 ； 流體出口 19與質(zhì)量流量計(jì)7相連通，質(zhì)量流量計(jì)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(guò)管線入口 13與模擬水平井的入口端和出口端相連接，管路C25和管路D26上分別設(shè)有壓力表IIll和壓力表11112，用于測(cè)定其入口端和出口端的壓力。上述的底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置中，驅(qū)替泵2可以與多個(gè)并聯(lián)的中間容器5相連通；該裝置還可包括一個(gè)由顯微鏡、攝像機(jī)和計(jì)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(guò)程。使用上述實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，將驅(qū)替泵2設(shè)定為一恒定的驅(qū)替流速，將驅(qū)替源1中的液體注進(jìn)中間容器5，通過(guò)中間容器5后進(jìn)入下箱體20，液體經(jīng)過(guò)滲流隔板23，注入上箱體17 中，待壓力平衡后再開(kāi)井生產(chǎn)；液體從上箱體17的流體出口 19流出，并通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)7 對(duì)流出物質(zhì)進(jìn)行計(jì)量；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，壓力表13測(cè)試注入端壓力，壓力表IIll測(cè)試上箱體17 中模擬水平井入口端的壓力，壓力表III12測(cè)試上箱體17中的水平井末端的壓力，通過(guò)控制注入端壓力，測(cè)量水平井端部壓力和流量，就可模擬出不同工作制度下的底水上升規(guī)律， 并計(jì)算出水平段壓力降和流體流量的關(guān)系曲線。利用本發(fā)明裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以模擬不同水體流量、不同水平井管徑、不同儲(chǔ)層物性下油井的見(jiàn)水規(guī)律，為底水油藏開(kāi)發(fā)方案的制定提供理論基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)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(chǔ)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1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1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(guò)螺母配合成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的模擬系統(tǒng)，其特征在于所述上蓋通過(guò)上蓋固定壓帽與所述上箱體密封配合，所述下蓋通過(guò)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)有密封圈。
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一個(gè)側(cè)壁的材質(zhì)為透明鋼化玻璃。
7.一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)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(jì)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(guò)管路A與至少一個(gè)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(guò)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)的流體出口依次與所述質(zhì)量流量計(jì)和收集器皿相連通；所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括設(shè)于管路C和管路D上的壓力表 II和壓力表III，所述管路C和管路D分別通過(guò)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(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述驅(qū)替泵的出口與三個(gè)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(shí)驗(yàn)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7-9中任一所述的實(shí)驗(yàn)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(jì)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。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種底水油藏開(kāi)發(fā)中底水錐進(jìn)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)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(chǔ)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(shí)驗(yàn)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(jì)和收集器皿。本發(fā)明提供的裝置能準(zhǔn)確地對(duì)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(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)可信，能更加直觀地觀察底水上升動(dòng)態(tài)，對(duì)底水油藏的開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)E21B47/10GK102434151SQ20111042732
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院