专利名称：一种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于蒸汽驱油汽窜机理研究中的室内模拟实验装置。
背景技术：
蒸汽驱是开采稠油油藏、提高稠油油藏原油采收率的有效技术，但有许多因素直接或间接影响着其驱油效果。例如，蒸汽驱过程中出现的蒸汽超覆和汽窜，将导致注入的蒸汽大量损失和波及系数的降低，严重影响蒸汽驱的效果。因此，为了提高蒸汽驱的驱油效果，应深入研究其影响因素，尤其是需要研究蒸汽驱的汽窜机理和探索控制蒸汽驱汽窜的方法。室内物理模拟实验是这些研究的重要组成部分，而在室内物理模拟实验中，适当的岩心模型必不可少。目前，油气田开发过程中开展室内物理模拟实验所用的岩心模型主要有 ①取自地层的天然圆柱形岩心，其特点是真实地反映了地下岩石的矿物组成和孔隙结构等特点，但是获取困难，成本高；②微观玻璃蚀刻模型，采用光化学蚀刻技术工艺将天然岩心的孔隙结构光刻到平面玻璃上。其特点是驱替过程可视，可重复使用，但尺寸小，成本高，不能耐温和耐压；③人造的柱状或平板岩心，目前广泛应用于室内物理模拟。其特点是可以在一定程度上模拟地下岩石孔隙度和渗透率，造价低，但大多采用环氧树脂胶结，其耐温和耐压性能一般不适合开展蒸汽驱实验；④填砂管模型，采用不同粒径的石英砂和不同的压实程度模拟稠油油藏，多表现为一维填砂管，其特点是可重复填装、造价低，可耐高温高压，适用于进行一维蒸汽驱实验，但在模拟层内及层间蒸汽窜流等方面，能力有限。
发明内容为了解决背景技术提出的现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型，该种实验装置能可以耐受高温和高压，可以模拟蒸汽驱油过程中蒸汽在层内和层间的窜流，能与现有室内蒸汽驱油实验中注采设备配套使用，可用于蒸汽驱油汽窜机理的研究以及蒸汽驱油汽窜控制方法的效果评价等。本实用新型的技术方案是该种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型， 包括不锈钢材质的矩形砂箱，所述矩形砂箱由内、外两层立板和一块“回，，字形的水平板围成填砂腔，所述内、外两层立板上分别开有若干侧壁内孔和侧壁外孔，对应的侧壁内孔和侧壁外孔之间相连通；所述高温高压二维填砂模型还包括一个封盖，所述封盖的四周开有螺栓连接孔，所述封盖的中部区域开有若干注入井口模拟口和采出井口模拟口，所述封盖与矩形砂箱相配合，所述矩形砂箱的水平板上亦开有与封盖上对应的螺栓插入孔；所述封盖与矩形砂箱之间通过螺栓连接。另外，为提高实验的精确性，在所述封盖与矩形砂箱之间设置一个密封胶垫，所述密封胶垫上开有对应的螺栓通过孔。本实用新型具有如下有益效果本种用于蒸汽驱油室内模拟实验的二维填砂模型，由不锈钢材质的矩形砂箱、盖板、密封胶垫、填砂层以及注入井口模拟口和采出井口模拟口等构成，此外，在应用前还需要对填砂模型的内表面均需进行粗糙化处理，避免实验过CN 202195837 U
说明书
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程中流体沿这些表面发生窜流。在具体实验时，这些用于模拟注入井口或采出井口的模拟接口，可与室内物理模拟注入采出设备的管线以螺纹方式连接。当填砂层为石英砂或特定模拟实验方案要求的材质，可采用干式或湿式的填充方式，按照设计的区域渗透率和孔隙度，选用不同目数的材质和压实程度进行填装。这样构造完成的二维填砂模型，可以耐受高温和高压，并且具有制作方便和可以模拟蒸汽在层内和层间的流动等特点。综上所述，该种实验装置能可以耐受高温和高压，可以模拟蒸汽驱油过程中蒸汽在层内和层间的窜流，能与现有室内蒸汽驱油实验中注采设备配套使用，可用于蒸汽驱油汽窜机理的研究以及蒸汽驱油汽窜控制方法的效果评价等。
图1是本实用新型的整体结构示意图。图2是本实用新型所述封盖的结构示意图。图3是本实用新型所述密封胶垫的结构示意图。图4是本实用新型所述矩形砂箱的结构示意图。图中1-注入井口模拟口，2-采出井口模拟口，3-侧壁内孔，4-侧壁外孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，该种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型，包括不锈钢材质的矩形砂箱，其独特之处在于所述矩形砂箱由内、外两层立板和一块“回”字形的水平板围成填砂腔，所述内、外两层立板上分别开有若干侧壁内孔3和侧壁外孔4，对应的侧壁内孔3和侧壁外孔4之间相连通；所述高温高压二维填砂模型还包括一个封盖，所述封盖的四周开有螺栓连接孔， 所述封盖的中部区域开有若干注入井口模拟口 1和采出井口模拟口 2，所述封盖与矩形砂箱相配合，所述矩形砂箱的水平板上亦开有与封盖上对应的螺栓插入孔；所述封盖与矩形砂箱之间通过螺栓连接。另外，为保证实验的密封性，可以在所述封盖与矩形砂箱之间设置一个密封胶垫， 所述密封胶垫上开有对应的螺栓通过孔。具体使用时，可以将本装置制造成一个30cmX30cmX 3cm的六面体，之后按照石英砂粒度与渗透率的经验关系，参考油藏实际情况，选择油藏横向和纵向渗透率级差以及填装用石英砂粒径，按照纵向渗透率低，横向渗透率高的韵律填装填砂模型。即沿着填砂模型主体的一条对角线按照“细-中-粗-中-细”的粒径韵律填砂。同时，用相同的韵律制作填砂管并测其渗透率，以估测二维填砂模型横向和纵向上的渗透率级差。填好砂之后， 用螺栓将矩形砂箱、密封胶垫以及盖板进行组装。将制作完成的二维填砂模型水平放置在 80°C的恒温箱中。主体上的6个接口全部用丝堵封住，通过盖板中间的连接口进行抽空并饱和水和油，在饱和过程中，高渗方向见水或见油后，将对应的连接口关闭，直到低渗方向也见水或见油，尽量使填砂模型均勻饱和。蒸汽发生器温度恒定到设计温度后，以设计的速度注入蒸汽，从其余四个连接口产液，产液出口进行冷却后计量产液量。蒸汽明显突破后， 驱替过程结束。最后利用高渗与低渗方向上的产液量与产油量来评价层内非均质性对蒸汽驱气窜的影响规律。
权利要求1.一种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型，包括不锈钢材质的矩形砂箱， 其特征在于所述矩形砂箱由内、外两层立板和一块“回”字形的水平板围成填砂腔，所述内、外两层立板上分别开有若干侧壁内孔(3)和侧壁外孔(4)，对应的侧壁内孔(3)和侧壁外孔(4)之间相连通；所述高温高压二维填砂模型还包括一个封盖，所述封盖的四周开有螺栓连接孔，所述封盖的中部区域开有若干注入井口模拟口(1)和采出井口模拟口(2)，所述封盖与矩形砂箱相配合，所述矩形砂箱的水平板上亦开有与封盖上对应的螺栓插入孔；所述封盖与矩形砂箱之间通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型，其特征在于所述封盖与矩形砂箱之间有一个密封胶垫，所述密封胶垫上开有对应的螺栓通过孔。
专利摘要一种用于蒸汽驱模拟实验的高温高压二维填砂模型。主要解决现有的实验装置在进行蒸汽驱实验时功能受限的问题。其特征在于矩形砂箱由内、外两层立板和一块“回”字形的水平板围成填砂腔，内、外两层立板上分别开有若干侧壁内孔和侧壁外孔，对应的侧壁内孔和侧壁外孔之间相连通；高温高压二维填砂模型还包括一个封盖，封盖的四周开有螺栓连接孔，封盖的中部区域开有若干注入井口模拟口和采出井口模拟口，封盖与矩形砂箱相配合，矩形砂箱的水平板上亦开有与封盖上对应的螺栓插入孔；所述封盖与矩形砂箱之间通过螺栓连接。该种实验装置可以耐受高温和高压，可以模拟蒸汽驱油过程中蒸汽在层内和层间的窜流，具有非常好的实验应用效果。
文档编号G01D21/00GK202195837SQ201120352240
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者刘永建, 胡绍彬, 郭玲玲 申请人:东北石油大学