专利名称：物理模拟可视化实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于ー种物理模拟可视化实验装置。
背景技术：
三维可视化物理模拟试验系统能够直观、真实地反映开发底水油藏过程中，水平生产井在不同含水率和生产压差条件下的水锥的形态和上升速度，能够反映出水平生产井的水淹动态和模式。在满足模型装置内流体的流动符合达西渗流规律、物模实验和真实油藏具有一定可比性的前提下，应用三维可视化物理模拟试验设备，有效地模拟了使用水平生产井开采均质底水油藏时底水脊进的形成和发展过程，以及油藏见水的时间，从而对底水油藏中不同的生产压差与不同水平生产井长度下水平生产井的见水规律进行研究。对使用水平生产井来开发油藏的过程进行物理模拟实验，国内外大多利用水电模拟或者采用人工填砂模型对水平生产井周围空间的渗流场和压カ场的分布特征进行分析和研究。目前，在水平生产井相关的文献中，都是采用数值模拟方法来确定水平生产井开发·见水之后的含水率的变化。现有的底水油藏水平生产井三维可视化物理模拟装置。该装置由底水供给系统、三维可视化模型和记录计量系统组成。三维可视化模型是由透明的有机玻璃板通过三氯甲烷(氯仿)粘结而成的一种实验装置。由于上述三维可视化物理模拟装置中，可视化模型采用的是有机玻璃板，模拟油藏的介质采用的是玻璃珠，井筒采用的是有机玻璃管，计量系统采用的是量筒等设备，因此，在对于模拟底水油藏的时候存在以下几个方面的缺陷(I)在上述可视化物理模拟实验中，只能是单独对注入井或者是对生产井的模拟，不能对井网进行模拟。(2)油藏多孔介质的模拟采用玻璃珠，和真实的砂地层相差太多，这对于模拟的相似度有很大影响，对于实验的准确度有一定的影响程度。(3)測量系统存在误差较大。该测量系统中的流体计量采用量筒等工具，通过工作人员来读取数据，也就是采用人エ计量，这样就会存在人为的误差，大大增加了測量结果的不准确性，影响了测量的精度。(4)井筒模拟采用有机玻璃管，并没有考虑有机玻璃管内壁的粗糙度，实际上玻璃面是比较光滑的，这样就大大降低了井筒的阻力。然而在实际的井筒中，是存在一定的井筒阻力的，而且这种阻カ对油藏产能的影响是不能忽略的，因此有机玻璃管不能客观的反映油藏中井筒的真实情況。(5)此三维可视化模型难以模拟薄油藏。对于油藏厚度较薄的油层，此模型不能实现。如果采用此模型来模拟油层较薄的油藏，那么油藏压カ等都难以实现。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供ー种物理模拟可视化实验装置，其可以三维模拟的方式对水平生产井和注水井同时进行模拟，从而可对油藏生产动态有个更为近似的模拟。本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现ー种物理模拟可视化实验装置，其包括箱体，其呈立方体，所述箱体的顶部具有顶盖，所述箱体内充填有多孔介质；注水井，其一端设在所述箱体内，另一端伸出所述箱体而外露；水平生产井，其水平设置，所述水平生产井包括主井筒，所述主井筒的尾端连接有连接筒，所述主井筒的侧边设有至少ー个分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱体的内部，而连接筒位于所述箱体的外部，所述 主井筒和分支井筒上都均匀地设有多个射孔。在优选的实施方式中，所述主井筒和分支井筒的外部包覆有防砂网；所述射孔为间隔垂直交叉式射孔。在优选的实施方式中，所述注水井呈竖直设置，其位于所述箱体的边缘部分。在优选的实施方式中，所述实验装置还包括渗流板，所述渗流板水平地连接在所述箱体内，所述注水井水平地位于所述渗流板的下方，所述水平生产井位于所述渗流板的上方。在优选的实施方式中，所述主井筒和分支井筒均为钢管制成，所述主井筒与分支井筒相互焊接连接。在优选的实施方式中，所述分支井筒与所述主井筒之间的角度为0° -90°之间，所述主井筒和分支井筒的直径相同。在优选的实施方式中，所述分支井筒与所述主井筒之间的角度为30°，45°或60。。在优选的实施方式中，所述多孔介质物为细砂，或者为蒙脱石粉和砂的混合物，蒙脱石粉和砂的混合比例为1:4。本实用新型实施例的可视化实验装置的特点和优点是I、其可以三维模拟的方式对水平生产井和注水井同时进行模拟，模拟底水油藏脊进现象和底水油藏开发时见水规律的研究，对油藏生产动态有个更为近似的模拟。2、在以往的可视化物理模拟实验中，模拟的均为单一水平井直井，不能对多分支井进行模拟；本实用新型实施例由于水平生产井包括主井筒和分支井筒，使得该实验装置可对多分支水平井进行模拟，而多分支井的应用越来越广泛，因此本实验装置提高了其使用的广泛性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的ー些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是包含有本实用新型的可视化实验装置的实验系统示意图；图2是本实用新型的可视化实验装置的第一种实施方式的立体示意图，其可用于厚油藏的模拟；[0030]图3是本实用新型的可视化实验装置的第一种实施方式的主视示意图；图4是本实用新型的可视化实验装置的第二种实施方式的立体示意图，其可用于薄油藏的模拟；图5是本实用新型的可视化实验装置的第二种实施方式的主视示意图；图6A是本实用新型的可视化实验装置的一分支井的第一种结构的主视示意图；图6B是本实用新型的可视化实验装置的一分支井的第二种结构的主视示意图；图6C是本实用新型的可视化实验装置的一分支井的第三种结构的主视示意图；图7A是本实用新型的可视化实验装置的二分支井的第一种结构的主视示意图；图7B是本实用新型的可视化实验装置的二分支井的第二种结构的主视示意图；图7C是本实用新型的可视化实验装置的二分支井的第三种结构的主视示意图；图7D是本实用新型的可视化实验装置的二分支井的第四种结构的主视示意图；图8A是本实用新型的可视化实验装置的三分支井的第一种结构的主视示意图；图SB是本实用新型的可视化实验装置的三分支井的第二种结构的主视示意图；图SC是本实用新型的可视化实验装置的三分支井的第三种结构的主视示意图；图8D是本实用新型的可视化实验装置的三分支井的第四种结构的主视示意图；图9A是本实用新型的可视化实验装置的四分支井的第一种结构的主视示意图；图9B是本实用新型的可视化实验装置的四分支井的第二种结构的主视示意图；图9C是本实用新型的可视化实验装置的四分支井的第三种结构的主视示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。首先对本文中所涉及的一些技术术语说明如下可视化通过对事物的实时观察，能够观察到不可见的对象，对事物的实时动态最直接的观察。水平生产井在钻到目的层部位吋，井段斜度超过85度，其水平距离超过目的层厚度10倍的井叫水平生产井。分支井指一个主井眼中有两个或两个以上分叉井眼进入油(气)层的井。水平生产井网以某ー含油层为目标而设计的水平生产井和水平注水井，由其所组成的开发井网。渗流与地下渗流流体在多孔介质中的流动称为渗流。流体在地层中流动叫做地下渗流。底水与边水在油(气)藏中，整个含油(气)边界(缘)范围内的油(气)层底部都有托着油(气)的水叫底水；只在油(气)藏边部(气水或油水过渡带)的油(气)层底部有托着油(气)的水叫边水。封闭边界指油藏被不滲透岩层或断层包围的边界叫封闭边界。当封闭边界影响达到井筒后，油藏压カ随时间的变化率为ー常数，即压カ与时间呈直线关系。[0056]定压边界在存在巨大气顶、活跃边水或边缘注水时，边界上的压カ可看成不随时间而变化，这种边界叫定压边界。由于水平井的水平段在油藏中深入较多，因此在建立油藏物理模型吋，不仅要考虑流体在多孔介质中的流动，还要考虑流体在水平井的水平段井筒中流动。依据的相似准则如下表所示
权利要求1.ー种物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述实验装置包括 箱体，其呈立方体，所述箱体的顶部具有顶盖，所述箱体内充填有多孔介质； 注水井，其一端设在所述箱体内，另一端伸出所述箱体而外露； 水平生产井，其水平设置，所述水平生产井包括主井筒，所述主井筒的尾端连接有连接筒，所述主井筒的侧边设有至少ー个分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱体的内部，而连接筒位于所述箱体的外部，所述主井筒和分支井筒上都均匀地设有多个射孔。
2.根据权利要求I所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述主井筒和分支井筒的外部包覆有防砂网；所述射孔为间隔垂直交叉式射孔。
3.根据权利要求I所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述注水井呈竖直设置，其位于所述箱体的边缘部分。
4.根据权利要求I所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括渗流板，所述渗流板水平地连接在所述箱体内，所述注水井水平地位于所述渗流板的下方，所述水平生产井位于所述渗流板的上方。
5.根据权利要求I至4任意一项所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述主井筒和分支井筒均为钢管制成，所述主井筒与分支井筒相互焊接连接。
6.根据权利要求5所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述分支井筒与所述主井筒之间的角度为0° -90°之间，所述主井筒和分支井筒的直径相同。
7.根据权利要求6所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在干，所述分支井筒与所述主井筒之间的角度为30°，45°或60°。
8.根据权利要求I所述的物理模拟可视化实验装置，其特征在于，所述多孔介质为细砂。
专利摘要本实用新型公开了一种物理模拟可视化实验装置，所述实验装置包括箱体，其呈立方体，所述箱体的顶部具有顶盖，所述箱体内充填有多孔介质；注水井，其一端设在所述箱体内，另一端伸出所述箱体而外露；水平生产井，其水平设置，所述水平生产井包括主井筒，所述主井筒的尾端连接有连接筒，所述主井筒的侧边设有至少一个分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱体的内部，而连接筒位于所述箱体的外部，所述主井筒和分支井筒上都均匀地设有多个射孔。因此，本实用新型可以三维模拟的方式对水平生产井和注水井同时进行模拟，从而可对油藏生产动态有个更为近似的模拟。
文档编号E21B47/00GK202417477SQ20112054681
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者吴晓东, 安永生, 张睿, 徐立坤, 曹光朋, 朱明 , 范卫潮, 韩国庆, 高慎帅, 高飞 申请人:中国石油大学(北京)