一种测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油工程油藏开发实验领域，尤其是一种测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置及方法。
【背景技术】
[0002]油藏开发过程中，随着天然能量的降低，需要通过注水或者注气的方式来进行能量补充，以保证油藏稳产开发。然而对于油层较厚的油藏，在注水或者注气过程中，由于油气水密度的差异，在重力的作用下，会使得注入水向油藏下部流动，不能够对油藏顶部进行有效的波及和驱替，进而影响油藏的注水开发。
[0003]为了充分了解不同的注水注气方法对油藏的影响，通常需要采用实验装置来对油藏及注水注气操作进行模拟，以方便工作人员对于不同情况的油藏采用不同的注水注气方法。现有的实验装置大多为呈长方体盒状的物理模型，实验时，首先对制作好的物理模型试漏，确保不存在漏失的情况下，抽真空并饱和地层水，用ISCO栗(高精度高压柱塞栗)驱动地层水驱替物理模型，通过压缩模型里的地层水使之被施加一定的压力，然后校正压力传感器、巡检仪和电子天平，最后将巡检仪和电子天平用信号线连接到计算机上，以便试验数据的自动采集。
[0004]其中现有的物理模型是采用低渗透天然砂岩露头，并用树脂进行封装，虽然满足了低渗透率的要求，但由于其物理模型的特殊性以及测点的分散性，致使该技术还至少存在模型封闭、不透明，不能直观的分析流体的流动形态以及流动过程的缺点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种能直观分析流体的动态及流动过程的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置及方法。
[0006]为达到上述目的，本发明提供了一种测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置包括注入系统、实验实施系统和检测处理系统，所述注入系统与所述实验实施系统连通，所述检测处理系统与所述实验实施系统电连接；
[0007]所述实验实施系统包括实验箱、注入井、生产井和油水分离装置，所述注入井与所述生产井均由所述实验箱的顶面能拆装地插入至所述实验箱的内部，所述注入井与所述注入系统连通，所述生产井与所述油水分离装置连通，所述实验箱的内部装设有砂体，所述实验箱的一侧壁为透明侧壁，与所述透明侧壁相对的所述实验箱的另一侧壁上设有能向所述实验箱的内部加压的加压机构。
[0008]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述实验箱包括主体、观察窗和密封盖，所述主体的两侧均呈开口状，所述观察窗和所述密封盖分别能拆装的封盖所述主体的两侧开口 ；
[0009]所述观察窗包括透明板、压装件和螺栓，所述透明板覆盖所述主体的一侧的开口，所述压装件压装在所述透明板上，且所述压装件的边缘通过所述螺栓与所述主体连接，所述压装件与所述主体夹持所述透明板；
[0010]所述密封盖包括盖体以及凸设于所述盖体的一侧表面上的嵌接部，所述嵌接部能插入所述主体的内部与所述主体的内壁接触，且所述盖体的边缘通过螺栓与所述主体连接，所述加压机构装设于所述盖体的另一侧表面上。
[0011]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述透明板与所述主体之间、所述透明板与所述压装件之间、所述盖体的边缘与所述主体之间以及所述嵌接部的侧壁与所述主体的内壁之间均设有密封垫圈。
[0012]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述注入井与所述生产井均为包括射开段和闭合段的井模型，所述射开段插入所述实验箱的内部，所述闭合段的至少一部分位于所述实验箱的外部，所述射开段的长度小于或等于所述砂体的厚度，沿所述井模型的周向，在所述射开段上朝向所述实验箱的纵向中心线的四分之一圆周上开设有多个贯穿所述井模型的侧壁的射孔。
[0013]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述注入井包括第一注入井和第二注入井，所述生产井包括第一生产井和第二生产井，所述实验箱的顶面上开设有两个注入井插口和两个生产井插口，两所述注入井插口和两所述生产井插口分别位于所述实验箱的顶面的四个角处，且两所述注入井插口位于所述实验箱的顶面的一条对角线上，两所述生产井插口位于所述实验箱的顶面的另一条对角线上，所述第一注入井和所述第二注入井分别贯穿两所述注入井插口伸入至所述实验箱中，且所述第一生产井和所述第二生产井分别贯穿两所述生产井插口伸入至所述实验箱中。
[0014]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述注入系统与所述实验实施系统之间通过注入总管连通，所述注入总管的第一端与所述注入系统连通，所述注入总管的第二端分别与第一注入管和第二注入管连通，所述第一注入管与所述第一注入井连通，所述第二注入管与所述第二注入井连通；
[0015]所述注入总管上设有注入压力表和注入控制阀，所述注入压力表靠近所述注入总管的第一端，所述注入控制阀靠近所述注入总管的第二端，所述注入压力表与所述检测处理系统电连接；
[0016]所述第一注入管上设有第一注入流量计，所述第二注入管上设有第二注入流量计，所述第一注入流量计与所述第二注入流量计均与所述检测处理系统电连接。
[0017]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述油水分离装置包括第一油水分离器、第二油水分离器、水杯和油杯，所述第一油水分离器通过第一生产管与所述第一生产井连通，所述第二油水分离器通过第二生产管与所述第二生产井连通，所述第一生产管上设有第一生产阀门，所述第二生产管上设有第二生产阀门；
[0018]所述第一油水分离器的出水管和所述第二油水分离器的出水管均与所述水杯连通，所述第一油水分离器的出油管和所述第二油水分离器的出油管均与所述油杯连通，所述第一油水分离器的出水管上和所述第二油水分离器的出水管上均设有水流量计，所述第一油水分离器的出油管上和所述第二油水分离器的出油管上均设有油流量计，两所述水流量计与两所述油流量计均与所述检测处理系统电连接。
[0019]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述实验实施系统还包括回压结构，所述回压结构包括回压管、回压压力表、回压开启阀门和回压栗，所述回压管的第一端分别与所述第一生产管和所述第二生产管连通，所述回压管的第二端与所述回压栗连通，所述回压压力表与所述回压开启阀门均设在所述回压管上，且所述回压开启阀门位于所述回压压力表与所述回压栗之间，所述回压压力表与所述检测处理系统电连接；
[0020]所述回压管与所述第一生产管的连通点位于所述第一生产井与所述第一生产阀门之间，所述回压管与所述第二生产井的连通点位于所述第二生产管与所述第二生产阀门之间。
[0021]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述注入系统包括注水管和注气管；
[0022]所述注水管的第一端与水箱连通，所述注水管的第二端与所述注入总管的第一端连通，由所述注水管的第一端到所述注水管的第二端的方向，所述注水管上依次串接设有水栗、水流压力表、水流控制阀、中间容器和水流注入阀；
[0023]所述注气管的第一端与储气罐连通，所述注气管的第二端与所述注入总管的第一端连通，由所述注气管的第一端到所述注气管的第二端的方向，所述注气管上依次串接设有储气罐压力表、压力控制阀、气体压力表和气体注入阀。
[0024]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置，其中，所述检测处理系统包括流量信号处理器、压力信号处理器、图像采集器和数据采集处理器，所述流量信号处理器、所述压力信号处理器和所述图像采集器均与所述数据采集处理器电连接，所述流量信号处理器和所述压力信号处理器均与所述实验实施系统电连接。
[0025]本发明还提供了一种测量注水注气对油藏开发的影响的实验方法，其中，所述测量注水注气对油藏开发的影响的实验方法通过如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置实施，所述测量注水注气对油藏开发的影响的实验方法包括:
[0026]步骤SlOl:选用射开段长度为a的井模型作为注入井和生产井，然后向实验箱内填放砂体并进行压实，对所述实验箱内的砂体进行注水驱替，得到第一组注水驱替数据；
[0027]步骤S102:然后，将所述实验箱内的砂体取出，选用射开段长度为b的井模型作为所述注入井和所述生产井，并重新向所述实验箱内填放砂体并进行压实，对所述实验箱内的砂体进行注水驱替，得到第二组注水驱替数据；
[0028]步骤S103:根据所述第一组注水驱替数据和所述第二组注水驱替数据，得到所述第一组注水驱替数据和所述第二组注水驱替数据的对比结果。
[0029]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验方法，其中，所述步骤SlOl包括:
[0030]选用射开段长度为a的井模型作为所述注入井和所述生产井与所述实验箱组装，使所述注入井的射开段的射孔与所述生产井的射开段的射孔均朝向所述实验箱的中央，然后将砂体填放至所述实验箱中并进行压实；
[0031 ]然后，使注入系统对所述实验箱内的砂体进行第一组注水驱替，实验实施系统中的各流量计及各压力表检测所述实验实施系统中各处的流量及压力，得到第一组压力数据和第一组流量数据，并将检测到的所述第一组压力数据和所述第一组流量数据传送给检测处理系统；
[0032]使所述检测处理系统在第一组注水驱替的过程中采集所述实验箱内的砂体的变化图像，得到第一组图像数据，结合所述第一组图像数据、所述第一组压力数据及所述第一组流量数据，得到所述第一组注水驱替数据。
[0033]如上所述的测量注水注气对油藏开发的影响的实验方法，其中，所述步骤S102包括:
[0034]将所述实验箱内的砂体取出，并将射开段长度为a的井模型从实验箱上拆下，然后选用射开段长度为b的井模型作为所述注入井和所述生产井与所述实验箱组装，并重新向实验箱内填放砂体并进行压实；
[0035]然后，使注入系统对所述实验箱内的砂体进行第二组注水驱替，实验实施系统中的各流量计及各压力表检测所述实验实施系统中各处的流量及压力，得到第二组压力数据和第二组流量数据，并将检测到的所述第二组压力数据和所述第二组流量数据传送给检测处理系统；
[0036]使所述检测处理系统在第二组注水驱替的过程中采集所述实验箱内的砂体的变化图像，得到第二组图像数据，结合所述第二组图像数据、所述第二组压力数据及所述第二组流量数据，得到所述第二组注水驱替数据。
[0037]本发明还提供了一种测量注水注气对油藏开发的