專利名稱：物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置及其形成方法
物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置及其形成方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是有關(guān)于一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置及其形成方法。
技術(shù)背景
三維可視化物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)能夠直觀、真實(shí)地反映開發(fā)底水油藏過程中，水平生產(chǎn)井在不同含水率和生產(chǎn)壓差條件下的水錐的形態(tài)和上升速度，能夠反映出水平生產(chǎn)井的水淹動(dòng)態(tài)和模式。在滿足模型裝置內(nèi)流體的流動(dòng)符合達(dá)西滲流規(guī)律、物模實(shí)驗(yàn)和真實(shí)油藏具有一定可比性的前提下，應(yīng)用三維可視化物理模擬試驗(yàn)設(shè)備，有效地模擬了使用水平生產(chǎn)井開采均質(zhì)底水油藏時(shí)底水脊進(jìn)的形成和發(fā)展過程，以及油藏見水的時(shí)間，從而對(duì)底水油藏中不同的生產(chǎn)壓差與不同水平生產(chǎn)井長度下水平生產(chǎn)井的見水規(guī)律進(jìn)行研究。
對(duì)使用水平生產(chǎn)井來開發(fā)油藏的過程進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)，國內(nèi)外大多利用水電模擬或者采用人工填砂模型對(duì)水平生產(chǎn)井周圍空間的滲流場和壓力場的分布特征進(jìn)行分析和研究。目前，在水平生產(chǎn)井相關(guān)的文獻(xiàn)中，都是采用數(shù)值模擬方法來確定水平生產(chǎn)井開發(fā)見水之后的含水率的變化。
現(xiàn)有的底水油藏水平生產(chǎn)井三維可視化物理模擬裝置。該裝置由底水供給系統(tǒng)、 三維可視化模型和記錄計(jì)量系統(tǒng)組成。三維可視化模型是由透明的有機(jī)玻璃板通過三氯甲烷(氯仿)粘結(jié)而成的一種實(shí)驗(yàn)裝置。
由于上述三維可視化物理模擬裝置中，可視化模型采用的是有機(jī)玻璃板，模擬油藏的介質(zhì)采用的是玻璃珠，井筒采用的是有機(jī)玻璃管，計(jì)量系統(tǒng)采用的是量筒等設(shè)備，因此，在對(duì)于模擬底水油藏的時(shí)候存在以下幾個(gè)方面的缺陷
(1)在上述可視化物理模擬實(shí)驗(yàn)中，只能是單獨(dú)對(duì)注入井或者是對(duì)生產(chǎn)井的模擬， 不能對(duì)井網(wǎng)進(jìn)行模擬。
(2)油藏多孔介質(zhì)的模擬采用玻璃珠，和真實(shí)的砂地層相差太多，這對(duì)于模擬的相似度有很大影響，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度有一定的影響程度。
C3)測量系統(tǒng)存在誤差較大。該測量系統(tǒng)中的流體計(jì)量采用量筒等工具，通過工作人員來讀取數(shù)據(jù)，也就是采用人工計(jì)量，這樣就會(huì)存在人為的誤差，大大增加了測量結(jié)果的不準(zhǔn)確性，影響了測量的精度。
(4)井筒模擬采用有機(jī)玻璃管，并沒有考慮有機(jī)玻璃管內(nèi)壁的粗糙度，實(shí)際上玻璃面是比較光滑的，這樣就大大降低了井筒的阻力。然而在實(shí)際的井筒中，是存在一定的井筒阻力的，而且這種阻力對(duì)油藏產(chǎn)能的影響是不能忽略的，因此有機(jī)玻璃管不能客觀的反映油藏中井筒的真實(shí)情況。
( 此三維可視化模型難以模擬薄油藏。對(duì)于油藏厚度較薄的油層，此模型不能實(shí)現(xiàn)。如果采用此模型來模擬油層較薄的油藏，那么油藏壓力等都難以實(shí)現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其可以三維模擬的方式對(duì)水平生產(chǎn)井和注水井同時(shí)進(jìn)行模擬，從而可對(duì)油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有個(gè)更為近似的模擬。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置的形成方法。
本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其包括
箱體，其呈立方體，所述箱體的頂部具有頂蓋，所述箱體內(nèi)充填有多孔介質(zhì)；
注水井，其一端設(shè)在所述箱體內(nèi)，另一端伸出所述箱體而外露；
水平生產(chǎn)井，其水平設(shè)置，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱體的內(nèi)部，而連接筒位于所述箱體的外部，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述主井筒和分支井筒的外部包覆有防砂網(wǎng)；所述射孔為間隔垂直交叉式射孔。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述注水井呈豎直設(shè)置，其位于所述箱體的邊緣部分。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括滲流板，所述滲流板水平地連接在所述箱體內(nèi)，所述注水井水平地位于所述滲流板的下方，所述水平生產(chǎn)井位于所述滲流板的上方。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述主井筒和分支井筒均為鋼管制成，所述主井筒與分支井筒相互焊接連接。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為0° -90°之間， 所述主井筒和分支井筒的直徑相同。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為30°，45°或 60°。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述多孔介質(zhì)物為細(xì)砂，或者為蒙脫石粉和砂的混合物，蒙脫石粉和砂的混合比例為1 4。
一種可視化實(shí)驗(yàn)裝置的形成方法，其包括步驟
形成箱體，注水井和水平生產(chǎn)井，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔；
將注水井和水平生產(chǎn)井放入箱體中；
將多孔介質(zhì)填入所述箱體內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)，注水井和水平生產(chǎn)井被包覆在多孔介質(zhì)之中；
采用注入水的方法對(duì)多孔介質(zhì)進(jìn)行水飽和，然后再采用油驅(qū)水的方式對(duì)多孔介質(zhì)進(jìn)行油飽和，以充分地模擬原始地層中的油水分布，如此形成可視化實(shí)驗(yàn)裝置。
本發(fā)明實(shí)施例的可視化實(shí)驗(yàn)裝置及其形成方法的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是
1、其可以三維模擬的方式對(duì)水平生產(chǎn)井和注水井同時(shí)進(jìn)行模擬，模擬底水油藏脊進(jìn)現(xiàn)象和底水油藏開發(fā)時(shí)見水規(guī)律的研究，對(duì)油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有個(gè)更為近似的模擬。
2、在以往的可視化物理模擬實(shí)驗(yàn)中，模擬的均為單一水平井直井，不能對(duì)多分支井進(jìn)行模擬；本發(fā)明實(shí)施例由于水平生產(chǎn)井包括主井筒和分支井筒，使得該實(shí)驗(yàn)裝置可對(duì)多分支水平井進(jìn)行模擬，而多分支井的應(yīng)用越來越廣泛，因此本實(shí)驗(yàn)裝置提高了其使用的廣泛性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是包含有本發(fā)明的可視化實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖2是本發(fā)明的可視化實(shí)驗(yàn)裝置的第一種實(shí)施方式的立體示意圖，其可用于厚油藏的模擬；
圖3是本發(fā)明的可視化實(shí)驗(yàn)裝置的第一種實(shí)施方式的主視示意圖4是本發(fā)明的可視化實(shí)驗(yàn)裝置的第二種實(shí)施方式的立體示意圖，其可用于薄油藏的模擬；
圖5是本發(fā)明的可視化實(shí)駁裝置的第-二種實(shí)施方式的主視示意圖6A是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的--分支井的第--種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖6B是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的--分支井的第二二種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖6C是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的--分支井的第三三種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖7A是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的二分支井的第--種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖7B是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的二分支井的第二二種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖7C是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的二分支井的第三三種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖7D是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的二分支井的第四種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖8A是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的三[分支井的第--種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖8B是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的三[分支井的第二二種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖8C是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的三[分支井的第三三種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖8D是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的三[分支井的第四種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖9A是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的四分支井的第--種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖9B是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的四分支井的第二二種結(jié)構(gòu)的主視示意圖
圖9C是本發(fā)明的可視化實(shí)I險(xiǎn)裝置的四分支井的第三三種結(jié)構(gòu)的主視示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
首先對(duì)本文中所涉及的一些技術(shù)術(shù)語說明如下
可視化通過對(duì)事物的實(shí)時(shí)觀察，能夠觀察到不可見的對(duì)象，對(duì)事物的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)最直接的觀察。
水平生產(chǎn)井在鉆到目的層部位時(shí)，井段斜度超過85度，其水平距離超過目的層厚度10倍的井叫水平生產(chǎn)井。
分支井指一個(gè)主井眼中有兩個(gè)或兩個(gè)以上分叉井眼進(jìn)入油(氣)層的井。
水平生產(chǎn)井網(wǎng)以某一含油層為目標(biāo)而設(shè)計(jì)的水平生產(chǎn)井和水平注水井，由其所組成的開發(fā)井網(wǎng)。
滲流與地下滲流流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)稱為滲流。流體在地層中流動(dòng)叫做地下滲流。
底水與邊水在油(氣)藏中，整個(gè)含油(氣)邊界(緣)范圍內(nèi)的油(氣)層底部都有托著油(氣)的水叫底水；只在油(氣)藏邊部(氣水或油水過渡帶)的油(氣) 層底部有托著油(氣)的水叫邊水。
封閉邊界指油藏被不滲透巖層或斷層包圍的邊界叫封閉邊界。當(dāng)封閉邊界影響達(dá)到井筒后，油藏壓力隨時(shí)間的變化率為一常數(shù)，即壓力與時(shí)間呈直線關(guān)系。
定壓邊界在存在巨大氣頂、活躍邊水或邊緣注水時(shí)，邊界上的壓力可看成不隨時(shí)間而變化，這種邊界叫定壓邊界。
由于水平井的水平段在油藏中深入較多，因此在建立油藏物理模型時(shí)，不僅要考慮流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)，還要考慮流體在水平井的水平段井筒中流動(dòng)。依據(jù)的相似準(zhǔn)則如下表所示
相似準(zhǔn)則物理意義?；瘏⒘喀?ΚΑρ ι —-Γ μνΣ驅(qū)動(dòng)力與粘性力之比注采壓差π _ KApg 幾ι - μν重力與粘性力之比滲透率σ cos Θ^Κφ - r μΣν毛細(xì)管力與粘性力之比界面張力q ^=Wv無量綱流量注入量Vt π,=- L0AS均時(shí)性準(zhǔn)則生產(chǎn)時(shí)間pDW π6 - μ水平井筒內(nèi)流體流動(dòng)的慣性力與粘性力之比井徑
實(shí)施方式一
本發(fā)明實(shí)施例提出了一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置A，其包括箱體1，注水井2和水平生產(chǎn)井3。所述箱體1呈立方體，其頂部具有頂蓋la，所述箱體1內(nèi)充填有多孔介質(zhì)。 所述注水井2的一端設(shè)在所述箱體1內(nèi)，另一端伸出所述箱體1而外露。所述水平生產(chǎn)井3 為水平設(shè)置，所述水平生產(chǎn)井3包括主井筒3a，所述主井筒3a的尾端連接有連接筒北，所述主井筒3a的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒3c，所述分支井筒3c位于所述主井筒3a的水平面上，所述主井筒3a和分支井筒3c均位于所述箱體1的內(nèi)部，而連接筒北位于所述箱體 1的外部，所述主井筒3a和分支井筒3c上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔4。6
其中，多孔介質(zhì)可為玻璃珠，細(xì)砂，或者蒙脫石粉和砂的混合物，蒙脫石粉和砂的最佳混合比例為1 4，這是因?yàn)楸壤秊? 4是由于此比例可形成所需的低滲透率的要求，按該比例配比之后，經(jīng)壓實(shí)，其多孔介質(zhì)滲透率可達(dá)到6毫達(dá)西-30毫達(dá)西之間。此外， 所述注水井2僅僅包括主井筒3a，該主井筒3a上均勻分布有射孔4。
在需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用干填法形成實(shí)驗(yàn)裝置，具體是，將注水井2和水平生產(chǎn)井3放入箱體1中，并將細(xì)砂逐層填入所述箱體1內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)，注水井2和水平生產(chǎn)井3 被包覆在細(xì)砂之中，采用注入水的方法先對(duì)細(xì)砂進(jìn)行水飽和，然后再采用油驅(qū)水的方式對(duì)細(xì)砂進(jìn)行油飽和，如此可以充分地模擬地層中的油水分布。接著，將水桶B，電泵C，中間容器D和壓力計(jì)E連接好，將連接壓力計(jì)E的管路一端連接于所述注水井2外露的一端上，將油水分離計(jì)量裝置F連接在所述外露的連接筒北上，如圖1所示。最后啟動(dòng)電泵C，使水逐漸地注入注水井2中，即采用水驅(qū)的方式進(jìn)行注采，從油水分離計(jì)量裝置中讀出從水平生產(chǎn)井3中出來的油水量，以此得到該段時(shí)間內(nèi)的含水率，如此對(duì)油藏的生產(chǎn)進(jìn)行模擬。在此過程中，采用錄像設(shè)備G和照相裝置H，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全程監(jiān)控，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中，在實(shí)驗(yàn)完成時(shí)，采取層層去砂，從而對(duì)其過程進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也方便實(shí)時(shí)記錄每層的水淹現(xiàn)象。通過對(duì)水淹區(qū)域的記錄，通過處理還原底水或邊水驅(qū)油規(guī)律。
本發(fā)明實(shí)施例以三維模擬的方式對(duì)水平生產(chǎn)井3和注水井2同時(shí)進(jìn)行模擬，對(duì)油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有個(gè)更為近似的模擬。而且，由于水平生產(chǎn)井3包括主井筒3a和分支井筒3c， 使得該實(shí)驗(yàn)裝置可對(duì)多分支水平井進(jìn)行模擬，提高了其使用的廣泛性。
此外，本實(shí)施例采用了油水自動(dòng)分離計(jì)量裝置F，其主要用于油水流量自動(dòng)計(jì)量， 可實(shí)現(xiàn)模型產(chǎn)出液中油、水量的自動(dòng)計(jì)量、數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)控制。二次儀表可實(shí)時(shí)顯示顯示各井段的累積產(chǎn)出油、水量。根據(jù)在一定時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)出油水量，從而得到該段時(shí)間內(nèi)的含水率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述主井筒3a和分支井筒3c的外部包覆有防砂網(wǎng)， 防砂網(wǎng)可盡可能地防止多孔介質(zhì)從射孔4中進(jìn)入主井筒3a和分支井筒3c中。所述射孔為間隔垂直交叉式射孔4，具體而言，在主井筒3a和分支井筒3c的筒身上在其周向上設(shè)有多列(在此處設(shè)有四列)射孔4，相鄰兩列之間的射孔4在軸向上相互錯(cuò)開。
所述主井筒3a和分支井筒3c均為鋼管制成，主井筒3a與分支井筒3c相互焊接連接，焊接連接使得主井筒3a和分支井筒3c之間的連接進(jìn)行了加固，增大了井的耐壓能力。 現(xiàn)有技術(shù)中井筒采用有機(jī)玻璃管，其內(nèi)壁比較光滑，如此大大降低了井筒的阻力，而且由于其所采用的材料的特性的限制，致使模擬的油藏壓力的范圍受到了很大的限制，油藏的壓力過小，經(jīng)過井筒阻力和滲流阻力的影響，致使測量的結(jié)果不夠精確；而本實(shí)施例的鋼管的內(nèi)壁存在一定的井筒阻力，因此能更能客觀地反映油藏中井筒的真實(shí)情況。
進(jìn)一步而言，所述分支井筒3c與所述主井筒3a之間的角度為0° -90°之間，確切地說，是分支井筒3c與主井筒3a朝向頂端的一邊構(gòu)成的角度為0° -90°之間。例如， 分支井筒3c與所述主井筒3a之間的角度可為30°，45°和60°。所述主井筒3a和分支井筒3c的直徑相同。
在所述主井筒3a的側(cè)邊設(shè)置的分支井筒3c可具有一個(gè)，二個(gè)，三個(gè)或四個(gè)，分別稱為一分支井，二分支井，三分支井或四分支井。對(duì)于二分支井或二分支以上井而言，分支井筒3c可位于主井筒3a的相同一側(cè)，也可位于主井筒3a的不同側(cè)，在此不受限制，只是位于相同側(cè)的分支井筒3c的距離不可過近，以避免相互之間產(chǎn)生阻抗。在一般情況下，分支井筒3c設(shè)置在主井筒3a上的位置可有在主井筒3a的頂端，在主井筒3a距離其頂端的 1/4位置處，在主井筒3a距離其頂端的1/3位置處，在主井筒3a距離其頂端的1/2位置處， 在主井筒3a距離其頂端的2/3位置處，或者在主井筒3a距離其頂端的3/4位置處。
具體而言，圖6A-圖6C顯示了一分支井的幾種結(jié)構(gòu)。如圖6A所示，分支井筒3c 位于主井筒3a距離其頂端的1/3位置處。如圖6B所示，分支井筒3c位于主井筒3a距離其頂端的1/2位置處。如圖6C所示，分支井筒3c位于所述主井筒3a的頂端處。
圖7A-圖7D顯示了二分支井的幾種結(jié)構(gòu)，其中，為便于描述，將所述主井筒3a的側(cè)邊設(shè)置的兩個(gè)分支井筒分別稱為第一分支井筒和第二分支井筒。如圖7A所示，第一、二分支井筒分別位于主井筒3a的兩側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/3 位置處，第二分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的2/3位置處。如圖7B所示，第一、二分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒的距離其頂端的1/3位置處，第二分支井筒位于主井筒的距離其頂端的2/3位置處。如圖7C所示，第一、二分支井筒分別位于主井筒的兩側(cè)，且第一、二分支井筒均位于主井筒3a的距離其頂端的1/3位置處。 如圖7D所示，第一、二分支井筒位于主井筒的相同一側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒3a頂端處，第二分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/2位置處。
圖8A-圖8D顯示了三分支井的幾種結(jié)構(gòu)，其中，為便于描述，將所述主井筒3a的側(cè)邊設(shè)置的三個(gè)分支井筒分別稱為第一分支井筒，第二分支井筒和第三分支井筒。如圖8A 所示，第一、三分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，第二分支井筒位于主井筒3a的另外一側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒3a頂端，第二分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/3 位置處，第三分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的2/3位置處。如圖8B所示，第一、三分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，第二分支井筒位于主井筒3a的另外一側(cè)，且第一、二分支井筒均位于主井筒3a頂端，第三分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的2/3位置處。 如圖8C所示，第一、三分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，第二分支井筒位于主井筒3a的另外一側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒3a頂端，第二、三分支井筒均位于主井筒3a的距離其頂端的1/2位置處。如圖8D所示，第一、二、三分支井筒均位于主井筒3a的相同一側(cè)，第一分支井筒位于主井筒3a頂端，第二分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/3位置處， 第三分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的2/3位置處。
圖9A-圖9C顯示了四分支井的幾種結(jié)構(gòu)，其中，為便于描述，將所述主井筒3a的側(cè)邊設(shè)置的四個(gè)分支井筒分別稱為第一分支井筒，第二分支井筒，第三分支井筒和第四分支井筒。如圖9A所示，第一、三分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，第二、四分支井筒位于主井筒3a的另外一側(cè)，且第一、二分支井筒均位于主井筒3a的距離其頂端的1/3位置處， 第三、四分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的2/3位置處。如圖9B所示，第一、二分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，第三、四分支井筒位于主井筒3a的另外一側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒3a的頂端，第二分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/4位置處，第三分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/2位置處，第四分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的3/4位置處。如圖9C所示，第一、三分支井筒位于主井筒3a的相同一側(cè)，第二、四分支井筒位于主井筒3a的另外一側(cè)，且第一分支井筒位于主井筒3a的頂端，第二分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/4位置處，第三分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的1/2位置處，第四分支井筒位于主井筒3a的距離其頂端的3/4位置處。
其中，圖6A至圖9C所顯示的僅僅是多分支井的例子，并不僅限于此中的幾種情況。
進(jìn)一步而言，所述主井筒3a和分支井筒3c的直徑可依據(jù)相似準(zhǔn)則來獲取，具體而言，例如，主井筒3a和分支井筒3c的直徑均為6毫米，射孔4的孔徑可為3毫米。主井筒 3a的長度為44厘米，分支井筒3c的長度為13厘米。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配合參見圖2和圖3所示，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括滲流板5，所述滲流板5水平地連接在所述箱體1內(nèi)，所述注水井2水平地位于所述滲流板5的下方，所述水平生產(chǎn)井3位于所述滲流板5的上方。本實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)裝置可以進(jìn)行厚油藏模擬，注水井2位于滲流板5的下方，如此可進(jìn)行底水油藏模擬實(shí)驗(yàn)，觀察底水脊進(jìn)現(xiàn)象， 得到底水脊進(jìn)發(fā)生的部位，從而找到相應(yīng)的方法來防止底水脊進(jìn)的發(fā)生，增加生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)量。
在一般設(shè)置時(shí)，使箱體1的橫截面為正方形，即其長度和寬度相等，箱體1的高度小于其長度。舉例而言，所述箱體1的尺寸為，長*寬*高=41cm*41cm*35cm ；所述箱體的壁面厚度為1cm，蓋子厚度為1.5cm。具體而言，所述滲流板5位于箱體1內(nèi)中間高度偏下的位置，例如滲流板5位于距離箱體1底面8厘米的位置處。
本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)過程中，將多孔介質(zhì)-細(xì)砂填入厚油藏三維可視化模擬裝置中，進(jìn)行壓實(shí)，用蒸餾水模擬底水，為了便于實(shí)驗(yàn)的觀察，可在蒸餾水中摻入了黑墨水。然后模擬水平井開采底水油藏過程，最后發(fā)現(xiàn)在開采過程中出現(xiàn)底水脊進(jìn)現(xiàn)象。但是底水脊進(jìn)發(fā)生的部位與以往物理模擬實(shí)驗(yàn)有所不同，以往物理模擬實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是在水平井中部發(fā)生底水脊進(jìn)，而本實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)果是水平井根部發(fā)生底水脊進(jìn)。由此可知，水平井開采底水油藏時(shí)，發(fā)生底水脊進(jìn)的部位不一定在水平井中部，有可能發(fā)生在水平井跟部。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中在預(yù)防底水脊進(jìn)時(shí)不能僅僅考慮水平井中部，也應(yīng)考慮是否在跟部發(fā)生脊進(jìn)現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，配合參見圖4和圖5所示，所述注水井2呈豎直設(shè)置，其位于所述箱體1的邊緣部分。水平生產(chǎn)井3可位于箱體1的1/2高度左右的位置。
在以往的可視化物理模擬實(shí)驗(yàn)中，有的是進(jìn)行三維模擬的，有的僅僅是模擬二維的，對(duì)于三維的也只是比較單一的模擬厚油藏，而不能對(duì)一些薄油藏進(jìn)行模擬，這就使得物理模擬實(shí)驗(yàn)有了針對(duì)性，也就是在一定程度上限制了可視化模擬的范圍。而本實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)注采井網(wǎng)的模擬，其改變了注水井2的位置，將注水井2豎直放置，可以對(duì)不同的邊界注水開采井網(wǎng)進(jìn)行很好地模擬，而且，該實(shí)驗(yàn)裝置可來模擬薄油藏，從而解決了空間模擬的問題。
在一般設(shè)置時(shí)，使箱體1的橫截面為正方形，即其長度和寬度相等，箱體1的高度小于其1/2長度。舉例而言，所述箱體1的尺寸為，長*寬*高=78Cm*78Cm*10Cm，其各壁面厚度為1cm，頂蓋Ia的厚度為1. 5cm。
本發(fā)明將厚油藏和薄油藏分開進(jìn)行模擬，從而更加具有針對(duì)性。
實(shí)施方式二
本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種可視化實(shí)驗(yàn)裝置的形成方法，其包括步驟
形成箱體1，注水井2和水平生產(chǎn)井3，所述水平生產(chǎn)井3包括主井筒3a，所述主井筒3a的尾端連接有連接筒北，所述主井筒3a的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒3c，所述分支井筒3c位于所述主井筒3a的水平面上，所述主井筒3a和分支井筒3c上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔4;
將注水井2和水平生產(chǎn)井3放入箱體1中；
將多孔介質(zhì)填入所述箱體1內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)，注水井2和水平生產(chǎn)井3被包覆在多孔介質(zhì)之中；
采用注入水的方法對(duì)多孔介質(zhì)進(jìn)行水飽和，然后再采用油驅(qū)水的方式對(duì)多孔介質(zhì)進(jìn)行油飽和，以充分地模擬原始地層中的油水分布，如此形成可視化實(shí)驗(yàn)裝置。
其中，往多孔介質(zhì)注入水或注入油，可從注水井2中進(jìn)行注入，也可直接從箱體1 中注入。
本實(shí)施方式的其它結(jié)構(gòu)和有益效果與上述實(shí)施方式相同，在此不再詳細(xì)說明。
以上所述僅為本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開的可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括箱體，其呈立方體，所述箱體的頂部具有頂蓋，所述箱體內(nèi)充填有多孔介質(zhì)；注水井，其一端設(shè)在所述箱體內(nèi)，另一端伸出所述箱體而外露；水平生產(chǎn)井，其水平設(shè)置，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上， 所述主井筒和分支井筒均位于所述箱體的內(nèi)部，而連接筒位于所述箱體的外部，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述主井筒和分支井筒的外部包覆有防砂網(wǎng)；所述射孔為間隔垂直交叉式射孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述注水井呈豎直設(shè)置，其位于所述箱體的邊緣部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括滲流板，所述滲流板水平地連接在所述箱體內(nèi)，所述注水井水平地位于所述滲流板的下方，所述水平生產(chǎn)井位于所述滲流板的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述主井筒和分支井筒均為鋼管制成，所述主井筒與分支井筒相互焊接連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為0° -90°之間，所述主井筒和分支井筒的直徑相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為30°，45°或60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述多孔介質(zhì)為細(xì)砂，或者為蒙脫石粉和砂的混合物，蒙脫石粉和砂的混合比例為1 4。
9.一種可視化實(shí)驗(yàn)裝置的形成方法，其特征在于，所述方法包括步驟形成箱體，注水井和水平生產(chǎn)井，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔；將注水井和水平生產(chǎn)井放入箱體中；將多孔介質(zhì)填入所述箱體內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)，注水井和水平生產(chǎn)井被包覆在多孔介質(zhì)之中；采用注入水的方法對(duì)多孔介質(zhì)地層進(jìn)行水飽和，然后再采用油驅(qū)水的方式對(duì)多孔介質(zhì)進(jìn)行油飽和，以充分地模擬原始地層中的油水分布，如此形成可視化實(shí)驗(yàn)裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物理模擬可視化實(shí)驗(yàn)裝置及其形成方法，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括箱體，其呈立方體，所述箱體的頂部具有頂蓋，所述箱體內(nèi)充填有多孔介質(zhì)；注水井，其一端設(shè)在所述箱體內(nèi)，另一端伸出所述箱體而外露；水平生產(chǎn)井，其水平設(shè)置，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設(shè)有至少一個(gè)分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱體的內(nèi)部，而連接筒位于所述箱體的外部，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設(shè)有多個(gè)射孔。因此，本發(fā)明可以三維模擬的方式對(duì)水平生產(chǎn)井和注水井同時(shí)進(jìn)行模擬，從而可對(duì)油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)有個(gè)更為近似的模擬。
文檔編號(hào)E21B49/00GK102518421SQ201110439549
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者吳曉東, 安永生, 張睿, 徐立坤, 曹光朋, 朱明 , 范衛(wèi)潮, 韓國慶, 高慎帥, 高飛 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)