专利名称：用于气顶油藏的物理模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种用于气顶油藏研究的实验装置，尤其涉及一种用于气顶油藏模拟油气水三相渗流的物理模拟装置。
背景技术：
三维油藏物理模拟技术能较真实的反映地下流体运动规律而在石油工业中广泛应用，目前国内外进行的三维物理实验有底水油藏实验、注水开发模拟实验等，但目前国内外还没有针对气顶油藏三维物理模拟实验的研究，主要是由于缺少相应的油藏物理模拟装
置。 由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于气顶油藏的物理模拟装置，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于气顶油藏的物理模拟装置，以模拟不同驱动方式以及不同开发方式下的气顶油藏，通过该装置能清晰观察油气水的运移规律，研究气顶油藏中油气水渗流机理，同时进行气顶油藏不同开发方式效果评价。本发明的目的是这样实现的，一种用于气顶油藏的物理模拟装置，该物理模拟装置由一立方体容器构成；该立方体容器包括一本体和一设置于本体顶部的压盖，本体内设有容置腔，压盖下部设有与容置腔开口形状相同的活塞；所述本体的一侧壁设有视窗，本体的其它侧壁或底面设有多个孔状功能测量点，所述功能测量点与容置腔控制导通；所述容置腔内充满粒状多孔介质，所述活塞由容置腔开口处伸入容置腔内并压设于粒状多孔介质上；所述立方体容器上设有与容置腔导通的注气孔；所述容置腔内的粒状多孔介质中设有多个用于模拟井筒的管柱。在本发明的一较佳实施方式中，所述视窗由钢化玻璃构成。在本发明的一较佳实施方式中，所述注气孔设置在压盖上并贯穿活塞。在本发明的一较佳实施方式中，所述粒状多孔介质为石英砂或玻璃珠。在本发明的一较佳实施方式中，所述立方体容器设置在三维旋转装置上。在本发明的一较佳实施方式中，一模拟井筒连接一功能测量点，并由管体顺序连接于一开关阀和一驱替泵。在本发明的一较佳实施方式中，所述注气孔由管体顺序连接于一气体流量设定仪和一气瓶。在本发明的一较佳实施方式中，一压力测量装置连接于一功能测量点；一饱和度测量装置连接于另一功能测量点；所述压力测量装置和饱和度测量装置与电脑连接。在本发明的一较佳实施方式中，另一模拟井筒连接于又一功能测量点，并由管体顺序连接于另一开关阀、一回压阀、一气液分离瓶和一气体流量计；所述气液分离瓶设置在一天平上，天平连接于电脑。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述容置腔内设置一能将内部粒状多孔介质上下分开的水平隔板。由上所述，本发明用于气顶油藏的物理模拟装置，能对不同地层倾角、不同气顶指数的气顶油藏进行物理模拟实验，模拟不同驱动方式以及不同开发方式下的气顶油藏，通过该装置能清晰观察油气水的运移规律，并通过测量系统，可监测并记录模型内的油气水运动规律以及模型的压力分布规律，从而研究气顶油藏中油气水渗流机理，进行气顶油藏不同开发方式效果评价。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中图I :为本发明用于气顶油藏的物理模拟装置的立体结构示意图。 图2 :为本发明用于气顶油藏的物理模拟装置的侧面结构示意图。图3 :为利用本发明物理模拟装置进行饱和油与饱和气实验的流程图。图4 :为利用本发明物理模拟装置进行油环开采实验的流程图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
本发明的具体实施方式
。如图I、图2所示，本发明提出一种用于气顶油藏的物理模拟装置100，该物理模拟装置100由一立方体容器构成,该容器具有一定的承压能力；该立方体容器包括一本体I和一设置于本体I顶部的压盖2，本体I内设有容置腔11，压盖2下部设有与容置腔11开口形状相同的活塞6 ;所述本体I的一侧壁设有视窗3，本体I的其它侧壁或底面设有多个孔状功能测量点4，所述功能测量点4与容置腔11控制导通；所述容置腔11内充满粒状多孔介质24，所述活塞6由容置腔11开口处伸入容置腔内并压设于粒状多孔介质24上；所述立方体容器上设有与容置腔11导通的注气孔7 ;所述容置腔11内的粒状多孔介质中设有多个用于模拟井筒的管柱22。进一步，在本实施方式中，所述视窗3由钢化玻璃31构成。所述注气孔7设置在压盖2上并贯穿活塞6。所述粒状多孔介质24为石英砂或玻璃珠。如图3、图4所示，在本实施方式中，所述立方体容器设置在三维旋转装置12上；一模拟井筒22连接一功能测量点4，并由管体顺序连接于一开关阀10、一压力表、一中间容器9和一驱替泵8。在本实施方式中，所述注气孔7由管体顺序连接于另一开关阀10、一气体流量设定仪14和一气瓶13。在本实施方式中，一压力测量装置15连接于一功能测量点4 ;一饱和度测量装置16连接于另一功能测量点4 ;所述压力测量装置15和饱和度测量装置16与电脑17连接。在本实施方式中，另一模拟井筒22连接于又一功能测量点4，并由管体顺序连接于另一开关阀10、一回压阀21、一气液分离瓶20和一气体流量计19 ;所述气液分离瓶20设置在一天平18上，天平18连接于电脑17。
在本实施方式中，在所述容置腔11内设置一能将内部粒状多孔介质24上下分开的水平隔板23。由上所述，本发明用于气顶油藏的物理模拟装置，能对不同地层倾角、不同气顶指数的气顶油藏进行物理模拟实验，模拟不同驱动方式以及不同开发方式下的气顶油藏，通过该装置能清晰观察油气水的运移规律，并通过测量系统，可监测并记录模型内的油气水运动规律以及模型的压力分布规律，从而研究气顶油藏中油气水渗流机理，进行气顶油藏不同开发方式效果评价。本发明用于气顶油藏的物理模拟装置的具体使用过程如下(I)填砂将物理模拟装置100设置在三维旋转装置12上，所述三维旋转装置12为现有结构，旋转该物理模拟装置100，将物理模拟装置100的可视面朝上放置，先后将可视窗口 3和钢化玻璃31取下，旋转螺栓5，使得活塞6与压盖2受力向装置100外侧移动；通过管线 连接功能测量点4与压力测量装置15，用于监测物理模拟装置100内部的压力变化规律；将饱和度探针通过另一功能测量点4插入物理模拟装置100内，并且饱和度探针与饱和度测量装置16相连，用于监测物理模拟装置100内流体运动规律；将管壁上钻有孔眼的管柱插入相应的功能测量点4内，模拟生产井或注入井22，并在管柱上装上开关阀10，用于开关井；往物理模拟装置100的容置腔11内填满一定量的粒状多孔介质24，根据实验要求压实充填该介质；先后盖上钢化玻璃31和可视窗口 3 ;在注气孔7上装上开关阀10，用于开关井；旋转螺栓5使得活塞6和压盖2受力朝容置腔11方向移动，进一步压实充填介质24。必要时，可在粒状多孔介质24中间设置一隔板23。(2)饱和油实验通过管线连接一井眼22处开关阀10与中间容器9出口端，中间容器9入口端与驱替泵8相连；打开井眼管线和注气孔7处的开关阀10，通过驱替泵8以一定注入速度向物理模拟装置100内注入饱和模拟油，直到饱和所需体积，关闭井眼管线处开关阀10，并断开井眼22与中间容器9的连接。(3)饱和气实验通过管线将注气孔I处开关阀10与气体流量设定仪14的出口端连接，将气瓶13与气体流量设定仪14的入口端连接，并通过气体流量设定仪14设置气体流速，打开气瓶13，以一定流速向物理模拟装置100内注入实验所需气体，达到实验压力水平后关闭注气孔7处开关阀10，并断开注气孔7处开关阀10与气体流量设定仪14的连接。(4)生产模拟(油环气顶开采实验)将驱替泵8与模拟注水井22的井眼管线相连，将回压阀21入口端与模拟生产井22的井眼管线相连，回压阀21出口端连接气液分离瓶20入口端，气液分离瓶20置于天平18上，气液分离瓶20出口端与湿式气体流量计19相连；通过管线连接注气孔7与气体流量设定仪14 ;实验时，打开井眼管线和注气孔7处开关阀10，并设定驱替泵8的注入流量、回压阀21入口端压力、气体流量设定仪14的流速，则可模拟气顶油藏内注水井注水、采油井与采气井生产的开发过程。分别记录天平18和湿式气体流量计19上的读数，可测量采油井生产出的油量与气量。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修 改，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于该物理模拟装置由一立方体容器构成；该立方体容器包括一本体和一设置于本体顶部的压盖，本体内设有容置腔，压盖下部设有与容置腔开口形状相同的活塞；所述本体的一侧壁设有视窗，本体的其它侧壁或底面设有多个孔状功能测量点，所述功能测量点与容置腔控制导通；所述容置腔内充满粒状多孔介质，所述活塞由容置腔开口处伸入容置腔内并压设于粒状多孔介质上；所述立方体容器上设有与容置腔导通的注气孔；所述容置腔内的粒状多孔介质中设有多个用于模拟井筒的管柱。
2.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于所述视窗由钢化玻璃构成。
3.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于所述注气孔设置在压盖上并贯穿活塞。
4.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于所述粒状多孔介·质为石英砂或玻璃珠。
5.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于所述立方体容器设置在三维旋转装置上。
6.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于一模拟井筒连接一功能测量点，并由管体顺序连接于一开关阀和一驱替泵。
7.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于所述注气孔由管体顺序连接于一气体流量设定仪和一气瓶。
8.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于一压力测量装置连接于一功能测量点；一饱和度测量装置连接于另一功能测量点；所述压力测量装置和饱和度测量装置与电脑连接。
9.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于另一模拟井筒连接于又一功能测量点，并由管体顺序连接于另一开关阀、一回压阀、一气液分离瓶和一气体流量计；所述气液分离瓶设置在一天平上，天平连接于电脑。
10.如权利要求I所述的用于气顶油藏的物理模拟装置，其特征在于在所述容置腔内设置一能将内部粒状多孔介质上下分开的水平隔板。
全文摘要
本发明为一种用于气顶油藏的物理模拟装置，该装置由一立方体容器构成；该立方体容器包括一本体和一设置于本体顶部的压盖，本体内设有容置腔，压盖下部设有与容置腔开口形状相同的活塞；本体的一侧壁设有视窗，本体的其它侧壁或底面设有多个孔状功能测量点；容置腔内充满粒状多孔介质，活塞由容置腔开口处伸入容置腔内并压设于粒状多孔介质上；立方体容器上设有与容置腔导通的注气孔；容置腔内的粒状多孔介质中设有多个用于模拟井筒的管柱。该装置能对不同地层倾角、不同气顶指数的气顶油藏进行物理模拟实验，模拟不同驱动方式以及不同开发方式下的气顶油藏，从而研究气顶油藏中油气水渗流机理，进行气顶油藏不同开发方式效果评价。
文档编号E21B49/00GK102720479SQ201210187170
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者刘佳, 程林松, 范子菲, 赵伦 申请人:中国石油大学(北京), 中国石油天然气股份有限公司