水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，具體地說(shuō)是一種在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中模擬水平井開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置由注入系統(tǒng)、水平井物理模擬裝置、采出系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。本實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)際巖心，可以對(duì)水平井不同開(kāi)發(fā)方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，模擬水平井在實(shí)際地層高溫高壓條件下衰竭開(kāi)采、注氣吞吐及注氣驅(qū)替、分段射孔開(kāi)采等開(kāi)采過(guò)程，能夠用于研究水平井不同開(kāi)發(fā)方式對(duì)提高采收率的影響，為水平井油藏?cái)?shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)調(diào)整提供依據(jù)。
【專利說(shuō)明】水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，屬于石油開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中模擬水平井開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在石油開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，水平井開(kāi)采物理模擬研究主要是應(yīng)用三維物理模擬填砂模型對(duì)不同類型油氣藏的水平井進(jìn)行模擬開(kāi)采實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置使用均質(zhì)填砂管，不能反映真實(shí)地層的非均質(zhì)性和地層流體的物理性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)。申請(qǐng)?zhí)枮?01210182456.5的專利公開(kāi)了一種水平井井下物理模擬試驗(yàn)裝置，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶拥囊螅x擇充填材料配制后，填入模擬井筒與殼體之間，制成不同的模擬地層，實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶拥膶?shí)驗(yàn)研究。該裝置的缺陷是充填材料只能近似模擬地層，與實(shí)際地層巖心物性很難一致，仍然不能夠反映真實(shí)地層流體的物理性質(zhì)和真實(shí)地層條件下的水平井開(kāi)采狀況，同時(shí)不能夠模擬目前水平井開(kāi)發(fā)中常用的分段射孔情況。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用充填材料制成的模擬地層與實(shí)際地層巖心物性一致性差，以及難以實(shí)現(xiàn)模擬水平井分段射孔的缺陷，提供一種水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，為水平井的油藏?cái)?shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)調(diào)整提供依據(jù)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型涉及水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由注入系統(tǒng)、水平井物理模擬裝置、采出系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，其中:
[0006]注入系統(tǒng)由高壓恒壓恒速計(jì)量泵、配樣裝置組成，高壓恒壓恒速計(jì)量泵、配樣裝置通過(guò)管線和閥門(mén)串聯(lián)至水平井物理模擬裝置進(jìn)口 ；配樣裝置由高溫高壓配樣器、活塞中間容器通過(guò)連通閥并聯(lián)連接。
[0007]水平井物理模擬裝置由巖心夾持器、巖心、雙層套管、油管、環(huán)壓計(jì)量泵、恒溫加熱器組成，巖心為空心管狀體，套接在雙層套管外管壁上；雙層套管上預(yù)留有滲流孔；油管插接在雙層套管的中心孔內(nèi)，在其管壁上開(kāi)有滲流孔；巖心夾持器由三組單獨(dú)的可調(diào)式恒溫加熱器包裹；巖心夾持器上開(kāi)有加壓孔，加壓孔通過(guò)管線和閥連接至環(huán)壓計(jì)量泵，水平井物理模擬裝置出口通過(guò)管線和閥串聯(lián)至采出系統(tǒng)。
[0008]采出系統(tǒng)由溫控空氣浴、高壓觀察窗、回壓控制系統(tǒng)、三相分離器、電子天平、氣體計(jì)量計(jì)組成。回壓控制系統(tǒng)由回壓調(diào)節(jié)器、高壓氮?dú)庵虚g容器、回壓調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵串聯(lián)組成。溫控空氣浴為中空箱狀體，高壓觀察窗和回壓調(diào)節(jié)器、高壓氮?dú)庵虚g容器都位于溫控空氣浴中，高壓觀察窗一端通過(guò)溫控空氣浴外壁開(kāi)孔由管線與水平井物理模擬裝置出口串聯(lián)，另一端通過(guò)管線與回壓調(diào)節(jié)器串聯(lián)?；貕赫{(diào)節(jié)器再通過(guò)管線與三相分離器串聯(lián)。氣體計(jì)量計(jì)通過(guò)管線連接到三相分離器。電子天平用于計(jì)量三相分離器中流出物的液體重量。
[0009]數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)由密度儀、氣相色譜儀、計(jì)算機(jī)組成。密度儀用于測(cè)定產(chǎn)出液體的密度，氣相色譜儀對(duì)產(chǎn)出氣體進(jìn)行組分測(cè)定，計(jì)算機(jī)對(duì)密度儀和氣相色譜儀測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理分析。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型使用天然巖心和真實(shí)地層流體，開(kāi)展水平井衰竭開(kāi)采、吞吐實(shí)驗(yàn)、分段開(kāi)采及氣驅(qū)提高采收率等研究。采用全直徑天然巖心和實(shí)際地層流體模擬水平井開(kāi)發(fā)，更加接近要模擬的油藏地下真實(shí)情況，模擬精度更高；通過(guò)移動(dòng)油管使得油管上滲流孔與雙層套管滲流孔連通，對(duì)分段射孔進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)了在室內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)水平井分段開(kāi)采的動(dòng)態(tài)模擬；通過(guò)模擬水平井在高溫高壓地層條件下衰竭開(kāi)采、注氣吞吐及注氣驅(qū)替等開(kāi)發(fā)方式，研究水平井提高采收率的方法，為水平井提高采收率的油藏?cái)?shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)調(diào)整提供依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的水平井物理模擬裝置的主視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的水平井物理模擬裝置的側(cè)視圖；
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0016]由圖1可知，本實(shí)用新型由注入系統(tǒng)、水平井物理模擬裝置、采出系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，其中:
[0017]注入系統(tǒng)由高壓恒壓恒速計(jì)量泵2a、配樣裝置組成，高壓恒壓恒速計(jì)量泵2a、配樣裝置通過(guò)閥門(mén)2b和管線2f串聯(lián)至水平井物理模擬裝置進(jìn)口 I e ;配樣裝置由高溫高壓配樣器2d、活塞中間容器2 e通過(guò)連通閥2 c并聯(lián)連接至高壓恒壓恒速計(jì)量泵2a。
[0018]由圖2和圖3可知,水平井物理模擬裝置由巖心夾持器la、巖心lb、雙層套管lc、油管、環(huán)壓計(jì)量泵lg、恒溫加熱器組成，巖心Ib為空心管狀體，套接在雙層套管Ic外管壁上；雙層套管Ic上預(yù)留有滲流孔；油管插接在雙層套管Ic的中心孔內(nèi)，在其管壁上開(kāi)有滲流孔；巖心夾持器Ia上包裹有可調(diào)式恒溫加熱器；巖心夾持器Ia上開(kāi)有加壓孔lh，加壓孔Ih通過(guò)管線和閥連接至環(huán)壓計(jì)量泵lg，水平井物理模擬裝置出口 If通過(guò)管線和閥門(mén)串聯(lián)至米出系統(tǒng)。
[0019]所述的油管分為三根，油管I d 1、油管ld2、油管ld3 —字順序排列，三根油管的管壁上均開(kāi)有滲流孔，可進(jìn)行三段射孔模擬實(shí)驗(yàn)。
[0020]參見(jiàn)圖1，采出系統(tǒng)由溫控空氣浴3 a、高壓觀察窗3 b、回壓控制系統(tǒng)、三相分離器3 f、電子天平3 h、氣體計(jì)量計(jì)3 g組成，回壓控制系統(tǒng)由回壓調(diào)節(jié)器3 C、高壓氮?dú)庵虚g容器3 d、回壓調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵3 e串聯(lián)組成；溫控空氣浴3 a為中空箱狀體，高壓觀察窗3 b和回壓調(diào)節(jié)器3 C、高壓氮?dú)庵虚g容器3 d都位于溫控空氣浴3 a中，高壓觀察窗3b—端通過(guò)溫控空氣浴3 a外壁開(kāi)孔由管線與水平井物理模擬裝置出口 If串聯(lián)，另一端通過(guò)管線與回壓調(diào)節(jié)器3 c串聯(lián)；回壓調(diào)節(jié)器3 c通過(guò)管線與三相分離器3 f串聯(lián)；氣體計(jì)量計(jì)3 g通過(guò)管線連接到三相分離器3 f ;電子天平3 h用于計(jì)量三相分離器3 f中流出物的液體重量。[0021]數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)由密度儀4 a、氣相色譜儀4 b、計(jì)算機(jī)4 c組成，計(jì)算機(jī)4 c分別通過(guò)密度儀4 a、相色譜儀4 b連接至電子天平3 h和氣體計(jì)量計(jì)3 g ,并由計(jì)算機(jī)4 c對(duì)密度儀4 a和氣相色譜儀4 b測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理分析。
[0022]本實(shí)用新型涉及的水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置的使用步驟如下:
[0023]a)進(jìn)行巖心的準(zhǔn)備:對(duì)若干塊全直徑柱狀真實(shí)巖心Ib進(jìn)行洗油、烘干，測(cè)定孔隙度和空氣滲透率，再在巖心Ib中部按實(shí)驗(yàn)要求鉆固定直徑的圓孔，然后按照每塊巖心長(zhǎng)度和滲透率，依布拉法則進(jìn)行排序依次裝入熱縮管內(nèi)，組裝成I米的長(zhǎng)巖心，用膠套密封后裝入巖心夾持器Ia中。
[0024]b)建立油藏模型:先對(duì)巖心夾持器Ia中巖心Ib抽真空，然后根據(jù)模擬油藏的地層水礦化度配制地層水樣品，通過(guò)高壓恒壓恒速計(jì)量泵2a將配制好的地層水注入到巖心夾持器Ia中，用地層水樣品對(duì)巖心Ib進(jìn)行飽和，接著用脫氣原油驅(qū)替巖心Ib中地層水，建立巖心Ib的束縛水飽和度，再將高溫高壓配樣器2d中配好的原始地層原油驅(qū)替脫氣原油，當(dāng)巖心Ib出口流出的地層原油氣油比連續(xù)檢測(cè)五次保持穩(wěn)定，且與所配制地層原油的氣油比一致，可以認(rèn)為巖心Ib已經(jīng)飽和好地層原油，從而建立起水平井實(shí)驗(yàn)用油藏模型。
[0025]c)開(kāi)展物理模擬實(shí)驗(yàn):應(yīng)用建立好的油藏模型開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，模擬水平井開(kāi)發(fā)過(guò)程。巖心Ib用來(lái)模擬地層，巖心中心孔模擬水平井段，雙層套管Ic模擬水平井的雙層套管，雙層套管Ic對(duì)應(yīng)的射孔位置預(yù)留有滲流孔ljl、l j2、I j3。雙層套管Ic中放入3根油管I d 1、Id2、ld3，通過(guò)給雙層套管加壓實(shí)現(xiàn)雙層套管Ic與巖心Ib間的密封以及油管I d l、ld2、ld3與雙層套管Ic間的密封。油管ld2模擬射孔位置預(yù)留滲流孔lk2，油管d l、ld3在模擬射孔錯(cuò)開(kāi)的位置預(yù)留滲流孔lkl、lk3 ;巖心夾持器Ia的溫度由三組單獨(dú)的可調(diào)式恒溫加熱器Iml、lm2、lm3來(lái)控制；巖心夾持器Ia上開(kāi)有加壓孔lh，加壓孔Ih通過(guò)管線和閥連接至用來(lái)模擬上覆壓力的環(huán)壓計(jì)量泵Ig ;油藏模型建立后，通過(guò)注入系統(tǒng)對(duì)油藏模型進(jìn)行驅(qū)替，模擬水平井開(kāi)發(fā)，通過(guò)移動(dòng)油管I d l、ld3調(diào)整滲流孔lkl、lk3位置，模擬分段射孔開(kāi)發(fā)過(guò)程；
[0026]d)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集:通過(guò)采出系統(tǒng)進(jìn)行流動(dòng)狀態(tài)觀察、產(chǎn)出物計(jì)量和數(shù)據(jù)采集。利用溫控空氣浴3 a把采出部分保持在特定溫度下，通過(guò)高壓觀察窗3 b可以在油藏壓力和溫度條件下觀察巖心流出物的相態(tài)特征，回壓控制系統(tǒng)由回壓調(diào)節(jié)器3 c、高壓氮?dú)庵虚g容器3 d和回壓調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵3 e組成，利用回壓控制系統(tǒng)來(lái)控制系統(tǒng)的出口壓力；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的流出物在油、水、氣三相分離器3 f中分離，液體的重量由電子天平3 h稱得，氣體由氣體計(jì)量計(jì)3 g計(jì)量。
[0027]e)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析:應(yīng)用密度儀、氣相色譜儀、計(jì)算機(jī)將采出系統(tǒng)獲得的產(chǎn)出物和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行匯總處理。產(chǎn)出油通過(guò)密度儀4a測(cè)量密度，氣體通過(guò)氣相色譜儀4b進(jìn)行組分分析，最終數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)4 c相應(yīng)軟件進(jìn)行匯總處理，得出產(chǎn)出油質(zhì)量、密度、產(chǎn)出速度的變化、產(chǎn)出氣的組分及各組分所占比例、驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的溫度、壓力、采收率分析報(bào)告。
【權(quán)利要求】
1.一種水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，由注入系統(tǒng)、水平井物理模擬裝置、采出系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，其特征在于: 所述的注入系統(tǒng)由高壓恒壓恒速計(jì)量泵(2a)、配樣裝置組成，高壓恒壓恒速計(jì)量泵(2a)、配樣裝置通過(guò)閥門(mén)(2b)和管線(2f)串聯(lián)至水平井物理模擬裝置進(jìn)口(Ie);配樣裝置由高溫高壓配樣器(2d)、活塞中間容器(2e)通過(guò)連通閥(2c)并聯(lián)連接至高壓恒壓恒速計(jì)量泵(2a)； 所述的水平井物理模擬裝置由巖心夾持器(la)、巖心(lb)、雙層套管(lc)、油管、環(huán)壓計(jì)量泵(Ig)、恒溫加熱器組成，巖心(Ib)為空心管狀體，套接在雙層套管(Ic)外管壁上；雙層套管(Ic)上預(yù)留有滲流孔；油管插接在雙層套管(Ic)的中心孔內(nèi)，在其管壁上開(kāi)有滲流孔；巖心夾持器(Ia)上由包裹有可調(diào)式恒溫加熱器；巖心夾持器(Ia)上開(kāi)有加壓孔，力口壓孔通過(guò)管線和閥連接至環(huán)壓計(jì)量泵(Ig)，水平井物理模擬裝置出口(If)通過(guò)管線和閥門(mén)串聯(lián)至采出系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的油管分為三根，油管(ldl)、油管(ld2)、油管(ld3) —字順序排列，三根油管的管壁上均開(kāi)有滲流孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，采出系統(tǒng)由溫控空氣浴(3a)、高壓觀察窗(3b)、回壓控制系統(tǒng)、三相分離器(3f)、電子天平(3h)、氣體計(jì)量計(jì)(3g)組成，其特征在于:回壓控制系統(tǒng)由回壓調(diào)節(jié)器(3c)、高壓氮?dú)庵虚g容器(3d)、回壓調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵(3e)串聯(lián)組成；溫控空氣浴(3a)為中空箱狀體，高壓觀察窗(3b)和回壓調(diào)節(jié)器(3c)、高壓氮?dú)庵虚g容器(3d)都位于溫控空氣浴(3a)中，高壓觀察窗(3b) —端通過(guò)溫控空氣浴(3a)外壁開(kāi)孔由管線與水平井物理模擬裝置出口(If)串聯(lián)，另一端通過(guò)管線與回壓調(diào)節(jié)器(3c)串聯(lián)；回壓調(diào)節(jié)器(3c)再通過(guò)管線與三相分離器(3f)串聯(lián)；氣體計(jì)量計(jì)(3g)通過(guò)管線連接到三相分離器(3f)。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK203769767SQ201320674273
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】袁廣均, 王進(jìn)安, 許尋, 杜利, 劉超, 郭娟 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院