稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网的制作方法
稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网的制作方法
【专利摘要】本发明公开了稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，包括模型主体、模拟油层、模拟井网，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体内部为模拟油层，在模型主体的外侧向内部的模拟油层伸入模拟井网。本发明采用方形三维模拟装置，根据现场注汽和生产井网布置利用相似理论研究控制和优化实验室不同类型井网，具有模拟直井九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状等多井网布局功能，研究蒸汽前缘平面推进和展布规律，对直井和水平井蒸汽驱现场试验的动态油藏管理提供重要的指导作用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油热采工艺室内试验装置模拟井的布置，具体地说是一种稠油热采 水平井三维物理模拟油藏井网。 稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网
【背景技术】
[0002] 目前使用的热采三维物理模拟装置井网布置多采用直井或水平井，模拟井网方式 单一，只能模拟直井或水平井条件下不同渗透率、含油饱和度、孔隙度、原油粘度、油层非均 质性对实验效果的影响。只能模拟直井或水平井条件下不同注采工艺方式、注汽参数等对 实验效果的影响，无法为现场提供直井与水平井结合，不同井网、井距的水平井布井方式条 件下驱油方式的深入研究，也无法为采用水平井技术开采现场实施方案提供实验依据，直 接影响了现场水平井采油工艺的发展前景。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，它能够有效地解 决上述现有技术中存在的问题。采用方形三维模拟装置，根据现场注汽和生产井网布置利 用相似理论研究控制和优化实验室不同类型井网，具有模拟直井九点，不同水平井组合的 排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网 转排状等多井网布局功能，研究蒸汽前缘平面推进和展布规律，对直井和水平井蒸汽驱现 场试验的动态油藏管理提供重要的指导作用。
[0004] 为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，稠油热采水平井三维物理模拟 油藏井网，包括模型主体、模拟油层、模拟井网，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体 内部为模拟油层，在模型主体的外侧向内部的模拟油层伸入模拟井网。
[0005] 所述模型主体底部为下压板，所述下压板通过螺栓固定在模型主体底部，下压板 上方设置垫板，所述垫板上以及模型主体内部四周壁设置有保温板；所述模型主体顶部为 上压板，所述上压板与模型主体通过油缸和活塞杆连接，所述活塞杆一端通过螺母及垫片 固定在上压板上，另一端连接油缸，并通过油缸盖固定在模型主体上，所述下压板底面设置 有垫板，垫板底部连接摩擦于模型主体内壁的活塞。
[0006] 所述模拟主体还包括引压管和热电偶，所述引压管分别经过上压板和下压板引入 模型主体内部，所述热电偶在模拟油层内分上、中、下三层布置，每层布置49支，共147个测 温热电偶。
[0007] 所述保温层采用四氟绝热板，所述保温板外侧覆结高温隔热保温涂料，耐高温隔 热保温涂料导热系数0. 〇3W/mK。
[0008] 所述模型主体外壁还设置有能使模型主体旋转的转动轴，所述转动轴架设在模型 支架上。
[0009] 所述模拟井网包括直井五点或九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、 排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状井网。
[0010] 所述模拟井网由多种模拟井构成，模拟井包括注汽井、生产井、角井。
[0011] 所述模拟井均为直径6mm的不锈钢管，采用0. 2mm激光射孔按照三维物模相似准 则确定射孔数量分布以模拟实际油井的射开。
[0012] 所述注汽井和生产井均通过模型主体侧壁开设的孔水平伸入模拟油层中，注汽井 和生产井在模型主体外侧的端部设置有模拟井接头，所述角井通过纵向设置在模型主体的 内部死角处。
[0013] 所述模拟油层是通过不同砂比的原油、水混合而成的人工岩芯。
[0014] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果： 1、具有模拟直井九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类 反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状等多井网布局功能，研究直井和水平 井蒸汽前缘平面推进和展布规律。
[0015] 2、能够根据不同油藏井网开展蒸汽驱、蒸汽泡沫驱、化学蒸汽驱、蒸汽复合气驱等 多种开发方式提高采收率三维物理模拟实验。
[0016] 3、测温测压各参数布置理论性强，不与模拟井网的布置冲突，不影响油层内部温 度场、压力场分布，能够真实模拟不同井网三维蒸汽驱实验。
[0017] 4、能根据实际油藏井网布置变换调整注汽井和生产井的排布，安全可靠性强，重 复利用率高、维护容易，易于实验室操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网的三维模型本体示意图； 图2为本发明的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网的三维模型井网布置示意图。
[0019] 图中：1、活塞杆；2、螺母；3、垫片；4、上压板；5、垫板；6、油缸盖；7、模型主体；8、 活塞；9、保温板；10、塾板；11、下压板；12、注汽井；13、生广井；14、|吴拟井接头；15、角井； 16、转动轴；17、模拟油层。
【具体实施方式】
[0020] 有关本发明的详细说明及技术内容，配合【专利附图】
【附图说明】如下，然而附图仅提供参考与 说明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0021] 参照附图1-2,稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，包括模型主体7、模拟油 层17、模拟井网，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体内部为模拟油层17,在模型主 体的外侧向内部的模拟油层伸入模拟井网。所述模拟油层是通过不同砂比的原油、水混合 而成的人工岩芯。所述模型主体外壁还设置有能使模型主体旋转的转动轴16,所述转动轴 架设在模型支架上。
[0022] 所述模型主体底部为下压板11，所述下压板通过螺栓固定在模型主体底部，下压 板上方设置垫板10,所述垫板上以及模型主体内部四周壁设置有保温板9 ;所述模型主体 顶部为上压板4,所述上压板与模型主体通过油缸和活塞杆1连接，所述活塞杆一端通过螺 母2及垫片3固定在上压板上，另一端连接油缸，并通过油缸盖6固定在模型主体上，所述 下压板底面设置有垫板5，垫板底部连接摩擦于模型主体内壁的活塞8。所述模拟主体还包 括引压管和热电偶，所述引压管分别经过上压板和下压板引入模型主体内部，所述热电偶 在模拟油层内分上、中、下三层布置，每层布置49支，共147个测温热电偶。
[0023] 所述保温层采用四氟绝热板，所述保温板外侧覆结高温隔热保温涂料，耐高温隔 热保温涂料导热系数0. 〇3W/mK。能有效抑制辐射热和热量的传导，隔热抑制效率90%左右。
[0024] 所述模拟井网包括直井五点或九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、 排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状井网。所述模拟井 网由多种模拟井构成，模拟井包括注汽井12、生产井13、角井15。所述模拟井均为直径6mm 的不锈钢管，采用0. 2mm激光射孔按照三维物模相似准则确定射孔数量分布以模拟实际油 井的射开。所述注汽井和生产井均通过模型主体侧壁开设的孔水平伸入模拟油层中，注汽 井和生产井在模型主体外侧的端部设置有模拟井接头14,所述角井通过纵向设置在模型主 体的内部死角处。
[0025] 模型主体7内顺次安装有保温层9和模拟油层17。该模拟油层17内按水平井的 排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类反九点井网布置模拟井网。
[0026] 实验前，根据实际油藏的井网设计安装好模拟井网的布置，把模拟油层按不同砂 比和原油、水混合而成的人工岩芯装入模型内部。通过转动轴16调节油层不同倾角。根据 实际油藏井网不同模拟井网可以采用一口或多口注汽井12和一口或多口生产井13。保温 层9为氧化陶瓷材料制成。放入活塞8,把上压板4、5盖在活塞8上，拧紧活塞杆螺母2。
[0027] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本 发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
【权利要求】
1. 稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，包括模型主体、模拟油层、模拟井网，其特 征在于，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体内部为模拟油层，在模型主体的外侧向 内部的模拟油层伸入模拟井网。
2. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模型主体底部为下压板，所述下压板通过螺栓固定在模型主体底部，下压板上方设置垫板， 所述垫板上以及模型主体内部四周壁设置有保温板；所述模型主体顶部为上压板，所述上 压板与模型主体通过油缸和活塞杆连接，所述活塞杆一端通过螺母及垫片固定在上压板 上，另一端连接油缸，并通过油缸盖固定在模型主体上，所述下压板底面设置有垫板，垫板 底部连接摩擦于模型主体内壁的活塞。
3. 根据权利要求2所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟主体还包括引压管和热电偶，所述引压管分别经过上压板和下压板引入模型主体内 部，所述热电偶在模拟油层内分上、中、下三层布置，每层布置49支，共147个测温热电偶。
4. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 保温层采用四氟绝热板，所述保温板外侧覆结高温隔热保温涂料，耐高温隔热保温涂料导 热系数0. 03W/mK。
5. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模型主体外壁还设置有能使模型主体旋转的转动轴，所述转动轴架设在模型支架上。
6. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟井网包括直井五点或九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、排状交错井 网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状井网。
7. 根据权利要求6所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟井网由多种模拟井构成，模拟井包括注汽井、生产井、角井。
8. 根据权利要求7所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟井均为直径6mm的不锈钢管，采用0. 2mm激光射孔按照三维物模相似准则确定射孔数 量分布以模拟实际油井的射开。
9. 根据权利要求7所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 注汽井和生产井均通过模型主体侧壁开设的孔水平伸入模拟油层中，注汽井和生产井在模 型主体外侧的端部设置有模拟井接头，所述角井通过纵向设置在模型主体的内部死角处。
10. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟油层是通过不同砂比的原油、水混合而成的人工岩芯。
【文档编号】E21B43/30GK104121006SQ201310151751
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】蔡文斌, 盖平原, 白艳丽, 王善堂, 刘廷峰, 刘冬青, 王超, 殷方好, 于田田, 戴宇婷, 赵延如 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院
【专利摘要】本发明公开了稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，包括模型主体、模拟油层、模拟井网，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体内部为模拟油层，在模型主体的外侧向内部的模拟油层伸入模拟井网。本发明采用方形三维模拟装置，根据现场注汽和生产井网布置利用相似理论研究控制和优化实验室不同类型井网，具有模拟直井九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状等多井网布局功能，研究蒸汽前缘平面推进和展布规律，对直井和水平井蒸汽驱现场试验的动态油藏管理提供重要的指导作用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油热采工艺室内试验装置模拟井的布置，具体地说是一种稠油热采 水平井三维物理模拟油藏井网。 稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网
【背景技术】
[0002] 目前使用的热采三维物理模拟装置井网布置多采用直井或水平井，模拟井网方式 单一，只能模拟直井或水平井条件下不同渗透率、含油饱和度、孔隙度、原油粘度、油层非均 质性对实验效果的影响。只能模拟直井或水平井条件下不同注采工艺方式、注汽参数等对 实验效果的影响，无法为现场提供直井与水平井结合，不同井网、井距的水平井布井方式条 件下驱油方式的深入研究，也无法为采用水平井技术开采现场实施方案提供实验依据，直 接影响了现场水平井采油工艺的发展前景。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，它能够有效地解 决上述现有技术中存在的问题。采用方形三维模拟装置，根据现场注汽和生产井网布置利 用相似理论研究控制和优化实验室不同类型井网，具有模拟直井九点，不同水平井组合的 排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网 转排状等多井网布局功能，研究蒸汽前缘平面推进和展布规律，对直井和水平井蒸汽驱现 场试验的动态油藏管理提供重要的指导作用。
[0004] 为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，稠油热采水平井三维物理模拟 油藏井网，包括模型主体、模拟油层、模拟井网，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体 内部为模拟油层，在模型主体的外侧向内部的模拟油层伸入模拟井网。
[0005] 所述模型主体底部为下压板，所述下压板通过螺栓固定在模型主体底部，下压板 上方设置垫板，所述垫板上以及模型主体内部四周壁设置有保温板；所述模型主体顶部为 上压板，所述上压板与模型主体通过油缸和活塞杆连接，所述活塞杆一端通过螺母及垫片 固定在上压板上，另一端连接油缸，并通过油缸盖固定在模型主体上，所述下压板底面设置 有垫板，垫板底部连接摩擦于模型主体内壁的活塞。
[0006] 所述模拟主体还包括引压管和热电偶，所述引压管分别经过上压板和下压板引入 模型主体内部，所述热电偶在模拟油层内分上、中、下三层布置，每层布置49支，共147个测 温热电偶。
[0007] 所述保温层采用四氟绝热板，所述保温板外侧覆结高温隔热保温涂料，耐高温隔 热保温涂料导热系数0. 〇3W/mK。
[0008] 所述模型主体外壁还设置有能使模型主体旋转的转动轴，所述转动轴架设在模型 支架上。
[0009] 所述模拟井网包括直井五点或九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、 排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状井网。
[0010] 所述模拟井网由多种模拟井构成，模拟井包括注汽井、生产井、角井。
[0011] 所述模拟井均为直径6mm的不锈钢管，采用0. 2mm激光射孔按照三维物模相似准 则确定射孔数量分布以模拟实际油井的射开。
[0012] 所述注汽井和生产井均通过模型主体侧壁开设的孔水平伸入模拟油层中，注汽井 和生产井在模型主体外侧的端部设置有模拟井接头，所述角井通过纵向设置在模型主体的 内部死角处。
[0013] 所述模拟油层是通过不同砂比的原油、水混合而成的人工岩芯。
[0014] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果： 1、具有模拟直井九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类 反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状等多井网布局功能，研究直井和水平 井蒸汽前缘平面推进和展布规律。
[0015] 2、能够根据不同油藏井网开展蒸汽驱、蒸汽泡沫驱、化学蒸汽驱、蒸汽复合气驱等 多种开发方式提高采收率三维物理模拟实验。
[0016] 3、测温测压各参数布置理论性强，不与模拟井网的布置冲突，不影响油层内部温 度场、压力场分布，能够真实模拟不同井网三维蒸汽驱实验。
[0017] 4、能根据实际油藏井网布置变换调整注汽井和生产井的排布，安全可靠性强，重 复利用率高、维护容易，易于实验室操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网的三维模型本体示意图； 图2为本发明的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网的三维模型井网布置示意图。
[0019] 图中：1、活塞杆；2、螺母；3、垫片；4、上压板；5、垫板；6、油缸盖；7、模型主体；8、 活塞；9、保温板；10、塾板；11、下压板；12、注汽井；13、生广井；14、|吴拟井接头；15、角井； 16、转动轴；17、模拟油层。
【具体实施方式】
[0020] 有关本发明的详细说明及技术内容，配合【专利附图】
【附图说明】如下，然而附图仅提供参考与 说明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0021] 参照附图1-2,稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，包括模型主体7、模拟油 层17、模拟井网，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体内部为模拟油层17,在模型主 体的外侧向内部的模拟油层伸入模拟井网。所述模拟油层是通过不同砂比的原油、水混合 而成的人工岩芯。所述模型主体外壁还设置有能使模型主体旋转的转动轴16,所述转动轴 架设在模型支架上。
[0022] 所述模型主体底部为下压板11，所述下压板通过螺栓固定在模型主体底部，下压 板上方设置垫板10,所述垫板上以及模型主体内部四周壁设置有保温板9 ;所述模型主体 顶部为上压板4,所述上压板与模型主体通过油缸和活塞杆1连接，所述活塞杆一端通过螺 母2及垫片3固定在上压板上，另一端连接油缸，并通过油缸盖6固定在模型主体上，所述 下压板底面设置有垫板5，垫板底部连接摩擦于模型主体内壁的活塞8。所述模拟主体还包 括引压管和热电偶，所述引压管分别经过上压板和下压板引入模型主体内部，所述热电偶 在模拟油层内分上、中、下三层布置，每层布置49支，共147个测温热电偶。
[0023] 所述保温层采用四氟绝热板，所述保温板外侧覆结高温隔热保温涂料，耐高温隔 热保温涂料导热系数0. 〇3W/mK。能有效抑制辐射热和热量的传导，隔热抑制效率90%左右。
[0024] 所述模拟井网包括直井五点或九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、 排状交错井网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状井网。所述模拟井 网由多种模拟井构成，模拟井包括注汽井12、生产井13、角井15。所述模拟井均为直径6mm 的不锈钢管，采用0. 2mm激光射孔按照三维物模相似准则确定射孔数量分布以模拟实际油 井的射开。所述注汽井和生产井均通过模型主体侧壁开设的孔水平伸入模拟油层中，注汽 井和生产井在模型主体外侧的端部设置有模拟井接头14,所述角井通过纵向设置在模型主 体的内部死角处。
[0025] 模型主体7内顺次安装有保温层9和模拟油层17。该模拟油层17内按水平井的 排状井网、类反五点井网、排状交错井网、类反九点井网布置模拟井网。
[0026] 实验前，根据实际油藏的井网设计安装好模拟井网的布置，把模拟油层按不同砂 比和原油、水混合而成的人工岩芯装入模型内部。通过转动轴16调节油层不同倾角。根据 实际油藏井网不同模拟井网可以采用一口或多口注汽井12和一口或多口生产井13。保温 层9为氧化陶瓷材料制成。放入活塞8,把上压板4、5盖在活塞8上，拧紧活塞杆螺母2。
[0027] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本 发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
【权利要求】
1. 稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，包括模型主体、模拟油层、模拟井网，其特 征在于，所述模型主体整体为方筒形结构，模型主体内部为模拟油层，在模型主体的外侧向 内部的模拟油层伸入模拟井网。
2. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模型主体底部为下压板，所述下压板通过螺栓固定在模型主体底部，下压板上方设置垫板， 所述垫板上以及模型主体内部四周壁设置有保温板；所述模型主体顶部为上压板，所述上 压板与模型主体通过油缸和活塞杆连接，所述活塞杆一端通过螺母及垫片固定在上压板 上，另一端连接油缸，并通过油缸盖固定在模型主体上，所述下压板底面设置有垫板，垫板 底部连接摩擦于模型主体内壁的活塞。
3. 根据权利要求2所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟主体还包括引压管和热电偶，所述引压管分别经过上压板和下压板引入模型主体内 部，所述热电偶在模拟油层内分上、中、下三层布置，每层布置49支，共147个测温热电偶。
4. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 保温层采用四氟绝热板，所述保温板外侧覆结高温隔热保温涂料，耐高温隔热保温涂料导 热系数0. 03W/mK。
5. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模型主体外壁还设置有能使模型主体旋转的转动轴，所述转动轴架设在模型支架上。
6. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟井网包括直井五点或九点，不同水平井组合的排状井网、类反五点井网、排状交错井 网、类反九点井网、反九点井网转反五点、反九点井网转排状井网。
7. 根据权利要求6所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟井网由多种模拟井构成，模拟井包括注汽井、生产井、角井。
8. 根据权利要求7所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟井均为直径6mm的不锈钢管，采用0. 2mm激光射孔按照三维物模相似准则确定射孔数 量分布以模拟实际油井的射开。
9. 根据权利要求7所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 注汽井和生产井均通过模型主体侧壁开设的孔水平伸入模拟油层中，注汽井和生产井在模 型主体外侧的端部设置有模拟井接头，所述角井通过纵向设置在模型主体的内部死角处。
10. 根据权利要求1所述的稠油热采水平井三维物理模拟油藏井网，其特征在于，所述 模拟油层是通过不同砂比的原油、水混合而成的人工岩芯。
【文档编号】E21B43/30GK104121006SQ201310151751
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】蔡文斌, 盖平原, 白艳丽, 王善堂, 刘廷峰, 刘冬青, 王超, 殷方好, 于田田, 戴宇婷, 赵延如 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院
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