一种模拟水驱油三维模型单元的制作方法

本实用新型属于油田开发技术领域，尤其是一种模拟水驱油三维模型单元。

背景技术：

目前，我国大部分油田都进入了二次采油甚至三次采油，随着油田的开采，油层本身能量不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量剩余油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，一般进行注水开发，为提高注水开发效果，往往需要进行水驱油实验。

各油田区块的地下构造和储层物性存在差异，对于注水开发的具体方式和注采设备等一系列参数的设定需要进行详细的分析和研究；出于安全及成本因素的考虑，水驱油实验一般不直接在开采的油田上进行实验，而是通过在填砂模型中进行实验，来分析注水开发过程中地层的变化从而进一步研究得到所需的数据，因此，研发能真实模拟地层和精确采集数据的填砂模型对于了解水驱油效果有很大的意义。

技术实现要素：

本实用新型主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种可以三维电阻成像的模拟水驱油三维模型单元。

本实用新型解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种模拟水驱油三维模型单元，包括底板、型腔、盖板、机架、翻转机构、转轴、滚动轴承，所述机架两端均设有支撑平台，所述转轴通过滚动轴承水平设置在支撑平台上；

所述底板两侧均设有连接板，所述连接板上端与转轴垂直连接，所述底板上竖直设有电极组单元、压力监测单元、内温监测单元；

所述型腔设置在底板上，所述电极组单元位于型腔内，所述盖板设置在型腔上，所述底板与盖板可拆卸连接；

所述翻转机构设置在支撑平台上，并与转轴连接；

所述型腔上设有垂直井眼阀门组、水平井井眼阀门组，所述垂直井眼阀门组包括相对设置的垂直井驱替阀门、垂直井计量阀门，所述水平井井眼阀门组包括相对设置的水平井驱替阀门、水平井计量阀门。

进一步的是，所述电极组单元为64组，并采用8横8列的方式均布在底板上。

进一步的是，所述电极组单元包括四个长短不一的电极，其电极组单元具有64组，则所有电极的个数为256个，且并采用16横16列的方式均布在底板上。

进一步的是，所述电极数据采集单元为4路继电器输出模块，所述4路继电器输出模块的个数为64个。

进一步的是，所述盖板上端面设有上覆压力表。

进一步的是，所述型腔侧面设有型腔吊耳，所述盖板上端面设有盖板吊耳。

本实用新型的效果是：本实用新型可以模拟地层电阻率变化；还可以三维电阻成像；并模拟水平井与垂直井的分布对地层储层产油效率的影响。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中所示：1-底板、2-型腔、3-盖板、4-机架、5-翻转机构、6-转轴、7- 滚动轴承、8-连接板、9-支撑平台、10-上覆压力表、11-盖板吊耳、12-内温监测单元、13-地层压力单元、14-电极数据采集单元、15-驱替单元、16-产出计量单元、17-落地式烘箱、18-压力监测单元、19-电极组单元。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步的说明。

如图1所示，本实用新型的一种模拟水驱油三维模型单元，包括底板1、型腔2、盖板3、机架4、翻转机构5、转轴6、滚动轴承7，所述机架4两端均设有支撑平台9，所述转轴6通过滚动轴承7水平设置在支撑平台9上；

所述底板1两侧均设有连接板8，所述连接板8上端与转轴6垂直连接，所述底板1上竖直设有电极组单元19、压力监测单元18、内温监测单元12；

所述型腔2设置在底板1上，所述电极组单元19位于型腔2内，所述盖板 3设置在型腔2上，所述底板1与盖板3可拆卸连接；

所述翻转机构5设置在支撑平台9上，并与转轴6连接；

所述型腔2上设有垂直井眼阀门组、水平井井眼阀门组，所述垂直井眼阀门组包括相对设置的垂直井驱替阀门、垂直井计量阀门，所述水平井井眼阀门组包括相对设置的水平井驱替阀门、水平井计量阀门。

本实用新型具体应用到实验系数时，包括落地式烘箱17和模拟水驱油三维模型单元、压力监测单元18、内温监测单元12、地层压力单元13、电极数据采集单元14、驱替单元15、产出计量单元16，所述模拟水驱油三维模型单元设置在落地式烘箱17内；

所述模拟水驱油三维模型单元包括底板1、型腔2、盖板3、机架4、翻转机构5、转轴6、滚动轴承7，所述机架4两端均设有支撑平台9，所述转轴6 通过滚动轴承7水平设置在支撑平台9上；所述底板1、型腔2、盖板3的材质均为304SS不锈钢，所述型腔2、盖板3之间还设有密封橡胶圈；

所述底板1两侧均设有连接板8，所述连接板8上端与转轴6垂直连接，所述底板1上竖直设有电极组单元19，其电极组单元19采用管线，金属外壳作电极、内孔过流体可作为注采井使用和测压使用；所述压力监测单元18、内温监测单元12均竖直设置在底板1上；

所述型腔2设置在底板1上，所述电极组单元19、压力监测单元18、内温监测单元12均位于型腔2内，所述盖板3设置在型腔2上，所述底板1与盖板 3可拆卸连接，具体的是底板1与盖板3之间通过24颗M36高强度螺栓进行连接；

所述翻转机构5设置在支撑平台9上，并与转轴6连接，翻转机构5可带动转轴6旋转，进而使得底板1进行360度旋转；即整个装置通过翻转机构5 可绕转轴6旋转，填砂时底板1向下、盖板3向上；实验时，将底板1翻转向上、盖板3向下；这样有助于在底板1上操作电极测量与布井等。

所述地层压力单元设置在盖板3上，且下端位于型腔2内；所述电极数据采集单元14与电极组单元19下端电连接；

所述型腔2上设有垂直井眼阀门组、水平井井眼阀门组，所述垂直井眼阀门组包括相对设置的垂直井驱替阀门、垂直井计量阀门，所述水平井井眼阀门组包括相对设置的水平井驱替阀门、水平井计量阀门，所述驱替单元15分别与垂直井驱替阀门、水平井驱替阀门连接，所述产出计量单元16分别与垂直井计量阀门、水平井计量阀门连接，其产生计量单元16可为产出计量杯，所述产出计量杯通过管线分别与垂直井计量阀门、水平井计量阀门连接，从而垂直井计量阀门、水平井计量阀门中驱替出的流体流到产出计量杯内进行计量，得到驱替出流体的体积。

其中垂直井眼阀门组的个数为5个，水平井井眼阀门组的个数为4个。

其需模拟地层温度达90℃。为了便于加工和操作，将模拟水驱油三维模型单元置于落地式烘箱17内进行加热、恒温；工作时将模型底板翻转向上，测压管线、电极线、计量管线等均从落地式烘箱17顶部引出，并且落地式烘箱17 采用双向对开门方式。

其中所述电极组单元19为64组，并采用8横8列的方式均布在底板上，电极组单元19包括四个长短不一的电极，其电极组单元19具有64组，则所有电极的个数为256个，且并采用16横16列的方式均布在底板1上。这样电极分布采用8横8列方式排布，其一个电极组单元为一个点位，每个点位包括4 个电极测量，4个电极在填砂层深度不同高度上分布四层，这样每一层均有64 个电极测量点，4层共256个测点；同时也就有了不同产层的注采井分布。

所述电极数据采集单元14为4路继电器输出模块，其电极数据采集单元14 采集电极组单元19上的数据，则4路继电器输出模块中的每一路采集电极组单元19上每一个电极上的数据，这样所述4路继电器输出模块的个数也为64个， 64个4路继电器输出模块可对256个电极进行电极扫描控制，该种模块基于 RS-485网络进行数据采集和控制；每个模块具备4个输出通道；模块继电器吸合动作时间5mS、释放时间2mS，即软件采集各点电阻值，从而生成电阻三维图像。

具体实施例为，所述压力监测单元18为10MPa压力传感器，所述压力监测单元18的个数为8个，均布在底板1上，所述内温监测单元12包括温度传感器和智能仪表，所述温度传感器上端设置在底板1上，下端与智能仪表连接，

为了更好的提供上覆压，优选的实施方式是，所述地层压力单元13为手动试压泵，这样上覆压由手动试压泵提供，通过盖板3和型腔2之间的密封橡胶圈隔离液压介质和砂体。所述盖板3上端面设有上覆压力表10，便于监测手动试压泵添加的上覆压。

所述驱替单元15的具体方式可以通过平流泵提供恒流源进行驱替，或者通过氮气瓶及储液容器提作恒压源进行驱替。

因本装置的结构较大，因此在移动需要进行吊装，优选的实施方式是，所述型腔2侧面设有型腔吊耳，所述盖板3上端面设有盖板吊耳11，这样盖板3 和型腔2通过盖板吊耳11、型腔吊耳、手动液压升降车进行吊装。

以上所述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。