一种模拟油田采油过程的地层物理模型及模拟方法与流程

本发明涉及模拟油田采油，具体为一种模拟油田采油过程的地层物理模型及模拟方法。

背景技术：

1、采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称，在进行油田采油之前，需要对采油过程进行模拟，因此需要使用到地层物理模型，来模拟出在采油过程中，会出现的情况。

2、现有的模拟油田采油过程的地层物理模型存在的缺陷是：

3、1、专利文件us20090198478a1公开了油田仿真器，但是上述公开文件中进行模拟的过程中，需要人工手动进行处理操作，存在对于数据的把控准确度较低的技术问题；

4、2、专利文件us09243476b2公开了油田作业模拟系统和方法，但是上述公开文件中，进行模拟采油时，仅能够进行单次的采油模拟，采油数据存在误差；

5、3、专利文件us20090055141a1公开了用于执行油田模拟操作的系统和方法，但是上述公开文件中，在采集油液过程中，对于油液采集的流量未进行准确测量，容易导致模拟准确性降低；

6、4、专利文件cn112598951a公开了模拟油田采油输油储油过程控制实训设备，但是上述公开文件中，仅描述了采油机的工作方式，对于地层内的油液情况，未做具体描述。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模拟油田采油过程的地层物理模型及模拟方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟油田采油过程的地层物理模型，包括采集模块，所述采集模块通过双向电性连接有检测模块，所述检测模块双向电性连接有数据对比模块，所述数据对比模块分别通过电性连接有数据传输模块和数据存储模块，所述数据传输模块通过电性连接有控制平台，所述控制平台分别通过电性连接有数据显示面板和plc控制器，所述plc控制器双向电性连接有执行机构；

3、所述执行机构包括有地层物理模型，且地层物理模型顶部的一侧安装于plc控制器的底部，所述地层物理模型内壁的底部设置有岩心模型，所述岩心模型的顶部设置有表面泥土层，所述岩心模型的内壁开设有油液模拟空间，所述plc控制器顶部的前端设置有若干个控制旋钮，所述油液模拟空间的内壁设置有若干个温度传感器、压力传感器和流量传感器，且温度传感器、压力传感器和流量传感器均与采集模块通过电性连接

4、优选的，所述表面泥土层顶部的中部安装有第一五通阀，第一五通阀的输出端安装有输入管，且输入管的另一端贯穿岩心模型和表面泥土层安装于油液模拟空间的外壁，第一五通阀的输入端安装有输入组件，输入组件用于输入地层水、原油、注入气和聚合物。

5、优选的，所述输入组件包括增压泵，且增压泵的底部安装于表面泥土层顶部的前端，增压泵的输出端安装有第二五通阀，第二五通阀的输出端安装有若干个输出管道，且输出管道的另一端分别连接有地层水存放容器、原油存放容器、注入气存放容器和聚合物存放容器，且地层水存放容器、原油存放容器、注入气存放容器和聚合物存放容器的底部均安装于表面泥土层顶部的一端。

6、优选的，所述地层水存放容器的输出端安装有地层水输出管，且地层水输出管的另一端安装于第一五通阀的输入端，原油存放容器的输出端安装有原油输出管，且原油输出管的另一端安装于第一五通阀的输入端，注入气存放容器的输出端安装有注入气输出管，且注入气输出管的另一端安装于第一五通阀的输入端，聚合物存放容器的输出端安装有聚合物输出管，且聚合物输出管的另一端安装于第一五通阀的输入端。

7、优选的，所述岩心模型和表面泥土层顶部的中部嵌合安装有提油通道，所述提油通道的底部和顶部均安装有密封阀。

8、优选的，表面泥土层的顶部安装有储油罐，储油罐的输入端安装有油液收集管，油液收集管外壁的一端安装有电磁阀，电磁阀的外壁设置有流量表，油液收集管的另一端活动连接有出油口，出油口的一端开设于提油管的外壁，且提油管的外壁活动连接于提油通道的内壁。

9、优选的，所述表面泥土层的顶部安装一组支撑板，支撑板的顶部开设有滑轨，滑轨的内底壁开设有若干个凹槽，凹槽的内壁安装有滚轮，支撑板的外壁开设有若干个固定孔。

10、优选的，所述滑轨的内壁均安装有滑块，且滑块的底部安装于滚轮的顶部，滑块的顶部安装有支撑架，支撑架的顶部安装有提油机。

11、优选的，所述该模拟油田采油过程的地层物理模型的模拟方法如下：

12、s1、通过岩心模型、表面泥土层和油液模拟空间的设置，便于根据需求，制作不同大小、形状的地层物理模型，通过采集模块的设置，采集模块能够对油液模拟空间内部的温度、压力和流量信息进行采集，通过检测模块和数据对比模块的设置，将所采集温度、压力和流量信息进行数据对比，保证模拟过程中数据的准确性，再通过数据传输模块将采集的数据和数据对比的信息传递到控制平台，最终在数据显示面板上进行显示，便于使用人员进行查看，通过plc控制器的设置，在达到数据设定数值后，能够全自动调节执行机构进行模拟实验，有利于提高模拟效果；

13、s2、通过密封阀对提油通道进行密封，通过增压泵、第一五通阀和第二五通阀能够依次向油液模拟空间内注入地层水、原油和注入气，根据采集的数据和设定的数值进行对比，达到所需数值后，进行模拟焖井处理，达到模拟焖井处理所需的效果后，打开密封阀，进而能够模拟出采油一阶段时油自动喷出的效果；

14、s3、在弹性能量不足以把流体举升上来时，使用增压泵和第二五通阀，向油液模拟空间内注入地层水或者注入气，来提高油层的压力，为地层物理模型中的流体补充弹性能量，使地层流体可以始终流向提油通道，从而能够采出仅靠天然能量不能采出的石油，进而模拟完成二次采油；

15、s4、通过聚合物存放容器的设置，向油液模拟空间内添加水溶性高的相对分子聚合物，进而改变原油的粘度，增加原油的流动性，进而模拟提高油液的采集便携性，进而便于模拟完成三次采油；

16、s5、模拟完成的三次采油过程中，所采集的油液最终都会流入储油罐内进行收集。

17、优选的，在所述步骤s3中还包括如下步骤：

18、s31、通过支撑板、滑轨、凹槽和滚轮的设置，便于滑块在滑轨内进行移动，滑块移动能够带动支撑架和提油机移动，进而方便更换使用不同性能的提油机，通过固定孔的设置，能够提高使用提油机时的稳定性，进而能够模拟出在使用不同提油机进行采油过程中的地层情况。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1.本发明通过岩心模型、表面泥土层和油液模拟空间的设置，便于根据需求，制作不同大小、形状的地层物理模型，通过采集模块的设置，采集模块能够对油液模拟空间内部的温度、压力和流量信息进行采集，通过检测模块和数据对比模块的设置，将所采集温度、压力和流量信息进行数据对比，保证模拟过程中安全性，再通过数据传输模块将采集的数据和数据对比的信息传递到控制平台，最终在数据显示面板上进行显示，便于使用人员进行查看，通过plc控制器的设置，在达到数据设定数值后，能够全自动调节执行机构进行模拟实验，有利于提高模拟效果；

21、2.本发明通过密封阀对提油通道进行密封，通过增压泵、第一五通阀和第二五通阀能够依次向油液模拟空间内注入地层水、原油和注入气，根据采集的数据和设定的数值进行对比，能够分别完成一次采油模拟、二次采油模拟和三次采油模拟，便于获取大量的模拟数据，有利于提高模拟效果；

22、3.本发明通过储油罐、电磁阀、流量表、油液收集管和提油管的设置，能够对注入的原油进行收集，且能够对收集的油液的流量进行记录，有利于准确获取采油的数据，提高模拟的准确性；

23、4.本发明通过支撑板、滑轨、凹槽和滚轮的设置，便于滑块在滑轨内进行移动，滑块移动能够带动支撑架和提油机移动，进而方便更换使用不同性能的提油机，通过固定孔的设置，能够提高使用提油机时的稳定性，进而能够模拟出在使用不同提油机进行采油过程中的地层情况。