一種氣藏多層合採物理模擬實驗裝置的製作方法

2023-11-09 19:51:47 1

專利名稱：一種氣藏多層合採物理模擬實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣田開發模擬研究的實驗裝置，具體是一種模擬氣藏多層合採
開發方式，再現開發過程中各產層壓力、產量變化規律的實驗模擬裝置。
背景技術：
目前，用於油氣藏開採模擬研究的實驗方法和裝置有幾種類型，但在工作性能和相似性方面還存在一些不足之處。如微觀可視化刻飾模型難以真實反映儲層實際孔隙結構和連通關係(如文獻2008年第32巻第3期中國石油大學學報(自然科學版)文章"可視化微觀孔隙模型中氣水兩相滲流機理"介紹的模型利用雷射刻蝕技術在光學玻璃板上刻蝕孔隙結構)。即使有的實驗室研發的一維、二維、三維人造物理模擬模型和裝置更接近真實油氣藏儲層物性和展布特徵，但不能準確模擬儲層潤溼性，工作壓力也比較低，不能模擬實際油氣藏原始儲層壓力，不能實現多層合採時自動記錄各分層的流量、壓力等參數(如文獻2003年第22巻第5期大慶石油地質與開發文章"聚合物驅後剩餘油分布物理模擬實驗研究"介紹的模型採用石英砂環氧樹脂膠結人造模型，模型尺寸長X寬X高=31cmX4. 5cmX4. 5cm，但最大工作壓力不超高5MPa，多層合採時只能記錄出口總流量而不能分層監測壓力、流量變化特徵；文獻2006年第20巻第1期石油儀器文章"多功能高溫高壓三維比例物理模擬試驗裝置"介紹的高溫高壓三維比例物理模型最高壓力只有15MPa)。目前應用較多的長巖心模型是填砂模型，這種模型通過人工填砂，難以模擬真實儲層介質的膠結作用。在油氣藏多層合採物理模擬實驗方面，目前多採用兩個巖心夾持器組合進行模擬(如文獻2009,29(2)天然氣工業文章"高低壓雙氣層合採產氣特徵"介紹的裝置巖心尺寸為3. 8cm(直徑)X20cm(長度)，最高壓力9MPa，不能沿程監測夾持器上不同位置的壓力)。總之，不能通過現有方法和裝置在室內模擬研究多層氣藏開採特徵。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種可模擬氣藏多層合採開發方式，再現開發過程中各產層壓力、產量變化規律的實驗模擬裝置。 本實用新型所述的一種氣藏多層合採物理模擬實驗裝置，由高壓氣源GR，氣體增壓器ZRH，巖心夾持器CG1、 CG2、 CG3、 CG4，閥門VI、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 V7、 V8、 V9、 VIO、 VI1、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18，壓力傳感器PS1、 PS2、 PS3、 PS4、 PS5、 PS6、 PS7、 PS8、 PS9、PS10、PS11、PS12、PS13、PS14、PS15、PS16、PS17、PS18、PS19、PS20，高壓注射泵HP-100A，調壓閥PR、質量流量計Ql、 Q2、 Q3、 Q4、質量流量控制器QC、計算機PC組成。[0005] 高壓氣源GR通過閥門VI與閥門V2連接，閥門V2通過閥門V3、 V7、 Vll、 V15分別與閥門V4、V8、V12、V16連接，閥門V2同時與氣體增壓器ZRH連接，閥門V4、V8、V12、V16分別與壓力傳感器PS1、PS6、PS11、PS16連接，同時與巖心夾持器CG1、CG2、CG3、CG4入口端連接。 巖心夾持器CG1正體與壓力傳感器PS2、PS3、PS4連接，巖心夾持器CG1出口端通過閥門V6與壓力傳感器PS5、質量流量計Ql連接。 巖心夾持器CG2正體與壓力傳感器PS7、PS8、PS9連接，巖心夾持器CG2出口端通過閥門V10與壓力傳感器PS10、質量流量計Q2連接。 巖心夾持器CG3正體與壓力傳感器PS11、PS12、PS14連接，巖心夾持器CG3出口端通過閥門V14與壓力傳感器PS15、質量流量計Q3連接。 巖心夾持器CG4正體與壓力傳感器PS17、PS18、PS19連接，巖心夾持器CG4出口端通過閥門V18與壓力傳感器PS20、質量流量計Q4連接。 質量流量計Q1、 Q2、 Q3、 Q4與調壓閥PR連接，調壓閥PR與質量流量控制器QC連接。 高壓注射泵HP-100A通過閥門V5、 V9、 V13、 V17分別和巖心夾持器CG1、 CG2、 CG3、
CG4連接。 壓力傳感器PS1、 PS2、 PS3、 PS4、 PS5、 PS6、 PS7、 PS8、 PS9、 PSIO、 PSll、 PS12、 PS13、PS14、PS15、PS16、PS17、PS18、PS19、PS20、質量流量Q1、Q2、Q3、Q4和質量流量控制器QC與計算機PC連接。 巖心夾持器CG1、CG2、CG3、CG4為多測壓孔耐高壓巖心夾持器，可裝入巖心的尺寸直徑為7. 5cm或10cm，巖心長度10cm 100cm。 本裝置可以在室內模擬氣藏多層地質特徵和氣藏多層合採開發方式，再現氣藏多層合採生產過程中單層壓力、產量變化規律，實現了通過物理模擬方法研究氣藏多層合採開發特徵，本發明裝置可實現數據自動監測、採集、處理，準確、可信、自動化程度高。

圖1為本氣藏多層合採物理模擬實驗裝置結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型所述的一種氣藏多層合採物理模擬實驗裝置，由高壓氣源GR，氣體增壓器ZRH，巖心夾持器CG1、 CG2、 CG3、 CG4，閥門VI、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 V7、 V8、 V9、 VIO、 VI1、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18，壓力傳感器PS1、 PS2、 PS3、 PS4、 PS5、 PS6、 PS7、 PS8、 PS9、PS10、PS11、PS12、PS13、PS14、PS15、PS16、PS17、PS18、PS19、PS20，高壓注射泵HP-100A，調壓閥PR、質量流量計Ql、 Q2、 Q3、 Q4、質量流量控制器QC、計算機PC組成。[0017] 高壓氣源GR通過閥門VI與閥門V2連接，閥門V2通過閥門V3、 V7、 Vll、 V15分別與閥門V4、V8、V12、V16連接，閥門V2同時與氣體增壓器ZRH連接，閥門V4、V8、V12、V16分別與壓力傳感器PS1、PS6、PS11、PS16連接，同時與巖心夾持器CG1、CG2、CG3、CG4入口端連接。 巖心夾持器CG1正體與壓力傳感器PS2、PS3、PS4連接，巖心夾持器CG1出口端通過閥門V6與壓力傳感器PS5、質量流量計Ql連接。 巖心夾持器CG2正體與壓力傳感器PS7、PS8、PS9連接，巖心夾持器CG2出口端通過閥門V10與壓力傳感器PS10、質量流量計Q2連接。 巖心夾持器CG3正體與壓力傳感器PS11、PS12、PS14連接，巖心夾持器CG3出口端通過閥門V14與壓力傳感器PS15、質量流量計Q3連接。[0021] 巖心夾持器CG4正體與壓力傳感器PS17、PS18、PS19連接，巖心夾持器CG4出口端通過閥門V18與壓力傳感器PS20、質量流量計Q4連接。 質量流量計Q1、 Q2、 Q3、 Q4與調壓閥PR連接，調壓閥PR與質量流量控制器QC連接。 高壓注射泵HP-100A通過閥門V5、V9、V13、V17分別和巖心夾持器CG1、 CG2、 CG3、
CG4連接。 壓力傳感器PS1、 PS2、 PS3、 PS4、 PS5、 PS6、 PS7、 PS8、 PS9、 PSIO、 PSll、 PS12、 PS13、PS14、PS15、PS16、PS17、PS18、PS19、PS20、質量流量Q1、Q2、Q3、Q4和質量流量控制器QC與計算機PC連接。 巖心夾持器CG1、CG2、CG3、CG4為多測壓孔耐高壓巖心夾持器，由2個以上並聯組
合，可裝入巖心的尺寸直徑為7. 5cm或10cm，巖心長度10cm 100cm。 高壓注射泵HP-100A加圍壓最大為70MPa。 高壓氣源GR，氣體增壓器ZRH最大壓力為50MPa。 壓力傳感器PS1 PS20監測壓力，壓力範圍0 50MPa。 質量流量計Ql Q4、質量流量控制器QC流量範圍0 5000ml/min。 計算機(PC)實時採集處理壓力、流量、時間數據，實現了計算機自動採集、處理數
據，準確、可信、自動化程度高。 從實際氣藏儲層或者露頭鑽取巖心，能反映真實的氣藏儲層物性條件，將巖心裝入巖心夾持器CG1、 CG2、 CG3、 CG4後，通過高壓注射泵HP-100A向巖心夾持器CG1、 CG2、CG3、 CG4中的巖心加圍壓，模擬上覆巖層壓力，通過高壓氣源GR，氣體增壓器ZRH向巖心孔隙飽和氣，模擬氣藏儲層原始壓力；通過調壓閥PR、質量流量計Ql、 Q2、 Q3、 Q4控制生產壓差和流量，模擬氣藏定產量衰竭或定壓差衰竭開採；定產量衰竭過程中，初期配產控制在100ml/min 5000ml/min之間，定壓差衰竭過程中，壓差控制在lOMPa以內；通過壓力傳感器PS1 PS20、質量流量計Q1、Q2、Q3、Q4和質量流量控制器QC實時監測不同位置點壓力、流量、累計流量，通過計算機PC實時採集和處理數據，採集記錄時間間隔為5秒至300秒，在採集數據的基礎上，計算機自動繪製壓力與生產時間、流量與生產時間、累計流量與生產時間關係曲線。
權利要求一種氣藏多層合採物理模擬實驗裝置，由高壓氣源(GR)，氣體增壓器(ZRH)，巖心夾持器，閥門(V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12、V13、V14、V15、V16、V17、V18)，壓力傳感器(PS1、PS2、PS3、PS4、PS5、PS6、PS7、PS8、PS9、PS10、PS11、PS12、PS13、PS14、PS15、PS16、PS17、PS18、PS19、PS20)，高壓注射泵(HP-100A)，調壓閥(PR)、質量流量計(Q1、Q2、Q3、Q4)、質量流量控制器(QC)、計算機(PC)組成，其特徵在於高壓氣源GR通過閥門(V1)與閥門(V2)連接，閥門(V2)通過閥門(V3、V7、V11、V15)分別與閥門(V4、V8、V12、V16)連接，閥門(V2)同時與氣體增壓器(ZRH)連接，閥門(V4、V8、V12、V16)分別與壓力傳感器(PS1、PS6、PS11、PS16)連接，同時與巖心夾持器(CG1、CG2、CG3、CG4)入口端連接；巖心夾持器(CG1)正體與壓力傳感器(PS2、PS3、PS4)連接，巖心夾持器(CG1)出口端通過閥門(V6)與壓力傳感器(PS5)、質量流量計(Q1)連接；巖心夾持器(CG2)正體與壓力傳感器(PS7、PS8、PS9)連接，巖心夾持器(CG2)出口端通過閥門(V10)與壓力傳感器(PS10)、質量流量計(Q2)連接；巖心夾持器(CG3)正體與壓力傳感器(PS11、PS12、PS14)連接，巖心夾持器(CG3)出口端通過閥門(V14)與壓力傳感器(PS15)、質量流量計(Q3)連接；巖心夾持器(CG4)正體與壓力傳感器(PS17、PS18、PS19)連接，巖心夾持器(CG4)出口端通過閥門(V18)與壓力傳感器(PS20)、質量流量計(Q4)連接；質量流量計(Q1、Q2、Q3、Q4)與調壓閥(PR)連接，調壓閥(PR)與質量流量控制器(QC)連接；高壓注射泵(HP-100A)通過閥門(V5、V9、V13、V17)分別和巖心夾持器(CG1、CG2、CG3、CG4)連接；壓力傳感器(PS1、PS2、PS3、PS4、PS5、PS6、PS7、PS8、PS9、PS10、PS11、PS12、PS13、PS14、PS15、PS16、PS17、PS18、PS19、PS20)、質量流量(Q1、Q2、Q3、Q4)和質量流量控制器(QC)與計算機(PC)連接；巖心夾持器(CG1、CG2、CG3、CG4)可裝入巖心的尺寸直徑為7.5cm或10cm，巖心長度10cm～100cm。
專利摘要本實用新型涉及一種氣藏多層合採物理模擬實驗裝置；高壓氣源與氣體增壓器連接，氣體增壓器與巖心夾持器入口端連接；巖心夾持器正體與壓力傳感器連接，出口端與壓力傳感器、質量流量計連接；質量流量計與調壓閥連接，調壓閥與質量流量控制器連接；高壓注射泵和巖心夾持器連接；壓力傳感器、質量流量和質量流量控制器與計算機連接；巖心夾持器四臺並聯，巖心夾持器可裝入巖心的尺寸直徑為7.5cm或10cm，巖心長度10cm～100cm；本裝置可以在室內模擬氣藏多層地質特徵和氣藏多層合採開發方式，再現氣藏多層合採生產過程中單層壓力、產量變化規律，實現了通過物理模擬方法研究氣藏多層合採開發特徵，實現數據自動監測、採集、處理。
文檔編號G01M99/00GK201464203SQ20092011029
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者萬玉金, 朱華銀, 李熙喆, 羅瑞蘭, 胡勇, 趙素平, 陸家亮 申請人:中國石油天然氣股份有限公司