試井物理模擬裝置的製作方法

2023-12-09 21:03:16 5

專利名稱：試井物理模擬裝置的製作方法
技術領域：
本發明是一種用於模擬多孔介質中的彈性滲流過程，其中最主要的是模擬油氣田試井的彈性滲流過程的試井物理模擬裝置，是模擬和測定一定邊界條件下，多孔介質的孔隙流體的流壓、流量發生變化時，多孔介質中彈性不穩定滲流的裝置。
油氣田開發過程是油氣在油氣藏中的滲流過程。油氣藏的滲流參數是油田開發設計的重要依據。在實際中油氣藏的滲流參數是通過試井來測定的。所謂試井是通過對油井關井和開井，引起油藏的彈性不穩定滲流並測定彈性不穩定滲流過程中井底的壓力隨時間關係曲線。通過該曲線和試井理論求得油藏滲流參數。試井技術已有幾十年的歷史，卻沒有試井物理模擬裝置。這一現象使得很多試井問題無法通過物理模擬解決，這給油田的開發方案設計帶來很大的困難。
本發明的目的在於提供一種可成功測定及模擬出試井過程的試井物理模擬裝置。
本發明是這樣實現的包括高壓容器蓋1、多孔介質模型2、快速閥門3、膜片4、管線5、限流閥6、模擬井筒7、密封圈8、傳感器10、高壓容器11、二次儀表12、數據採集器13、細孔14、密封腔15、微孔16、防砂層17，多孔介質模型2在模型高壓容器11中，模擬井筒7在多孔介質模型2中，並穿出多孔介質模型，井筒限流閥6在井筒7的上部，快速閥門3安裝在井筒限流閥6的上部，傳感器10與井筒7底部連通或與多孔介質模型相連通，傳感器10與二次儀表12相連，二次儀表12和高頻採集信號器13相連。
高壓容器11是可以改變內部空間厚度的密封容器。
高壓容器蓋1上有密封圈8、頂蓋螺釘18。
多孔介質模型2採甲硬度高球型介質，可以是鬆散顆粒堆積而成，也可以使用固接的多孔介質。
多孔介質模型2所採用硬度高球型介質可以是玻璃微珠。
玻璃微珠粒徑在2mm～1μm之間。
多孔介質模型2，使用固接的多孔介質模型可以是燒結模型，也可以是膠結模型。
井筒7上帶微孔16，其外部有防砂層17。
井筒限流閥6有細孔14。
細孔14可以是一個，也可以是多個，其孔徑在5mm以下。
快速閥門3由密封腔15、加壓管線5、膜片4組成，密封腔15上部有膜片4，旁邊有加壓管線5。
本發明的優點在於從根本上解決了很多試井問題無法通過物理模擬解決的問題，給油田的開發方案設計帶來很大的方便，可成功測定及模擬出試井過程的試井物理模擬裝置。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明井筒7的外部結構圖；圖3為本發明井筒7的剖視圖。
下面結合附圖對本發明做進一步描述高壓容器11的上蓋1有一個堵頭，堵頭上有密封圈8起到壓實模型及密封的作用，模型上有頂蓋螺釘18，它即可以使開啟容器方便，也可以壓實模型，高壓容器11是可以改變內部空間厚度的密封容器。
井筒7是帶微孔16的金屬細管，使用鬆散顆粒組成的介質模型時，金屬細管外面有阻擋鬆散顆粒進入井筒7的防砂層17。
模型的高壓容器11用金屬製成，模型高壓容器11的上蓋1上有密封圈8，地層模型2為玻璃微珠堆積而成，井筒7用打了很多孔的不鏽鋼管制成，不鏽鋼管的外部裹有不鏽鋼防砂層17，井筒限流閥6為一帶孔14的金屬堵頭，細孔14的孔徑在5mm以下，一般在3mm至0.1mm。井筒限流閥6的上部有一密封腔15，密封腔15的上部有一膜片4，密封腔15通過加壓管線5與外部的加壓裝置相連。測定過程中，通過與密封腔15連接的管線5，給快速閥門3的密封腔15、井筒7和地層模型的流體緩慢加壓，達到膜片4的破裂壓力時，膜片4突然破裂，地層模型中產生一個彈性不穩定滲流過程，並通過傳感器10測定模型中和井筒7的壓力隨時間的變化數據。
多孔介質模型2採用硬度高球型介質，可以是鬆散顆粒堆積而成，也可以使用固接的多孔介質，鬆散的顆粒堆積可以使用玻璃微珠；固接的多孔介質模型，是指燒結模型，如剛玉砂，也可以是膠結模型，如磷酸鋁。
傳感器10採用固有頻率大於2000赫茲的傳感器，可以是壓電石英傳感器，也可以是壓阻傳感器。
二次儀表12採用固有頻率大於2000赫茲的高速放大電路，可以是電荷放大器。
高頻採集信號器13為採樣速率大於10000赫茲的高頻數據採集系統。
權利要求
1.試井物理模擬裝置，包括高壓容器蓋(1)、多孔介質模型(2)、快速閥門(3)、膜片(4)、管線(5)、限流閥(6)、模擬井筒(7)、密封圈(8)、傳感器(10)、高壓容器(11)、二次儀表(12)、數據採集器(13)、細孔(14)、密封腔(15)、微孔(16)、防砂層(17)，其特徵在於多孔介質模型(2)在模型高壓容器(11)中，井筒(7)在多孔介質模型(2)中，並穿出多孔介質模型(2)，井筒限流閥(6)在井筒(7)的上部，快速閥門(3)安裝在井筒限流閥(6)的上部，傳感器(10)與井筒(7)底部連通或與多孔介質模型(2)相連通，傳感器(10)與二次儀表(12)相連，二次儀表(12)和高頻採集信號器(13)相連。
2.根據權利要求1所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於高壓容器(11)是可以改變內部空間厚度的密封容器。
3.根據權利要求2所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於高壓容器蓋(1)上有密封圈(8)、頂蓋螺釘(18)。
4.根據權利要求1所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於多孔介質模型(2)採用硬度高球型介質，可以是鬆散顆粒堆積而成，也可以使用固接的多孔介質。
5.根據權利要求4所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於多孔介質模型(2)所採用硬度高球型介質可以是玻璃微珠。
6.根據權利要求5所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於玻璃微珠粒徑在2mm～1μm之間。
7.根據權利要求4所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於多孔介質模型(2)使用固接的多孔介質模型可以是燒結模型，也可以是膠結模型。
8.根據權利要求1所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於井筒(7)上帶微孔(16)，其外部有防砂層(17)。
9.根據權利要求1所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於井筒限流閥(6)上有細孔(14)。
10.根據權利要求9所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於細孔(14)可以是一個，也可以是多個，其孔徑在5mm以下。
11.根據權利要求1所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於快速閥門(3)由密封腔(15)、加壓管線(5)、膜片(4)組成。
12.根據權利要求11所述的試井物理模擬裝置，其特徵在於密封腔(15)的上部有膜片(4)，旁邊有加壓管線(5)。
全文摘要
一種用於模擬多孔介質中的彈性滲流過程,其中最主要的是模擬油氣田試井的彈性滲流過程的試井物理模擬裝置,包括高壓容器蓋1、多孔介質模型2、快速閥門3、模擬井筒7、密封圈8、傳感器10、高壓容器11等,多孔介質模型2在模型高壓容器11中,模擬井筒7在多孔介質模型2中,可成功測定及模擬出試井過程的試井物理模擬裝置,從根本上解決了很多試井問題無法通過物理模擬解決的問題,給油田的開發方案設計帶來很大的方便。
文檔編號E21B47/00GK1267782SQ0010565
公開日2000年9月27日 申請日期2000年4月14日 優先權日2000年4月14日
發明者裴柏林, 陳欽雷 申請人:石油大學(北京)