模拟石油开采的可视化实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型的可视化实验装置由顶盖、与顶盖相结合的箱体组成，箱体呈内凹状并在其周壁顶部设有外凸的周缘，周缘与顶盖上均开设有螺孔并通过螺栓连接在一起，周缘与顶盖之间设有密封圈，箱体和顶盖均有透明有机玻璃板制成，箱体上部周边设有通孔，箱体内部埋设有水平布置的水平注水井和水平生产井和生产井筒，箱体外部设有连接生产井筒的连接井筒和水平注水井和水平生产井的外露段，在箱体外部还设有模拟注入试验用的辅助设备，其中，箱体外凸周缘和与其结合的顶盖相应周边的螺栓孔均采用双排交错孔，周缘与顶盖之间设有开设有双排交错孔的密封垫，双排螺栓将顶盖、密封垫及箱体沿厚度方向连接固定。
【专利说明】模拟石油开采的可视化实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模拟石油开采的可视化实验装置。
【背景技术】
[0002]模拟石油开采的可视化物理模拟试验系统能够直观、真实地反映油藏注水开发过程中，水平生产井在不同含水率和生产压差条件下的见水规律，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注采井开采均质油藏时注采井之间油水界面的运移规律，以及水平井见水的时间，从而对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。
[0003]中国实用新型ZL201120546811.3公开了一种“物理模拟可视化实验装置”，该装置包括: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。根据该装置，可以通过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。
[0004]然而，在上述中国实用新型ZL201120546811.3公开的物理模拟可视化实验装置中，使用条状橡胶圈和单排螺栓密封箱体与顶盖，因而在试验过程中，砂体与装置顶盖之间存在较大的空隙，造成实验中窜流现象严重，严重影响实验效果。甚至有时会密封不严，导致箱体中的流体溢出。
实用新型内容
[0005]为了解决上述技术课题，本实用新型提供一种能够提高箱体与顶盖的密封性，不泄漏，模拟效果更好的可视化实验装置。
[0006]本实用新型的可视化实验装置由顶盖、与顶盖相结合的箱体组成，箱体呈内凹状并在其周壁顶部设有外凸的周缘，周缘与顶盖上均开设有螺孔并通过螺栓连接在一起，周缘与顶盖之间设有密封圈，箱体和顶盖均有透明有机玻璃板制成，箱体上部周边设有通孔，箱体内部埋设有水平布置的水平注水井和水平生产井以及生产井筒，在箱体外部设有连接生产井筒的连接井筒以及水平注水井和水平生产井的外露段，在箱体外部还设有模拟注入试验用的辅助设备，其特征在于，箱体外凸周缘和与其结合的顶盖相应周边的螺栓孔均采用双排交错孔，周缘与顶盖之间设有开设有双排交错孔的密封垫，双排螺栓将顶盖、密封垫及箱体沿厚度方向连接固定。
[0007]在本实用新型的可视化实验装置中，作为所述辅助设备，水箱、泵、泵出口阀门、中间容器、井入口阀门、压力计通过管线与水平注水井串联，油水分离器通过管线与水平生产井串联。
[0008]在本实用新型的可视化实验装置中，在箱体的侧面均匀开设可封堵的多个孔。
[0009]根据本实用新型的可视化实验系统中的可视化实验装置，能够通过简单的结构提升箱体与顶盖的密封性，有效解决实验中的窜流问题，有助于研究水平注水井与水平生产井或者多分支生产井成平行或正交分布条件下的油水前缘变化规律以及水平生产井或者多分支生产井见水规律。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是表示本实用新型的可视化实验装置的实验流程的整体概要图。
[0011]图2是表示本实用新型的可视化实验装置的顶盖的立体图。
[0012]图3是表示本实用新型的可视化实验装置的密封垫的立体图。
[0013]图4是表示本实用新型的可视化实验装置的箱体的立体图。
[0014]图5是表示本实用新型的可视化实验装置的俯视图。
[0015]图6是表示本实用新型的可视化实验装置的侧视图。
[0016]图7是表示本实用新型的可视化实验装置的多分支生产井的示意图。
[0017]图8是表示本实用新型的可视化实验装置的井与装置的连接示意图。
[0018]图9是表示本实用新型的可视化实验装置的箱体侧面的孔眼的密封示意图。
[0019]符号说明
[0020]1.水箱，2.平流泵，3.泵出口阀门，4.中间容器，5.井入口阀门，6.压力计，7.可视化实验装置，8.录像机，9.油水分离器，10.外侧螺栓孔，11.内侧螺栓孔，12.直井插孔，13.水平井、分支井插孔，14.水平注水井，15.水平生产井，16.分支井，17.连接螺母，18.橡胶垫圈，19.箱体壁，20.T型空心螺栓，21.箱体外部导管，22螺母，23.T型螺栓
【具体实施方式】
[0021]以下，参照附图详细说明本实用新型的可视化实验装置以及实验的实施例。
[0022]图1是表示本实用新型的可视化实验装置的整体概要结构图。在图1中示出了可视化实验装置的实验流程。其中，水箱1、泵2、中间容器4、压力计6、可视化实验装置7和油水分离器9通过管线相互串联形成实验流程，在可视化实验装置7的箱体内部埋设有水平布置的水平注水井14和水平生产井15，该水箱1、泵2、中间容器4、压力计6通过管线与水平注入井14串联，该油水分离器9通过管线与水平生产井15串联，并且通过录像机8对实验过程进行实时监控。其中，可视化实验装置7为实验的主体部分。
[0023]具体地，可视化实验装置7由顶盖、与顶盖相结合的箱体组成，箱体呈内凹状并在其周壁顶部设有外凸的周缘，周缘与顶盖上均开设有螺孔并通过螺栓连接在一起，周缘与顶盖之间设有密封圈，箱体和顶盖均有透明有机玻璃板制成，箱体上部周边设有通孔，箱体内部埋设有水平布置的水平注水井14和水平生产井15以及生产井筒，在箱体外部设有连接生产井筒的连接井筒以及水平注水井14和水平生产井15的外露段。
[0024]图2、图3、图4分别表示本实用新型的可视化实验装置的顶盖、密封垫和箱体的立体图。图5、图6是分别表示本实用新型的可视化实验装置的俯视图、侧视图。具体地，水平注水井14和水平生产井15通过水平井、分支井插孔13安装到可视化实验装置箱体(图4)上，直井通过直井插孔12安装到可视化实验装置7上，密封垫(图3)和顶盖(图2)通过螺栓与可视化实验装置7的箱体(图4)相连。
[0025]在进行可视化实验时，需要使用密封垫将可视化实验装置的顶盖与箱体密封。其中，箱体外凸周缘和与其结合的顶盖相应周边的螺栓孔均采用双排交错孔，周缘与顶盖之间设有开设有双排交错孔的密封垫，双排螺栓将顶盖、密封垫及箱体沿厚度方向连接固定。具体地，在箱体外凸周缘和顶盖边缘以及周缘与顶盖之间设置的密封垫均相应设置双排螺栓孔，通过螺栓紧固顶盖和箱体，挤压密封垫，实现箱体与顶盖的密封。通过采用片状橡胶密封垫进行密封，能够增加顶盖与箱体的接触面积，在紧固螺栓时能够使得压力均匀分布，而采用双排螺栓能够增加密封可调节性。另外，通过紧固内排螺栓的方式，实现顶盖中部向箱体内部弯曲，从而达到实现消除空隙，压实砂体的目的。
[0026]图8表示本实用新型水平井和分支井与箱体的连接方式。具体地，水平井15或者分支井16与连接螺母17以螺纹方式连接，通过挤压橡胶圈18达到密封效果，箱体外部导管21与T型空心螺栓20以螺纹方式连接，通过挤压橡胶圈18达到密封效果，T型空心螺栓20穿过橡胶圈18、箱体壁19、橡胶圈18与连接螺母17相连，通过挤压橡胶圈18达到密封效果。通过该连接方式，水平井15或分支井16与箱体密封连接并与外部导管21连通。
[0027]此外，在箱体四个侧面间隔开设多个孔，在实验过程的使用时可以安装水平井或者多分支井模型，不使用时可以通过丝堵密封。
[0028]图9表示本实用新型的可视化实验装置的箱体侧面未连接井时孔眼的密封方式。具体地，T型螺栓23穿过橡胶圈18、箱体壁19、橡胶圈18与普通螺母22相连，通过挤压橡胶圈18达到密封效果。作为箱体侧面的开孔位置，其纵向位置与箱体顶面边缘隔开一段距离，其横向位置在侧面上均匀分布，用以连接水平井或分支井。
[0029]通过采用这种结构，在从侧边孔、对侧或者同侧安装水平井的情况下，能够研究水平注水井与水平生产井或者多分支生产井平行分布条件下的油水前缘变化规律以及水平生产井或者多分支生产井见水规律。另外，在从侧边孔、临侧安装水平井的情况下，能够研究水平注水井与水平生产井或者多分支生产井成正交分布条件下的油水前缘变化规律以及水平生产井或者多分支生产井见水规律。
[0030]下面对可视化实验装置的实验过程的实施例进行说明。
[0031]作为一个实施例，在实验箱体(图4)中装入玻璃微珠，对侧分别安装水平注水井14和水平生产井15，将水平注水井14和水平生产井15埋入玻璃微珠中，饱和油，将顶盖(图2)紧固，压实玻璃微珠。然后，向中间容器4的上腔体中注满带有颜色的水并打开录像机⑶。接着，打开泵出口阀门3和井入口阀门5，对泵2供电，使泵2从水箱I中以恒定的流量抽吸水，并注入中间容器4的下腔体，从而推动中间容器4内部的活塞运动，驱替上腔体中的流体运动，使其注入可视化实验装置7中的水平注水井14中，该流体驱动实验装置7中的油流动，使该油通过水平生产井15流出。在油流入油水分离器9后，对产水量和产油量进行计量，同时进行油水分离。在该实验过程中，通过录像机(8)对水平井注采进行动态监视，直到含水量达到98%为止。此后，关闭电源，停止泵2的工作，关闭泵出口阀门3和井入口阀门5。通过本实验过程，可以得到水平注水井与水平生产井平行分布条件下的油水前缘变化规律。
[0032]作为另一个实施例，在试验箱体(图4)中装入玻璃微珠，对侧分别安装水平注水井14和多分支生产井(图7)，将水平注水井14和多分支生产井(图7)埋入玻璃微珠中，饱和油，将顶盖(图2)紧固，压实玻璃微珠，然后向中间容器4的上腔体中注满带有颜色的水并打开录像机8。接着，打开泵出口阀门3和井入口阀门5，对泵2供电，使泵2从水箱I中以恒定的流量抽吸水，并注入中间容器4的下腔体，从而推动中间容器4内部的活塞运动，驱替上腔体中的流体运动，使其注入可视化实验装置7中的水平注水井14中，该流体驱动实验装置7中的油流动，并通过多分支生产井(图7)流出。在油流入油水分离器(9)后，对产水量和产油量进行计量，同时进行油水分离。在该实验过程中通过录像机(8)对注采进行动态监视，直到含水量达到98%为止。此后，关闭电源，停止泵2的工作，关闭泵出口阀门3和井入口阀门5。通过本实验过程，可以得到水平注水井与多分支生产井平行分布条件下的油水前缘变化规律，以及多分支生产井的见水规律。
[0033]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。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】
1.一种可视化实验装置，其由顶盖、与顶盖相结合的箱体组成，该箱体呈内凹状并在其周壁顶部设有外凸的周缘，周缘与顶盖上均开设有螺孔并通过螺栓连接在一起，周缘与顶盖之间设有密封圈，箱体和顶盖均有透明有机玻璃板制成，箱体上部周边设有通孔，箱体内部埋设有水平布置的水平注水井和水平生产井以及生产井筒，在箱体外部设有连接生产井筒的连接井筒以及水平注水井和水平生产井的外露段，在箱体外部还设有模拟注入试验用的辅助设备，其特征在于，箱体外凸周缘和与其结合的顶盖相应周边的螺栓孔均采用双排交错孔，周缘与顶盖之间设有开设有双排交错孔的密封垫，双排螺栓将顶盖、密封垫及箱体沿厚度方向连接固定。
2.根据权利要求1所述的可视化实验装置，其特征在于，作为所述辅助设备，水箱、泵、泵出口阀门、中间容器、井入口阀门、压力计通过管线与水平注水井串联，油水分离器通过管线与水平生产井串联。
3.根据权利要求1或2所述的可视化实验装置，其特征在于，在箱体的侧面均匀开设可封堵的多个孔。
【文档编号】E21B49/00GK204113281SQ201420506603
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】徐立坤, 何鲁萍 申请人:中国石油天然气股份有限公司