专利名称：一种复杂结构井渗流规律的电模拟系统及方法
技术领域：
本发明关于油气藏渗流技术，尤其涉及一种复杂结构井渗流规律的电模拟系统及方法。
背景技术：
水电模拟实验是根据水电相似原理而研制的一种模拟实验装置。它最早应用于油气藏渗流力学问题的研究是1933年，二十世纪三十年代至五十年代，数值模拟技术还没有发展起来，研究油气藏渗流问题主要采用数学方法和物理模拟方法。由于水电模拟实验仪器结构简单，操作方便，价格便宜，而且能够直观的反应地下流体渗流规律，因此，当时应用的非常广泛。后来由于计算机的出现和迅速发展，数值模拟方法快速发展起来，电模拟实验开展的越来越少。近几年来，出现了水平井，分支井，多底井，鱼骨刺井等复杂结构井，以及多种三次采油技术，这些新的技术和方法的渗流机理十分复杂，仅仅依靠数学解析的方法和数值模拟的方法很难准确地描述地下流体的渗流规律。另外，目前已有的复杂结构井等渗流问题的研究结果也都是在对地层条件进行了一定程度的简化后得到的，跟实际的渗流规律存在一定的偏差，甚至与实际情况偏差较大。因此，水电模拟实验重新受到人们的重视。采用水电模拟实验可以很容易地模拟各种复杂井的边界条件，可以直接观察流体的流动情况，并且很容易测试油水井产量(注入量)，等压线分布等。实验结果还可以用来检验数值模拟和解析解的准确性。因此，水电模拟实验再次得到发展和利用。利用电场模拟地层流体稳定渗流的规律，机理在于水电相似理论不可压缩的地下流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间具有相似性。地下流体通过多孔介质的稳定渗流符合达西定律及拉普拉斯方程
F = --gradP< μ(1)
Ψ P = 0电流在导电介质中的流动及电势分布符合欧姆定律及拉普拉斯方程f = T8radf7(2)依据相似理论，渗流场和电场的形状与分布相似，两者在相似的边界条件下可得到相似的解。电场中的电流、电压及其分布与稳定渗流场中的流量、压力及其分布具有下列相对应的比例关系。1)几何相似系数模型几何参数与油层相应几何参数的比值为几何相似系数。任意点的几何相似系数必须相同。C1=^(3)
4
2)压カ相似系数模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。
权利要求
1.一种复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电模拟系统包括电解质槽，用于盛放电解质溶液；机械手臂，置于所述电解质槽上；探针，一端固定在所述机械手臂上，另一端伸入至所述电解质槽内；机器人控制器，接收来自于计算机的控制信号后，将信号转换为机械手臂可读取的信号，然后传送给所述机械手臂，以控制所述机械手臂进行移动。
2.如权利要求1所述的复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电模拟系统还包括电压表，一端连接于所述的探针，另一端连接于所述电解质槽，以获取电压值，并将所述的电压值传输给所述计算机。
3.如权利要求1所述的基复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电模拟系统还包括电阻复杂结构井模型构架，置于所述电解质槽内。
4.如权利要求2所述的基复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电模拟系统还包括稳压交频电源，为所述电压表及所述电解质槽供电。
5.如权利要求2所述的基复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电解质槽为长方体，包括底面和4个侧面，其中所述底面全部或者部分覆盖有紫铜带，或者所述4个侧面中的至少1个侧面覆盖有紫铜带。
6.如权利要求2所述的复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述机械手臂沿三维方向移动。
7.如权利要求1所述的复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电模拟系统还包括电阻多分支井模型构架包括主井筒和多个分支，其中所述分支的一端与所述主井筒连接；所述主井筒上，每间隔一定距离设置有碳膜电阻；所述分支上，每间隔一定距离设置有碳膜电阻。
8.如权利要求7所述的复杂结构井渗流规律的电模拟系统，其特征在于，所述的电模拟系统还包括电流表，用于测量通过所述主井筒或所述多个分支上的电流。
9.一种应用于如权利要求1所述电模拟系统的复杂结构井渗流规律的电模拟方法，其特征在于，所述的方法包括将机械手臂置于所述电解质槽上；将探针一端固定在所述机械手臂上，另一端伸入至电解质槽内；利用机器人控制器，接收来自于计算机的控制信号后，将信号转换为机械手臂可读取的信号，然后传送给所述机械手臂，以控制所述机械手臂进行移动。
10.如权利要求9所述的杂结构井渗流规律的电模拟方法，其特征在于，所述的方法还包括将电压表连接于所述的探针，以获取电压值，并将所述的电压值传输给所述计算机。
11.如权利要求9所述的复杂结构井渗流规律的电模拟方法，其特征在于，所述的方法还包括提供电阻多分支井模型构架，电阻多分支井模型构架包括主井筒和多个分支，其中 所述分支的一端与所述主井筒连接；所述主井筒上，每间隔一定距离设置有碳膜电阻；所述分支上，每间隔一定距离设置有碳膜电阻。
12.如权利要求10所述的复杂结构井渗流规律的电模拟方法，其特征在于，所述的方法还包括所述分支与所述主井筒之间通过绝缘材料连接，形成可单独测量分支电流的鱼骨井模型构架，以获得复杂结构井井筒中每一生产段的电流强度。
全文摘要
本发明提供一种复杂结构井渗流规律的电模拟系统及方法。所述的电模拟系统包括电解质槽，用于盛放电解质溶液；机械手臂，置于所述电解质槽上；探针，一端固定在所述机械手臂上，另一端伸入至所述电解质槽内；机器人控制器，接收来自于计算机的控制信号后，将信号转换为机械手臂可读取的信号，然后传送给所述机械手臂，以控制所述机械手臂进行移动。
文档编号E21B47/113GK102410015SQ20111043603
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者吴晓东, 安永生, 平晓琳, 张睿, 徐立坤, 朱明 , 韩国庆, 高慎帅, 高盛恩, 高飞 申请人:中国石油大学(北京)