一种测量注水注气对油藏开发的影响的实验装置及方法_3

文档序号:9683760阅读:来源:国知局
是控制油、水运动的最基本单位。实验过程中,注入系统I中的水或气通过注入井进入到实验箱21的内部并对砂体进行驱替,从砂体中被驱替出来的油水混合物进入生产井并从生产井流至油水分离装置24进行分离并分别收集。实验箱21的一侧壁为透明侧壁,与透明侧壁相对的实验箱21的另一侧壁上设有能向实验箱21的内部加压的加压机构214,加压机构214为液压活塞机构,通过加压机构214能对实验箱21中的砂体进行压实,以模拟井下油藏被周围岩石压实的情况,使砂体与井下油藏受到的压力基本保持一致,并能够使得砂体受力更加均匀,密封效果更好,以使本发明的测量结果更加准确。
[0111]进一步地,如图2?图4、图5A?图5E、图6及图7A?图7D所示,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,实验箱21包括主体211、观察窗212和密封盖213,主体211的两侧均呈开口状,观察窗212和密封盖213分别能拆装的封盖主体211的两侧开口,实验箱21在使用过程中,可以不必对观察窗212进行拆卸,需要装取砂体时可以通过拆装密封盖213来打开主体211—侧的开口来实现,在实验之前将砂体装设于主体211的内部,并将密封盖213与主体211密封安装,然后通过加压机构214对实验箱21内的砂体进行压实;
[0112]其中,如图5A?图5C所示,观察窗212包括透明板2121、压装件2122和螺栓,透明板2121覆盖主体211的一侧的开口,透明板2121为有机玻璃制成,或者透明板2121还可以由其他具有较高透明度且具有耐高压性能的透明材料制成,本发明并不以此为限,压装件2122压装在透明板2121上,压装件2122为矩形框状结构,观察窗212与主体211组装完成后,矩形框状结构的内侧边缘覆盖压迫透明板2121的周缘,且压装件2122(矩形框状结构)的外侧边缘通过螺栓与主体211连接,使压装件2122与主体211共同夹持透明板2121;其中呈矩形框状结构的压装件2122朝向透明板2121的一侧表面的内部边缘处凹设形成有安装台阶,透明板2121安装在安装台阶上,且透明板2121在安装于安装台阶上之后,透明板2121朝向主体211的一侧的表面略凸出于压装件2122的表面,以使压装件2122与主体211通过螺栓连接时能分别从透明板2121的两侧紧密夹持透明板2121,而不会出现压装件2122与主体211紧密连接后透明板2121能在二者之间产生晃动的情况,需要说明的是,安装台阶也可以形成在主体211的开口处,本发明并不以此为限;为保证透明板2121受力均匀,应在压装件2122的外边缘与主体211之间设置多个均匀分布的螺栓,避免出现由于透明板2121受力不均而受损开裂的情况发生。
[0113]另外,如图7A?图7C所示,密封盖213包括盖体以及凸设于盖体的一侧表面上的嵌接部2131,嵌接部2131能插入主体211的内部与主体211的内壁接触,通过设置嵌接部2131能增加密封盖213与主体211之间的接触面积,提高密封盖213与主体211之间的密封性,且盖体的边缘通过螺栓与主体211连接,加压机构214装设于盖体的另一侧表面上,盖体上设有用于安装加压机构214的通孔,加压机构214通过通孔安装于密封盖213上并通过通孔向主体211内部加压。
[0114]更进一步地,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,透明板2121与主体211之间、透明板2121与压装件2122之间、盖体的边缘与主体211之间以及嵌接部2131的侧壁与主体211的内壁之间均设有密封垫圈,其中,透明板2121与主体211之间的密封垫圈2123(参见图5D)、盖体的边缘与主体211之间的密封垫圈及嵌接部2131与主体211的内壁之间的密封垫圈是用于对主体211两侧的开口进行密封,防止在实验过程中实验箱21出现泄漏,其中盖体的边缘与主体211之间的密封垫圈以及嵌接部2131与主体211的内壁之间的密封垫圈可以是两个独立的密封垫圈(参见图7C)也可以是一个整体的密封垫圈2132(参见图7D),并以变形的方式压装在主体211与密封盖213之间。而设在透明板2121与压装件2122之间的密封垫圈2124(参见图5E),其主要作用并不是密封,而是防止压装件2122对透明板2121的表面造成磨损。需要说明的是本发明各处设置的密封垫圈均可以是橡胶圈,或者也可以是其他具有良好的弹性及密封效果的密封件。
[0115]进一步地,如图8?图9及图10A?图10F所示,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,注入井与生产井均为包括射开段221和闭合段222的井模型,注入井的射开段221和生产井的射开段221均插入实验箱21的内部,注入井的闭合段222和生产井的闭合段222均至少一部分的位于实验箱21的外部,其中,闭合段222可以完全位于实验箱的外部,在需要在位于实验箱21的底部的砂体进行注入而不对其上部的砂体进行注入时,可以选用闭合段221较长的井模型,将闭合段的一部分随射开段221—同插入至实验箱21中,使射开段222对准砂体的下部,而闭合段221对准砂体的上部,如此即能实现只对砂体的下部进行注水或注气,注入井的射开段221及生产井的射开段221的长度均小于或等于砂体的厚度,在进行一组驱替实验时,注入井的射开段221与生产井的射开段221长度相同,即注入井与生产井均选择具有同一射开段221长度的井模型,然后可以选用与上一组驱替实验所用的射开段221长度不同的井模型作为注入井与生产井开始另一组驱替实验,通过对比确定实验所用的砂体的类型适用的驱替方式。沿井模型的周向,在射开段221上朝向实验箱21的纵向中心线的四分之一圆周上开设有多个贯穿井模型的侧壁的射孔2211,SP射开段221上开设有多个贯穿其侧壁的射孔2211,且多个射孔2211均集中在射开段221的径向的四分之一的圆弧范围内(图9中的I区域中),形成四分之一射开。在实验中,将具有射孔2211的区域(图9中的I区域中)对准砂体,将未设有射孔2211的区域朝向实验箱21的内壁,如此设置能有效减少实验箱21的内壁对实验造成的不良影响。如图10A?图10F,为射开段221长度各不相等的多个井模型,在实验中,工作人员可以根据砂体的实际情况选择具有合适的射开段221长度的井模型进行实验,通过采取具有不同射开段221长度的井模型分别进行实验,以此模拟不同打开程度的油藏在注水注气过程中,重力的影响效果,同时特殊设计的井模型的射开方式,大大降低了边界的影响,更加接近实际情况。
[0116]进一步地,如图1?图3所示,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,注入井和生产井均设有两个,分别为第一注入井22、第二注入井22'、第一生产井23和第二生产井23',实验箱21的顶面上开设有两个注入井插口 2111和两个生产井插口 2112,两注入井插口 2111和两生产井插口 2112分别位于实验箱21的顶面的四个角处,使注入井和生产井由对应的注入井插口 2111及生产井插口 2112插入实验箱21后,砂体能尽可能多的位于注入井和生产井设有射孔2211的区域,S卩,使注入井和生产井未设有射孔2211的区域尽可能的靠近实验箱21的内壁,且两注入井插口 2111位于实验箱21的顶面的一条对角线上,两生产井插口 2112位于实验箱21的顶面的另一条对角线上,第一注入井22和第二注入井22'分别贯穿两注入井插口 2111伸入至实验箱21中,且第一生产井23和第二生产井23'分别贯穿两生产井插口2112伸入至实验箱21中。两注入井分别贯穿两注入井插口 2111且两生产井分别贯穿两生产井插口 2112伸入至实验箱21中,在注水或注气时,注入实验箱21的水或天然气从实验箱21的位于同一对角线上的两个角相对射出,并在实验箱21的另一条对角线处汇合,由于两注入井与另一条对角线中心位置的距离小于两注入井与另一条对角线的两端的位置之间的距离,因此由两注入井射出的水或天然气在另一条对角线的中心位置处首先汇合并向另一条对角线的两端流动,有利于对砂体进行全面的驱替,提尚开米效率。
[0117]进一步地,如图1所示,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,注入系统I与实验实施系统2之间通过注入总管25连通,注入总管25的第一端与注入系统I连通,注入总管25的第二端分别与第一注入管26和第二注入管27连通,其中注入总管25与第一注入管26和第二注入管27是通过三通阀连通,第一注入管26与第一注入井22连通,第二注入管27与第二注入井22'连通;在进行实验时,注入系统I中的水或天然气由注入总管25的第一端进入注入总管25的内部,然后由注入总管25的第二端分流进入第一注入管26和第二注入管27,最后从第一注入管26到达第一注入井22并进入实验箱21中并从第二注入管27到达第二注入井22'并进入实验箱21中对实验箱21内的砂体进行驱替。
[0118]注入总管25上设有注入压力表251和注入控制阀252,注入压力表251检测需要注入实验实施系统2中的水或天然气的压力,当压力达到预定范围时开启注入控制阀252进行注入驱替,注入压力表251靠近注入总管25的第一端,注入控制阀252靠近注入总管25的第二端,如此有效保证压力在达到预定范围时才能通过开启阀门进行注入驱替,避免出现压力过高或压力不足时就进行注入驱替而影响驱替效果的情况发生,注入压力表251与检测处理系统3电连接从而将检测到的压力值传送给检测处理系统3并用于后期的分析计算中;
[0119]第一注入管26上设有第一注入流量计261,第二注入管27上设有第二注入流量计271,第一注入流量计261用于检测第一注入管26中的水或天然气的流量,第二注入流量计271用于检测第二注入管27中的水或天然气的流量,第一注入流量计261与第二注入流量计271均与检测处理系统3电连接,从而将检测到的第一注入管26与第二注入管27中的流量传送给检测处理系统3,工作人员可以通过第一注入流量计261及第二注入流量计271检测到的数据对注入总管25中的压力进行调整,并结合产出的油的流量和水的流量分析注入压力对驱替的影响。
[0120]进一步地,如图1所示,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,油水分离装置24包括第一油水分离器241、第二油水分离器242、水杯243和油杯244,第一油水分离器241通过第一生产管245与第一生产井23连通,第二油水分离器242通过第二生产管246与第二生产井23'连通,实验箱21中驱替至第一生产井23处的油水混合物从第一生产井23通过第一生产管245流至第一油水分离
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