专利名称：利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开采领域，具体而言，涉及一种模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，尤其是一种利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置。
背景技术：
在含气稠油油藏衰竭开采过程中，当压力降低到泡点压力后，由于稠油粘度较大等原因，脱出的气体不会马上与原油分离，而是以大量微气泡的形式束缚在原油中，随原油一起流动，形成所谓的“泡沫油”流，这一时期生产表现为生产气油比保持在相对较低的水平很长时间，油藏压力下降较慢，产量较高；随着压力的继续下降，原油中小气泡逐渐变大，并开始相对原油运动，运动过程中气泡合并，当达到某一压力时(拟泡点压力)，形成连续的气体流动，这一阶段生产表现为生产气油比增加，产油量减少，油藏压力下降较快。目前模拟含气稠油衰竭开采特征的实验装置采用圆柱形直管填砂模型，不能有效模拟实际生产井开采过程中泄油面积的变化以及井筒附件压力变化，还有不能形象的描述含气稠油衰竭生产过程中气相饱和度的变化以及泡沫油现象等。
实用新型内容本实用新型提供一种利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置和方法，以解决现有技术由于采用圆柱形直管填砂模型，不能有效模拟实际生产井开采过程中泄油面积的变化以及井筒附件压力变化的问题。本实用新型还解决现有技术不能形象的描述含气稠油衰竭生产过程中气相饱和度的变化以及泡沫油现象等问题。为此，本实用新型提出一种利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，所述实验装置包括锥形填砂管，所述锥形填砂管包括锥形的管壁、分别设置在所述管壁两端的前盖和后盖，所述前盖、后盖以及所述管壁之间形成锥形或锥台形的空腔，所述前盖上设有泄油孔，所述后盖上设有补油孔。进一步地，所述管壁由一聚醚醚酮一制成。进一步地，所述锥形填砂管内设有填砂模型。进一步地，所述实验装置还包括对所述锥形填砂管扫描的CT机。进一步地，所述实验装置还包括设置在所述填砂模型内的压力传感器。进一步地，所述实验装置还包括设置在所述锥形填砂管的泄油孔一端的可视观察窗。进一步地，所述实验装置还包括对所述可视观察窗摄像的摄像装置。本实用新型利用在锥形填砂管内设置填砂模型，锥形填砂管的泄油端横截面积逐渐缩减，使得填砂模型更能贴近实际油藏的生产条件，与油井生产条件相似，能较接近的模拟油井在油藏中衰竭开采的供液情况，满足了实验目的。进而，本实用新型通过CT扫描可以观察锥形填砂模型内气相的形成及饱和度的分布情况。[0014]进而，本实用新型利用可视观察窗及摄像装置可以直接观察和记录产出原油的泡沫油特征。进而，本实用新型利用多个压力传感器可以测量模型内不同位置的压差，辅助分析泡沫油的生产情况。
图I为根据本实用新型实施例的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置的整体结构示意图；图2为根据本实用新型实施例的锥形填砂管的结构剖面；图3为图2的A-A方向的剖视结构。附图标号说明I、锥形填砂管11、管壁14、前盖141、泄油孔16、后盖161、补油孔18、空腔2、CT机3、数据采集系统4、高压配样器5、高压计量泵61、气体计量装置63、液体计量装置81、可视观察窗83、背压阀85、连接管线9、摄像装置
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图2和图3所示，本实用新型提供一种锥形填砂管1，根据本实用新型实施例的锥形填砂管I包括锥形的管壁11、分别设置在所述管壁11两端的前盖14和后盖16，所述前盖14、后盖16以及所述管壁11之间形成锥形或锥台形的空腔18,所述前盖14上设有泄油孔141，所述后盖16上设有补油孔161。实验时，原油从补油孔161进入锥形填砂管1，从泄油孔141流出锥形填砂管I。管壁11与锥形填砂管I的轴线形成夹角C，进一步地，所述锥形填砂管内设有填砂模型。本实用新型的锥形填砂管与现有的圆柱形填砂管的主要区别在于形状，其他结构或制作以及填砂模型的制作，可以参考现有的圆柱形填砂管。锥形填砂管的泄油端横截面积逐渐缩减，使得填砂模型更能贴近实际油藏的生产条件，与油井生产条件相似，能较接近的模拟油井在油藏中衰竭开采的供液情况，满足了实验目的。进而，夹角C的范围或数值为10-25度，长度大于50cm，这样，能够接近模拟井筒附近压力变化的生产条件。进一步地，如图I所示，所述实验装置还包括对所述锥形填砂管I扫描的CT机2，所述管壁由聚醚醚酮-制成，以便CT机能够穿透锥形填砂管I进行扫描，以观察锥形填砂模型内气相的形成及饱和度的分布情况。进一步地，如图I所示，所述实验装置还包括设置在所述填砂模型内的压力传感器。所示压力传感器例如为P1、P2、P3、P4，可以测量模型内不同位置的压差，辅助分析泡沫油的生产情况。进一步地，如图I所示，所述实验装置还包括设置在所述锥形填砂管的泄油孔141 一端的可视观察窗81，产出原油从泄油孔141流出后，通过将产出原油引入具有可视观察窗81的容器，可以直观观察和产出原油的泡沫油特征。[0030]进一步地，如图I所示，所述实验装置还包括对所述可视观察窗81摄像的摄像装置9，摄像装置9例如为照相机或摄像机，设置在可视观察窗81的上方，这样，可以得到更多的不同参数下的泡沫油衰竭生产过程中的变化情况。本实用新型的实验装置还包括连接管线85，由于输送原油(或实验用油)，设置在连接管线85上的背压阀83，用于连接管线85内的压力，设置在连接管线85上的高压配样器4，用于配制实验用油(一定溶解气油比的含气稠油)，设置在连接管线85上的高压计量泵5，把含气稠油样品从配样器中注入锥形填砂管I的填砂模型内，设置在连接管线85上
的气体计量装置61和液体计量装置63，用于计量流出的液体及气体。本实用新型的实验装置还包括数据采集系统3，例如为电脑，与气体计量装置61、液体计量装置63、摄像装置9、各传感器以及CT机信号连接，采集这些装置得到的数据并进行分析。如图I所示，本实用新型还提供一种实验方法，所述实验方法在锥形填砂管内设置填砂模型。所述实验方法通过CT扫描观察填砂模型内气相的形成及饱和度的分布情况。所述实验方法利用可视观察窗及摄像装置观察和记录产出原油的泡沫油特征。本实用新型的具体实验方法和步骤例如为首先在高压配样器4里配制一定溶解气油比的含气稠油，待溶解气充分溶解后，调节背压阀83到泡点压力以上，通过高压计量泵5把含气稠油样品从配样器中注入锥形填砂管I的填砂模型内、并使油样在模型内充分饱和；开始衰竭实验，然后以一定的速度降低背压阀的压力，模型内的原油相应逐渐流出模型，通过压力传感器监测模型各部分的压力，开启CT机及摄像装置9，计量流出的液体及气体。待背压阀停止降压，模型内不再有流体流出，停止实验；分析采油、采气与压力的变化关系；观察分析CT扫描图像及摄像结果。通过改变背压阀降压速度、锥形填砂管的填砂模型的渗透率、油样的原始溶解气油比等重复以上实验方法和步骤，可以观察及研究降压速度、渗透率及原始溶解气油比等对“泡沫油”形成的影响及含气稠油衰竭开发效果。本实验装置和方法利用锥形填砂管在实验室中尽可能模拟实际含气稠油油藏衰竭生产条件，通过压力监测、CT扫描以及可视录像等手段研究观察含气稠油衰竭生产过程中压力变化情况、微气泡在填砂模型中的不同位置不同压力的变化情况、以及微气泡在在不同压力下在出口端的变化情况等，研究含气稠油衰竭过程中压降速度、渗透率、原始溶解气油比等对生成泡沫的影响及对采油效果的影响，为实际含气稠油油藏衰竭开采提供指导意见，从而尽可能提高其开发效果。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括锥形填砂管，所述锥形填砂管包括锥形的管壁、分别设置在所述管壁两端的前盖和后盖，所述前盖、后盖以及所述管壁之间形成锥形或锥台形的空腔，所述前盖上设有泄油孔，所述后盖上设有补油孔。
2.如权利要求I所述的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述管壁由聚醚醚酮制成。
3.如权利要求I所述的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述锥形填砂管内设有填砂模型。
4.如权利要求I所述的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括对所述锥形填砂管扫描的CT机。
5.如权利要求2所述的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括设置在所述填砂模型内的压力传感器。
6.如权利要求I所述的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括设置在所述锥形填砂管的泄油孔一端的可视观察窗。
7.如权利要求6所述的利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括对所述可视观察窗摄像的摄像装置。
专利摘要本实用新型提出一种利用锥形填砂管模拟含气稠油衰竭生产的实验装置。所述实验装置包括锥形填砂管，所述锥形填砂管包括锥形的管壁、分别设置在所述管壁两端的前盖和后盖，所述前盖、后盖以及所述管壁之间形成锥形或锥台形的空腔，所述前盖上设有泄油孔，所述后盖上设有补油孔。本实用新型在实验室中尽可能模拟实际油藏的生产条件，为实际含气稠油衰竭开采提供有效方法和手段。
文档编号E21B47/06GK202645535SQ20122028835
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者李松林, 刘尚奇, 罗建华 申请人:中国石油天然气股份有限公司