一種測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油工程油藏開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是一種測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著天然能量的降低，需要通過(guò)注水或者注氣的方式來(lái)進(jìn)行能量補(bǔ)充，以保證油藏穩(wěn)產(chǎn)開(kāi)發(fā)。然而對(duì)于油層較厚的油藏，在注水或者注氣過(guò)程中，由于油氣水密度的差異，在重力的作用下，會(huì)使得注入水向油藏下部流動(dòng)，不能夠?qū)τ筒仨敳窟M(jìn)行有效的波及和驅(qū)替，進(jìn)而影響油藏的注水開(kāi)發(fā)。
[0003]為了充分了解不同的注水注氣方法對(duì)油藏的影響，通常需要采用實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)對(duì)油藏及注水注氣操作進(jìn)行模擬，以方便工作人員對(duì)于不同情況的油藏采用不同的注水注氣方法?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置大多為呈長(zhǎng)方體盒狀的物理模型，實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先對(duì)制作好的物理模型試漏，確保不存在漏失的情況下，抽真空并飽和地層水，用ISCO栗(高精度高壓柱塞栗)驅(qū)動(dòng)地層水驅(qū)替物理模型，通過(guò)壓縮模型里的地層水使之被施加一定的壓力，然后校正壓力傳感器、巡檢儀和電子天平，最后將巡檢儀和電子天平用信號(hào)線連接到計(jì)算機(jī)上，以便試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。
[0004]其中現(xiàn)有的物理模型是采用低滲透天然砂巖露頭，并用樹(shù)脂進(jìn)行封裝，雖然滿足了低滲透率的要求，但由于其物理模型的特殊性以及測(cè)點(diǎn)的分散性，致使該技術(shù)還至少存在模型封閉、不透明，不能直觀的分析流體的流動(dòng)形態(tài)以及流動(dòng)過(guò)程的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能直觀分析流體的動(dòng)態(tài)及流動(dòng)過(guò)程的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置包括注入系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)和檢測(cè)處理系統(tǒng)，所述注入系統(tǒng)與所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)連通，所述檢測(cè)處理系統(tǒng)與所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)電連接；
[0007]所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)箱、注入井、生產(chǎn)井和油水分離裝置，所述注入井與所述生產(chǎn)井均由所述實(shí)驗(yàn)箱的頂面能拆裝地插入至所述實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)部，所述注入井與所述注入系統(tǒng)連通，所述生產(chǎn)井與所述油水分離裝置連通，所述實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)部裝設(shè)有砂體，所述實(shí)驗(yàn)箱的一側(cè)壁為透明側(cè)壁，與所述透明側(cè)壁相對(duì)的所述實(shí)驗(yàn)箱的另一側(cè)壁上設(shè)有能向所述實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)部加壓的加壓機(jī)構(gòu)。
[0008]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述實(shí)驗(yàn)箱包括主體、觀察窗和密封蓋，所述主體的兩側(cè)均呈開(kāi)口狀，所述觀察窗和所述密封蓋分別能拆裝的封蓋所述主體的兩側(cè)開(kāi)口 ；
[0009]所述觀察窗包括透明板、壓裝件和螺栓，所述透明板覆蓋所述主體的一側(cè)的開(kāi)口，所述壓裝件壓裝在所述透明板上，且所述壓裝件的邊緣通過(guò)所述螺栓與所述主體連接，所述壓裝件與所述主體夾持所述透明板；
[0010]所述密封蓋包括蓋體以及凸設(shè)于所述蓋體的一側(cè)表面上的嵌接部，所述嵌接部能插入所述主體的內(nèi)部與所述主體的內(nèi)壁接觸，且所述蓋體的邊緣通過(guò)螺栓與所述主體連接，所述加壓機(jī)構(gòu)裝設(shè)于所述蓋體的另一側(cè)表面上。
[0011]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述透明板與所述主體之間、所述透明板與所述壓裝件之間、所述蓋體的邊緣與所述主體之間以及所述嵌接部的側(cè)壁與所述主體的內(nèi)壁之間均設(shè)有密封墊圈。
[0012]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述注入井與所述生產(chǎn)井均為包括射開(kāi)段和閉合段的井模型，所述射開(kāi)段插入所述實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)部，所述閉合段的至少一部分位于所述實(shí)驗(yàn)箱的外部，所述射開(kāi)段的長(zhǎng)度小于或等于所述砂體的厚度，沿所述井模型的周向，在所述射開(kāi)段上朝向所述實(shí)驗(yàn)箱的縱向中心線的四分之一圓周上開(kāi)設(shè)有多個(gè)貫穿所述井模型的側(cè)壁的射孔。
[0013]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述注入井包括第一注入井和第二注入井，所述生產(chǎn)井包括第一生產(chǎn)井和第二生產(chǎn)井，所述實(shí)驗(yàn)箱的頂面上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)注入井插口和兩個(gè)生產(chǎn)井插口，兩所述注入井插口和兩所述生產(chǎn)井插口分別位于所述實(shí)驗(yàn)箱的頂面的四個(gè)角處，且兩所述注入井插口位于所述實(shí)驗(yàn)箱的頂面的一條對(duì)角線上，兩所述生產(chǎn)井插口位于所述實(shí)驗(yàn)箱的頂面的另一條對(duì)角線上，所述第一注入井和所述第二注入井分別貫穿兩所述注入井插口伸入至所述實(shí)驗(yàn)箱中，且所述第一生產(chǎn)井和所述第二生產(chǎn)井分別貫穿兩所述生產(chǎn)井插口伸入至所述實(shí)驗(yàn)箱中。
[0014]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述注入系統(tǒng)與所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)之間通過(guò)注入總管連通，所述注入總管的第一端與所述注入系統(tǒng)連通，所述注入總管的第二端分別與第一注入管和第二注入管連通，所述第一注入管與所述第一注入井連通，所述第二注入管與所述第二注入井連通；
[0015]所述注入總管上設(shè)有注入壓力表和注入控制閥，所述注入壓力表靠近所述注入總管的第一端，所述注入控制閥靠近所述注入總管的第二端，所述注入壓力表與所述檢測(cè)處理系統(tǒng)電連接；
[0016]所述第一注入管上設(shè)有第一注入流量計(jì)，所述第二注入管上設(shè)有第二注入流量計(jì)，所述第一注入流量計(jì)與所述第二注入流量計(jì)均與所述檢測(cè)處理系統(tǒng)電連接。
[0017]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述油水分離裝置包括第一油水分離器、第二油水分離器、水杯和油杯，所述第一油水分離器通過(guò)第一生產(chǎn)管與所述第一生產(chǎn)井連通，所述第二油水分離器通過(guò)第二生產(chǎn)管與所述第二生產(chǎn)井連通，所述第一生產(chǎn)管上設(shè)有第一生產(chǎn)閥門，所述第二生產(chǎn)管上設(shè)有第二生產(chǎn)閥門；
[0018]所述第一油水分離器的出水管和所述第二油水分離器的出水管均與所述水杯連通，所述第一油水分離器的出油管和所述第二油水分離器的出油管均與所述油杯連通，所述第一油水分離器的出水管上和所述第二油水分離器的出水管上均設(shè)有水流量計(jì)，所述第一油水分離器的出油管上和所述第二油水分離器的出油管上均設(shè)有油流量計(jì)，兩所述水流量計(jì)與兩所述油流量計(jì)均與所述檢測(cè)處理系統(tǒng)電連接。
[0019]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)還包括回壓結(jié)構(gòu)，所述回壓結(jié)構(gòu)包括回壓管、回壓壓力表、回壓開(kāi)啟閥門和回壓栗，所述回壓管的第一端分別與所述第一生產(chǎn)管和所述第二生產(chǎn)管連通，所述回壓管的第二端與所述回壓栗連通，所述回壓壓力表與所述回壓開(kāi)啟閥門均設(shè)在所述回壓管上，且所述回壓開(kāi)啟閥門位于所述回壓壓力表與所述回壓栗之間，所述回壓壓力表與所述檢測(cè)處理系統(tǒng)電連接；
[0020]所述回壓管與所述第一生產(chǎn)管的連通點(diǎn)位于所述第一生產(chǎn)井與所述第一生產(chǎn)閥門之間，所述回壓管與所述第二生產(chǎn)井的連通點(diǎn)位于所述第二生產(chǎn)管與所述第二生產(chǎn)閥門之間。
[0021]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述注入系統(tǒng)包括注水管和注氣管；
[0022]所述注水管的第一端與水箱連通，所述注水管的第二端與所述注入總管的第一端連通，由所述注水管的第一端到所述注水管的第二端的方向，所述注水管上依次串接設(shè)有水栗、水流壓力表、水流控制閥、中間容器和水流注入閥；
[0023]所述注氣管的第一端與儲(chǔ)氣罐連通，所述注氣管的第二端與所述注入總管的第一端連通，由所述注氣管的第一端到所述注氣管的第二端的方向，所述注氣管上依次串接設(shè)有儲(chǔ)氣罐壓力表、壓力控制閥、氣體壓力表和氣體注入閥。
[0024]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述檢測(cè)處理系統(tǒng)包括流量信號(hào)處理器、壓力信號(hào)處理器、圖像采集器和數(shù)據(jù)采集處理器，所述流量信號(hào)處理器、所述壓力信號(hào)處理器和所述圖像采集器均與所述數(shù)據(jù)采集處理器電連接，所述流量信號(hào)處理器和所述壓力信號(hào)處理器均與所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)電連接。
[0025]本發(fā)明還提供了一種測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)方法，其中，所述測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)方法通過(guò)如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施，所述測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)方法包括:
[0026]步驟SlOl:選用射開(kāi)段長(zhǎng)度為a的井模型作為注入井和生產(chǎn)井，然后向?qū)嶒?yàn)箱內(nèi)填放砂體并進(jìn)行壓實(shí)，對(duì)所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體進(jìn)行注水驅(qū)替，得到第一組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)；
[0027]步驟S102:然后，將所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體取出，選用射開(kāi)段長(zhǎng)度為b的井模型作為所述注入井和所述生產(chǎn)井，并重新向所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)填放砂體并進(jìn)行壓實(shí)，對(duì)所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體進(jìn)行注水驅(qū)替，得到第二組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)；
[0028]步驟S103:根據(jù)所述第一組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)和所述第二組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)，得到所述第一組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)和所述第二組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果。
[0029]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)方法，其中，所述步驟SlOl包括:
[0030]選用射開(kāi)段長(zhǎng)度為a的井模型作為所述注入井和所述生產(chǎn)井與所述實(shí)驗(yàn)箱組裝，使所述注入井的射開(kāi)段的射孔與所述生產(chǎn)井的射開(kāi)段的射孔均朝向所述實(shí)驗(yàn)箱的中央，然后將砂體填放至所述實(shí)驗(yàn)箱中并進(jìn)行壓實(shí)；
[0031 ]然后，使注入系統(tǒng)對(duì)所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體進(jìn)行第一組注水驅(qū)替，實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)中的各流量計(jì)及各壓力表檢測(cè)所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)中各處的流量及壓力，得到第一組壓力數(shù)據(jù)和第一組流量數(shù)據(jù)，并將檢測(cè)到的所述第一組壓力數(shù)據(jù)和所述第一組流量數(shù)據(jù)傳送給檢測(cè)處理系統(tǒng)；
[0032]使所述檢測(cè)處理系統(tǒng)在第一組注水驅(qū)替的過(guò)程中采集所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體的變化圖像，得到第一組圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合所述第一組圖像數(shù)據(jù)、所述第一組壓力數(shù)據(jù)及所述第一組流量數(shù)據(jù)，得到所述第一組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)。
[0033]如上所述的測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的影響的實(shí)驗(yàn)方法，其中，所述步驟S102包括:
[0034]將所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體取出，并將射開(kāi)段長(zhǎng)度為a的井模型從實(shí)驗(yàn)箱上拆下，然后選用射開(kāi)段長(zhǎng)度為b的井模型作為所述注入井和所述生產(chǎn)井與所述實(shí)驗(yàn)箱組裝，并重新向?qū)嶒?yàn)箱內(nèi)填放砂體并進(jìn)行壓實(shí)；
[0035]然后，使注入系統(tǒng)對(duì)所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體進(jìn)行第二組注水驅(qū)替，實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)中的各流量計(jì)及各壓力表檢測(cè)所述實(shí)驗(yàn)實(shí)施系統(tǒng)中各處的流量及壓力，得到第二組壓力數(shù)據(jù)和第二組流量數(shù)據(jù)，并將檢測(cè)到的所述第二組壓力數(shù)據(jù)和所述第二組流量數(shù)據(jù)傳送給檢測(cè)處理系統(tǒng)；
[0036]使所述檢測(cè)處理系統(tǒng)在第二組注水驅(qū)替的過(guò)程中采集所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的砂體的變化圖像，得到第二組圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合所述第二組圖像數(shù)據(jù)、所述第二組壓力數(shù)據(jù)及所述第二組流量數(shù)據(jù)，得到所述第二組注水驅(qū)替數(shù)據(jù)。
[0037]本發(fā)明還提供了一種測(cè)量注水注氣對(duì)油藏開(kāi)發(fā)的