火驱物理模拟实验装置的制作方法

本实用新型涉及油田开发领域，特别地，涉及一种火驱物理模拟实验装置。

背景技术：

火驱(火烧采油)是一种在油层内部产生热量的热力采油技术,它通过注入井把空气、富氧空气或氧气注入油层,使其在油层中与有机燃料(原油中的重质成分)起氧化反应，释放大量的热和气体，将未燃烧的原油驱替至生产井采出。该技术是一种适应性强，并能大幅度提高原油采收率的石油开采技术。尤其是对于稠油油藏的开发，该方式热利用效率高，原油采出程度高，其采收率可达85％以上。从注入井到生产井，根据温度、压力及含油性等可将油层划分为已燃区、燃烧区、结焦区、蒸汽区、富油区、尾气区和剩余油区等7个区带。通过火驱区带的划分和识别，可分析火驱燃烧特征和火线波及规律，确定火驱油层受效部位，为火驱开发调控提供依据。

但由于火驱过程发生于地下，无法直接进行观察和分析，所以只能开展物理模拟实验对燃烧区带进行识别、分析。一维火驱物理模拟实验用时短，可在短时间内实现对火驱燃烧特征的认识，是常用的实验手段。常规一维物理模拟实验过程如下：首先将呈松散的油砂装填至燃烧管内，填满燃烧管、压实，封闭燃烧管，开展火驱物理模拟实验；实验结束后，使用铲子等工具将火驱后的油砂从燃烧管内取出。现有的火驱物理模拟实验装置需要打开盒盖后才能进行分析取样，破坏了实验后岩心的完整性，降低了岩石矿物、剩余油饱和度及原油性质等分析化验项目的准确性，且不同区带岩心在取出过程中易发生混合，实验结果难以准确反映火驱各区带储层特征及原油性质变化规律。

技术实现要素：

为了解决上述问题的至少一个，本实用新型提供一种新的火驱物理模拟实验装置。

本实用新型实施例提供一种火驱物理模拟实验装置，包括：

装置本体；

置于所述装置本体内的燃烧管；以及

置于所述燃烧管内的油砂盒，所述油砂盒的开口端置于所述燃烧管的注入端，封闭端置于所述燃烧管的流体产出端；

所述油砂盒的封闭端的端面和盒盖的板面上形成有若干贯通的孔道。

在某些实施例中，任意两个相邻的孔道之间间隔设定距离。

在某些实施例中，所述盒盖上的所述孔道呈阵列排列。

在某些实施例中，所述封闭端的端面上的所述孔道呈阵列排列。

在某些实施例中，沿垂直于所述开口端和所述封闭端之间的连线方向，所述盒盖上孔道形成交替设置的第一孔道单元和第二孔道单元，相邻的所述第一孔道单元与所述第二孔道单元上下交错设置。

在某些实施例中，沿垂直于所述开口端和所述封闭端之间的连线方向，所述盒盖上孔道形成交替设置的第一孔道单元和第二孔道单元，相邻的所述第一孔道单元与所述第二孔道单元齐平设置。

在某些实施例中，所述盒盖上的孔道的孔径与所述封闭端端面上的孔道的孔径相同或者不同。

在某些实施例中，所述燃烧管的尺寸为500mm×90mm×60mm，所述油砂盒的尺寸为500mm×89mm×59mm。

在某些实施例中，所述第一孔道单元和所述第二孔道单元中的孔道孔径顺次增大或减小。

在某些实施例中，所述油砂盒为长方体或者正方形。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供一种火驱物理模拟实验装置，通过在油砂盒的封闭端的端面和盒盖的板面形成有若干贯通的孔道，能够为一维火驱物理模拟实验岩心提供储存空间，并按照实际需求对油砂盒的结构进行优化设计。该装置保证了实验岩心的完整性，避免实验结束后因掏取岩心对火驱各个区带的破坏。同时该装置可反复使用，为一维火驱物理模拟实验提供重要的基础和保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本实用新型实施例提供的火驱物理模拟实验装置的油砂盒的结构示意图之一。

图2示出本实用新型实施例提供的火驱物理模拟实验装置的油砂盒的结构示意图之二。

图3示出本实用新型实施例提供的火驱物理模拟实验装置的油砂盒的结构示意图之三。

图4示出了孔道的排列方式之一。

图5示出了孔道的排列方式之二。

图6示出了孔道的排列方式之三。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前模拟地下水平井的渗流场都是以水电相似原理为基础，根据相似准则，用导电介质中的恒定电流场描述地下多孔介质中的稳定渗流场。但是利用电场模拟地下流体渗流场时不够直观，操作困难，具有诸多不足。

常规一维物理模拟实验过程如下：首先将呈松散的油砂装填至燃烧管内，填满燃烧管、压实，封闭燃烧管，开展火驱物理模拟实验；实验结束后，使用铲子等工具将火驱后的油砂从燃烧管内取出。该实验方法破坏了实验后岩心的完整性，降低了岩石矿物、剩余油饱和度及原油性质等分析化验项目的准确性,且不同区带岩心在取出过程中易发生混合，实验结果难以准确反映火驱各区带储层特征及原油性质变化规律。

有鉴于此，本实用新型提供一种能够在线进行试验观测的火驱物理模拟实验装置，该试验装置与现有技术所不同的地方在于，油砂盒上设置若干贯通的孔道，通过这些孔道可以在不需要套取岩石的情况下，进行分析，还可以在不需要打开盒盖的情况下进行取样，进而保证了实验岩心的完整性，避免实验结束后因掏取岩心对火驱各个区带的破坏。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1至图3示出了本实用新型的火驱物理模拟实验装置中的油砂盒的各种角度下的结构示意图。

需要说明的是，除了油砂盒之外，本实用新型可以采用常规的火驱物理模拟装置的其他部件，例如可以依据中国专利申请号为cn201220350560.6的现有技术设计火驱物理模拟装置。

可以理解，火驱物理模拟实验装置包括装置本体，置于所述装置本体内的燃烧管，以及置于所述燃烧管内的油砂盒，所述油砂盒的开口端置于所述燃烧管的注入端，封闭端置于所述燃烧管的流体产出端。

本实施例中的所述油砂盒的封闭端的端面和盒盖的板面上形成有若干贯通的孔道。

本领域技术人员公知的，虽然本申请并未示出具体的火驱物理模拟实验装置的结构，但是可以知晓的是，火驱物理模拟实验装置具有一个装置本体，中国专利申请号cn201220350560.6示出了其中一种可行的装置结构，其包括两端分别连接盖体的承压筒，在所述承压筒内布置燃烧管，在所述燃烧管的一端设置点火器，在这燃烧管的另一端连接出油收集器，所述出油收集器的出口端布置在所述承压筒外；在所述点火器的中心设置空心管，所述空心管的内端与所述燃烧管内腔连通，所述空心管的外端通过管道分别与蒸汽发生器和空气储气罐的出口端连接。

实验时，将待实验的油砂装填在燃烧管内，然后装入承压筒内，通过点火器使燃烧管内油砂发生燃烧，产生高温高压气体推动油砂中的原油沿燃烧管向出油收集器移动，从本装置排出。

燃烧管内的油砂一般通过油砂盒装填，实验前，将油砂盒置入燃烧管中，而后将油砂装填至油砂盒内，充分压实。

如图1至图3所示，油砂盒包括盒盖11，侧挡板12，封闭端端面13，开口端端面14。

作为一种示例，本实用新型实施例示出一种具体的试验步骤：

步骤1：将实验用地层岩心或油砂粉碎。

步骤2：将油砂盒置入燃烧管内，油砂盒开口一侧置于燃烧管注入端，封闭一侧置于燃烧管流体产出端。

步骤3：在步骤1和步骤2基础上，将粉碎的油砂装入油砂盒内，填满、压实；

步骤4：在步骤1、2和3的基础上，封闭燃烧管注入端，开始火驱实验，直至结束。

步骤5：在步骤1、2、3和4的基础上，打开燃烧管注入端，取出油砂盒。打开油砂盒上盖，观察各区带平面分布特征；打开油砂盒侧面挡板，观察火线纵向波及规律。

步骤6：在步骤1、2、3、4和5的基础上，分区带进行取样和分析化验。

步骤7：在步骤1、2、3、4、5和6的基础上，清空油砂盒，开展下次实验。

一实施例中，所述燃烧管的尺寸为500mm×90mm×60mm，所述油砂盒的尺寸为500mm×89mm×59mm。所述油砂盒为长方体或者正方形。

下面结合图4至图6对上述孔道的排布可能情况进行详细说明。可以理解，本申请中的孔道排布可以根据需要设置。

孔道可以随机任意排布，即无规律排布，为了观察需要和取样需要，在优选的实施例中，孔道按照某些规则排布。

一实施例中，为了使得孔道分布均匀，任意两个相邻的孔道之间间隔设定距离。这样既可规避取样的区域差异，模拟实验更加客观。

一实施例中，孔道可以呈阵列排列，即所述盒盖上的所述孔道呈阵列排列，和/或所述封闭端的端面上的所述孔道呈阵列排列。

一实施例中，如图4所示，沿垂直于所述开口端和所述封闭端之间的连线方向，所述盒盖上孔道形成交替设置的第一孔道单元21和第二孔道单元22，相邻的所述第一孔道单元21与所述第二孔道单元22上下交错设置。交错设置的第一孔道单元21和第二孔道单元22可以充分利用板面空间，增多孔道的数量。

当然，在可选的实施例中，如图5所示，沿垂直于所述开口端和所述封闭端之间的连线方向，所述盒盖上孔道形成交替设置的第一孔道单元21和第二孔道单元22，相邻的所述第一孔道单元21与所述第二孔道单元22齐平设置。

进一步的，所述盒盖上的孔道的孔径与所述封闭端端面上的孔道的孔径相同或者不同，本实用新型不限于此。

此外，如图6所示，所述第一孔道单元和所述第二孔道单元中的孔道孔径顺次增大或减小，即向一个方向逐渐递减或者逐渐递增，有利于差异化取样。

通过上述实施例的详细描述可以知晓，本实用新型提供的一种火驱物理模拟实验装置，通过在油砂盒的封闭端的端面和盒盖的板面形成有若干贯通的孔道，能够为一维火驱物理模拟实验岩心提供储存空间，并按照实际需求对油砂盒的结构进行优化设计。该装置保证了实验岩心的完整性，避免实验结束后因掏取岩心对火驱各个区带的破坏。同时该装置可反复使用，为一维火驱物理模拟实验提供重要的基础和保障。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。