填砂模型及模拟多层火驱的实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种填砂模型及模拟多层火驱的实验装置，所述模拟多层火驱的实验装置包括多个填砂模型（10），多个填砂模型（10）沿竖直方向层叠设置，相邻两个填砂模型（10）的第一上接口（131）和第一下接口（141）通过钢管（19）连通，相邻两个填砂模型（10）的第二上接口（132）和第二下接口（142）通过钢管（19）连通。该模拟多层火驱的实验装置将模拟不同油层条件的多个填砂模型利用筛管并联起来，对比以往火驱实验中仅能反映某一种油层条件的填砂模型，该实验装置更接近多层火驱条件，另外，该模拟多层火驱的实验装置能够重复利用，使用方便。
【专利说明】填砂模型及模拟多层火驱的实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采油工程火驱开发领域中的室内物理模拟【技术领域】，具体是一种填砂模型，还是一种模拟多层火驱过程中层间物性差异对火驱效果影响的实验装置。
【背景技术】
[0002]火驱采油简单的说是将空气注入到油层里，经过人工将空气在井下加热到可以点燃原油的温度，或者通过空气与原油在油层中自然氧化生热使油层达到燃烧温度的点火过程，使油层实现地下燃烧，地下燃烧过程燃烧掉一部分原油，产生热量形成降粘、蒸馏等一系列效应产生驱替原油的驱动力。相对其他开发方式，火驱具有适应性较广、热效率高、驱油效率高、采收率高、地面投入简单、成本低、绿色环保等不可比拟的优势，是稠油开发重要的稳产接替技术。火驱效果与油层与原油性质、注空气的通风强度、点火和燃烧温度等因素都有密切的联系。因此，在某一油层实施火驱开发之前，需要进行必要的室内物理模拟实验，确定油层与原油性质是否适合火驱开采方式。目前室内实验常用的模拟油层装置为单一的岩心，没有考虑到多层同时火驱时层间物性差异(如渗透率、油层厚度、孔隙度、韵律等)，不能客观的反映实际情况。
实用新型内容
[0003]为了解决现有的火驱实验装置没有考虑到多层同时火驱时层间物性差异的技术问题。本实用新型提供了一种填砂模型及模拟多层火驱的实验装置，该模拟多层火驱的实验装置将模拟不同油层条件的多个填砂模型利用筛管并联起来，对比以往火驱实验中仅能反映某一种油层条件的填砂模型，该实验装置更接近多层火驱条件。
[0004]本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是:一种填砂模型，包括箱体，箱体的左侧设有左接口，箱体的右侧设有右接口，箱体的上部设有第一上接口和第二上接口，箱体的下部设有第一下接口和第二下接口，第一上接口的中心线和第一下接口的中心线重合并且均沿竖直方向设置，第二上接口的中心线和第二下接口的中心线重合并且均沿竖直方向设置。
[0005]第一上接口、第二上接口、第一下接口和第二下接口的内径均相同。
[0006]第一上接口、第二上接口、第一下接口和第二下接口均设有丝堵。
[0007]左接口和右接口设有丝堵。
[0008]所述填砂模型还包括设置在箱体右侧的箱盖，右接口设置于箱盖。
[0009]一种模拟多层火驱的实验装置，包括多个所述的填砂模型，多个填砂模型沿竖直方向层叠设置，相邻两个填砂模型的第一上接口和第一下接口通过钢管连通，相邻两个填砂模型的第二上接口和第二下接口通过钢管连通。
[0010]填砂模型内设有石英砂和隔热层。
[0011 ] 相邻两个填砂模型之间设有保温层。
[0012]该模拟多层火驱的实验装置内设有筛管，筛管能够依次穿过相邻两个填砂模型中位于上部的填砂模型的第一上接口、钢管和位于下部的填砂模型的第一下接口。
[0013]该模拟多层火驱的实验装置内设有筛管，筛管能够依次穿过相邻两个填砂模型中位于上部的填砂模型的第二上接口、钢管和位于下部的填砂模型的第二下接口。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]1、将模拟不同油层条件的多个填砂模型利用筛管并联起来，对比以往火驱实验中仅能反映某一种油层条件的填砂模型，该实验装置更接近多层火驱条件。
[0016]2、能够重复利用，一次实验后，将筛管取出、钢管拆下，可打开单个填砂模型的箱体，将砂体取出后，重新填砂，再次组装实验。
[0017]3、不但能够模拟如渗透率、孔隙度、含油饱和度、油品性质等因素对火驱效果的影响，还可以通过在填砂模型底部添加无渗透性的隔热物质，来调整油层厚度，通过实验来观察油层厚度以及夹层厚度对火驱效果的影响。
[0018]4、通过改变所模拟油层发育组合，来观察不同韵律对火驱效果的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本实用新型所述的填砂模型及模拟多层火驱的实验装置作进一步详细的描述。
[0020]图1是填砂模型的结构示意图。
[0021]图2是模拟多层火驱的实验装置的结构示意图。
[0022]其中10.填砂模型，11.左接口，12.右接口，131.第一上接口，132.第二上接口，141.第一下接口，142.第二下接口，15.箱盖，16.箱体，17.温度监测点，18.丝堵，19.钢管，111.筛管，112.密封元件，20.保温层。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型所述的填砂模型及模拟多层火驱的实验装置作进一步详细的说明。一种填砂模型，包括箱体16，箱体16的左侧设有左接口 11，箱体16的右侧设有右接口 12，箱体16的上部设有第一上接口 131和第二上接口 132，箱体16的下部设有第一下接口 141和第二下接口 142，第一上接口 131的中心线和第一下接口 141的中心线重合并且均沿竖直方向设置，第二上接口 132的中心线和第二下接口 142的中心线重合并且均沿竖直方向设置，如图1所示。
[0024]其中单个填砂模型箱体16的第一下接口 141和第二下接口 142与第一下接口 141和第二下接口 142在靠近箱体左右两端且位置对应，第一上接口 131的中心线和第一下接口 141的中心线重合，第二上接口 132的中心线和第二下接口 142的中心线重合，即从上接口处垂直钻孔，可从下接口处钻出。在箱体的左接口 11和右接口 12连线上，均匀布置温度监测点，如A、B、C、D、E0单个填砂模型10的箱体内充填石英砂，测定渗透率、孔隙度等参数后，再进行填原油，实现对某种油层条件的模拟。将左接口 11和右接口 12用丝堵18封死，然后再将相同方法制好的模拟不同油层条件的单个填砂模型用钢管19连接，将对应的上下接口钻开，形成同时射开多层的油藏条件。
[0025]具体的第一上接口 131、第二上接口 132、第一下接口 141和第二下接口 142的内径均相同。在未安装连接时，单个填砂模型的第一上接口 131、第二上接口 132、第一下接口141和第二下接口 142均设有丝堵8。左接口 11和右接口 11设有丝堵8。所述填砂模型还包括设置在箱体16右侧的箱盖15，右接口 11设置于箱盖15。
[0026]一种模拟多层火驱的实验装置，包括多个上述的填砂模型10，多个填砂模型10沿竖直方向层叠设置，相邻两个填砂模型10的第一上接口 131和第一下接口 141通过钢管19连通，相邻两个填砂模型10的第二上接口 132和第二下接口 142通过钢管19连通，如图2所示。
[0027]使用时先将4个接口:第一上接口 131、第二上接口 132、第一下接口 141和第二下接口 142使用丝堵18封死，将箱盖15打开，向箱体16内填入无渗透性的隔热物质(也可以不填隔热物质)，因为温度监测点(如图1所示的A、B、C、D、E)以及测量渗透率的左右接口设计在箱体中线位置，隔热物质高度不能超过箱体中线，结合填入隔热物质的体积，计算箱体内剩余空间的体积及高度，可得到地层高度；再向箱体内填入石英砂，填好后根据填入石英砂的体积，计算出填砂模型的孔隙度；将箱盖上紧后，利用左右接口测量填砂模型的渗透率；将左接口 11密封后，再向填砂模型10内挤入一定体积的原油，根据挤入原油体积，计算原油的饱和度；然后再向填砂模型10内挤入地层水，得到含水饱和度。用相同方法，制备出不同油水饱和度、孔隙度、渗透率乃至油层厚度的填砂模型。填砂模型10内可充填隔热材料(粘土)，来调整模拟油层、夹层的厚度(填充的石英砂厚度模拟油层厚度，隔热材料(隔热层)厚度模拟夹层厚度，通过改变两者的厚度，来模拟两者不同厚度比例的地层条件)。
[0028]如图2所示，将所制备的填砂模型用钢管19连接，各箱体之间加上隔热用保温层20，钢管19长度以即箱体之间距离根据实验需要选取，连接好后，将两端对应的上下接口钻开，为保障钻开后石英砂不会将孔道埋死，下入筛管111，即该模拟多层火驱的实验装置内设有筛管111，筛管111能够依次穿过相邻两个填砂模型10中位于上部的填砂模型10的第一上接口 131、钢管19和位于下部的填砂模型10的第一下接口 141。该模拟多层火驱的实验装置内设有筛管111，筛管111能够依次穿过相邻两个填砂模型10中位于上部的填砂模型10的第二上接口 132、钢管19和位于下部的填砂模型10的第二下接口 142。最上面填砂模型的上接口、最下面填砂模型的下接口与筛管111之间用密封元件112密封。
[0029]进行火驱实验时，将如2中左端或右端处的筛管111作为点火注气井，另一端处的筛管111作为生产井，进行火驱物模实验，可利用图1中温度监测点17进行温度监测。
[0030]以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。
【权利要求】
1.一种填砂模型，其特征在于，所述填砂模型包括箱体(16)，箱体(16)的左侧设有左接口( 11 )，箱体(16)的右侧设有右接口( 12)，箱体(16)的上部设有第一上接口( 131)和第二上接口(132)，箱体(16)的下部设有第一下接口(141)和第二下接口(142)，第一上接口(131)的中心线和第一下接口(141)的中心线重合并且均沿竖直方向设置，第二上接口(132)的中心线和第二下接口(142)的中心线重合并且均沿竖直方向设置。
2.根据权利要求1所述的填砂模型，其特征在于:第一上接口(131)、第二上接口(132)、第一下接口(141)和第二下接口(142)的内径均相同。
3.根据权利要求1所述的填砂模型，其特征在于:第一上接口(131)、第二上接口(132)、第一下接口(141)和第二下接口(142)均设有丝堵(8)。
4.根据权利要求1所述的填砂模型，其特征在于:左接口(11)和右接口(11)设有丝堵(8)。
5.根据权利要求1所述的填砂模型，其特征在于:所述填砂模型还包括设置在箱体(16)右侧的箱盖(15)，右接口( 11)设置于箱盖(15)。
6.一种模拟多层火驱的实验装置，其特征在于:所述模拟多层火驱的实验装置包括多个权利要求1所述的填砂模型(10)，多个填砂模型(10)沿竖直方向层叠设置，相邻两个填砂模型(10)的第一上接口( 131)和第一下接口( 141)通过钢管(19)连通，相邻两个填砂模型(10)的第二上接口(132)和第二下接口(142)通过钢管(19)连通。
7.根据权利要求6所述的模拟多层火驱的实验装置，其特征在于:填砂模型(10)内设有石英砂和隔热层。
8.根据权利要求6所述的模拟多层火驱的实验装置，其特征在于:相邻两个填砂模型(10)之间设有保温层(20)。
9.根据权利要求6所述的模拟多层火驱的实验装置，其特征在于:该模拟多层火驱的实验装置内设有筛管(111 )，筛管(111)能够依次穿过相邻两个填砂模型(10)中位于上部的填砂模型(10)的第一上接口( 131 )、钢管(19)和位于下部的填砂模型(10)的第一下接口(141)。
10.根据权利要求6所述的模拟多层火驱的实验装置，其特征在于:该模拟多层火驱的实验装置内设有筛管(111)，筛管(111)能够依次穿过相邻两个填砂模型(10)中位于上部的填砂模型(10)的第二上接口( 132)、钢管(19)和位于下部的填砂模型(10)的第二下接口(142)。
【文档编号】E21B43/243GK203594431SQ201320613154
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】张守军, 高忠敏, 鲁笛, 茹希军, 许丹, 黄小雷, 于笮, 单德志, 尚晋, 刘世坤, 陈磊, 王杰 申请人:中国石油天然气股份有限公司