多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置的製作方法

2023-12-09 16:40:16 1

本發明涉及油田開發技術領域，特別是涉及到一種多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置。

背景技術：

目前，國內外在研究水驅油物理模擬實驗方法，主要採用填砂模型、人造膠結模型、仿真模型和真實儲層模型四種方法。

填砂模型製作簡單，成本低製作時間短，雖然填砂模型很難達到真實儲層的骨架結構，但模型在高滲以及出砂機理的研究應用較多。

仿真模型主要分為兩種，一種為將儲層巖石的孔隙結構鏡像刻蝕到石英玻璃上，通過顯微鏡放大觀察流體在孔隙內的流動情況，該方法在微觀滲流研究的可視化方面起到了重要作用；另一種為將真實巖心磨成厚度小於1mm的薄片，通過特殊加密方式加以固定，真實性更強。但這兩種仿真模型尺寸都太小，只能通過高倍放大做微觀實驗。

人造膠結巖模型主要是用膠結劑連接不同的粒徑的石英砂，通過壓制及燒結而成，能夠基本實現真實巖心的孔隙結構，且尺寸不受限制的優點，但與真實巖心還是存在差距。

真實巖心模型主要分為兩種，一種為通過取心井獲得，受取心井的限制，一般加工成固定尺寸的圓柱體方便研究；另一種為通過天然露頭獲得，可以根據研究需要加工成不同的尺寸狀。真實巖心模型具有製作成本高、時間長等缺點。

目前常規的物理模擬實驗裝置，技術比較成熟，具有成本低、使用方便等優點，但也存在很多不足，主要體現在以下幾個方面：

(1)針對不同的物理模型需要單獨建立一套物理模擬實驗裝置，佔用大量的實驗設備和實驗室空間。

(2)目前常用的油水存儲容器為2000ml，流體體積較少，對物理模擬實驗的連續性影響較大，特別是針對較大的物理模型，沒有足夠大的流體容器來保證實驗的連續性；同時，目前油水容器的最大壓力為30MPa，壓力較小。

(3)目前，在氣體驅替模擬實驗中，氣體主要來源於氮氣瓶，受氮氣瓶壓力條件的限制，氣體壓力最大往往為12MPa，壓力較小，不能滿足實驗條件

(4)在實驗數據的採集中往往由人力完成，精度差和誤差大。

為此我們發明了一種新的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置，解決了以上技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種可以對不同物理模型進行油氣藏滲流物理模擬實驗，並能保證模擬實驗的長時間不間斷進行，可以實現模擬地層壓力與溫度條件，並實現了數據的自動化採集減小了人工計量的誤差的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置。

本發明的目的可通過如下技術措施來實現：多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置，該多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置包括模型夾持裝置,油氣水存儲裝置,環壓控制裝置,溫度控制裝置和自動採集裝置，該模型夾持裝置對物理模型進行裝封，該油氣水存儲裝置連接於該模型夾持裝置，提供模擬實驗過程中所需的流體，該環壓控制裝置連接於該模型夾持裝置，為模擬實驗提供環壓，並實現密封，該溫度控制裝置連接於該模型夾持裝置，為模擬實驗提供模擬地層溫度，該自動採集裝置連接於該環壓控制裝置和該溫度控制裝置，對實驗過程的數據進行自動採集。

本發明的目的還可通過如下技術措施來實現：

該多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置還包括回壓控制裝置，該回壓控制裝置與該模型加持裝置的出口端連接，為模擬實驗提供回壓，並模擬地層壓力條件。

該自動採集裝置連接於該回壓控制裝置，對實驗過程的數據進行自動採集。

該多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置還包括流體增壓裝置，該流體增壓裝置連接於該油氣水存儲裝置，為該油氣水存儲裝置提供壓力以及模擬實驗驅替壓力。

該自動採集裝置連接於該流體增壓裝置，對實驗過程的數據進行自動採集。

該油氣水存儲裝置包括三個存儲容器來存儲油、氣、水三種流體。

所述三個存儲容器的體積均為10000ml，並能夠承受70MPa的壓力。

本發明中的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置，是具有較大體積和壓力條件的油氣水存儲裝置、數據自動採集和適用多種物理模型的多功能油藏滲流物理模擬實驗裝置，由油氣水存儲裝置、流體增壓裝置、模型夾持裝置、環壓控制裝置、回壓控制裝置、溫度控制裝置、自動採集裝置七大部分組成。油氣水存儲裝置為實驗提供了多種流體選擇，壓力裝置和溫控裝置為模擬油氣藏提供壓力和溫度條件，模型加持裝置可以根據研究需要針對不同的物理模型進行更換，自動採集裝置通過傳感器和數據採集裝置對實驗數據進行自動採集。本發明涉及的一種用於油氣藏物理模擬的實驗裝置，測試可靠，操作方便，功能多樣，為科研生產提供了一種多功能油氣藏物理模擬實驗裝置。該油氣藏滲流 物理模擬實驗裝置可根據模擬實驗的要求，模擬不同物理模型進行油氣藏滲流物理實驗。增加了10000ml體積和承受70MPa壓力的油氣水存儲裝置，保證了在大尺寸物理模擬實驗時的流體用量和壓力條件，提高了實驗條件。增加了流體增壓裝置和回壓控制裝置，通過提高模擬實驗的測試壓力，能夠更好的模擬地層壓力情況。增加了溫度控制裝置，通過提高模擬實驗的溫度，能夠更好的模擬地層溫度情況。增加了自動採集裝置，能夠記錄實驗壓力、實驗溫度、實驗流量，記錄時間可達到1s一次，減小人工計量誤差，提高了實驗精度。

附圖說明

圖1為本發明的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置的一具體實施例的結構圖。

具體實施方式

為使本發明的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合附圖所示，作詳細說明如下。

如圖1所示，圖1為本發明的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置的結構圖。該多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置由油氣水存儲裝置5、流體增壓裝置4、模型夾持裝置6、環壓控制裝置2、回壓控制裝置7、溫度控制裝置3、自動採集裝置1七大部分組成。

流體增壓裝置4與油氣水存儲裝置5相連，為油氣水存儲裝置5提供壓力以及模擬實驗驅替壓力。

油氣水存儲裝置5，上端與流體增壓裝置4連接，下端與模型加持裝置6連接，分別設計三個體積為10000ml存儲容器來存儲油、氣、水三種流體，在保證實驗過程中有足夠的流體的同時，容器能夠承受70MPa的壓力，在不同模擬實驗提供足夠的流體和保證實驗的連續性的基礎上，保證了實驗壓力。

模型夾持裝置6分別與油氣水存儲裝置5、環壓控制裝置2、回壓控制裝置7、溫度控制裝置3相連，對物理模型進行裝封，並可以根據模擬實驗需要進行更換。

環壓控制裝置2與模型加持裝置6相連接，為模擬實驗提供環壓，並實現密封。

回壓控制裝置7與模型加持裝置6出口端連接，為模擬實驗提供回壓，同時可以模擬地層壓力條件。

溫度控制裝置3與模型加持裝置6相連接，實現為物理模型實驗模擬地層溫度。

自動採集裝置1分別與流體增壓裝置4、環壓控制裝置2、回壓控制裝置7、溫度控制裝置3相連接，對實驗過程的數據進行自動採集，提高實驗精度，減小了人工計量的誤差以及提高了計量效率。

本發明的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置使用步驟具體如下：

1、將製作好的物理模型放置於模型加持裝置6。

2、連接流程，根據圖1將流體增壓裝置4、油氣水存儲裝置5、模型夾持裝置6、環壓控制裝置2、回壓控制裝置7、溫度控制裝置3、自動採集裝置1依次連接。

3、加入流體，將油氣水存儲裝置5中加入流體，並按實驗要求利用流體增壓裝置4達到實驗要求壓力。

4、設置模擬實驗的壓力和溫度。

5、設置自動採集裝置1，設置採集數據時間間隔，開始實驗測試。

6、結束實驗，放空壓力，關閉實驗裝置，進行數據處理。

本發明中的多功能油氣藏滲流物理模擬實驗裝置，其特徵表現為多功能性，可以對多種物理模型進行模擬實驗。通過增加大體積油氣水存儲裝置，保證大模型物理實驗的連貫性。增加了自動化採集裝置，減小了人工計量的誤差以及提高了計量效率。可以模擬高溫高壓實驗條件，提高了實驗裝置的應用範圍。