一种多水平缝大位移弓形井模拟装置的制作方法

本实用新型涉及石油和地质油气田工程领域，尤其涉及油藏研究技术领域，具体为一种多水平缝大位移弓形井模拟装置。

背景技术：

随着勘探力度的加大，适应不同类型储层的油藏开发的复杂井型也开始出现。这些井型具有常规直井和水平井不可比拟的优势，能够实施复杂的压裂施工，提高油井产量，提高经济效益。目前已经在一些油田(延长油田)实施，并取得了良好经济效益，展现出广阔的应用前景。

大位移弓形井在一定程度可以增加油井泄油面积，而且可以解决特定浅层油藏一层多水平缝的常规水平井无法解决的难题。相比常规的水平井，弓形井大幅度提高了油井的利用率。但是其使用特点与生产特征与常规直井、水平井不相同，渗流机理尚不明确，目前没有一套专用的物理模拟实验装置来对其渗流规律进行模拟实验。

近井带渗流机理的不明确会限制该技术的实施与发展，有必要设计一套装置探究渗流规律模拟。按照几何尺寸相似、动力相似和流速相似准则，设计填砂箱体及多水平缝大位移弓形井的模拟装置，通过观测压力变化和产液情况研究近井渗流规律及井的生产规律。目前的模拟装置及模拟方案设计充分考虑的动力相似准则，包括剪切速率和雷诺数相等，但对油藏内流动和近井筒流动的几何相似处理得还不够理想，将会由于模型的边界效应影响模拟结果的合理性与实验的准确程度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多水平缝大位移弓形井模拟装置，用于研究多水平缝大位移弓形井近井渗流规律，为开发油气田的机理及应用研究提供了一个新的研究平台。

一种多水平缝大位移弓形井模拟装置，包括驱替系统，油藏模拟系统，数据采集系统和计量系统。

油藏模拟系统包括箱体，箱体的顶部设有上压盖，上压盖四角各有设有一个液压缸，其压力由连接的手摇泵来控制；箱体底部设有注水孔，箱体内部设置有固定筛网，固定筛网上设置有多个测压探头；箱体内填充石英砂，石英砂内埋设有多水平缝弓形井模型；多水平缝弓形井模型包括弓形井筒和多条水平缝，且水平缝与弓形井筒连通。

驱替系统包括依次连接的驱替泵和中间容器，中间容器的注入管线与箱体底部的注水孔连通。

计量系统包括水箱和第一电子流量计，用来计量产出液数量。

数据采集系统包括计算机系统和与计算机连接的多个压力传感器，各压力传感器与对应的测压探头连接。

优选的，四个液压缸对称分布设置于上压盖上方四角上。

优选的，弓形井筒和水平缝均为金属材质，其连通方式为焊接。

优选的，水平缝为内部填充20目陶瓷颗粒、外部包裹纺纱网的长方形金属格架，缝宽10mm。

本实用新型有益效果是：

采用一套由多个压力传感器组成的压力监测系统，可实时获取填砂模型内部压力分布数据；采用数据采集与处理系统提高实验自动化程度，本实用新型为多水平缝大位移弓形井开发油田的机理和应用研究提供了一个新的平台，也可以用于研究不同井网、不同注采比下弓形井的渗流规律。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图；

图2为测压探头分布图；

图3为多水平缝大位移弓形井示意图；

图中各标记如下：1油藏模拟系统、11手摇泵、12液压缸、13阀门、14上压盖、15弓形井筒、16水平缝、17固定筛网、18箱体、19注水孔、2计量系统、21第一节流阀、22第一电子流量计、23水箱、3数据采集系统、31计算机控制装置、32压力传感器、4、驱替系统、41第三节流阀、42第二电子流量计、43驱替泵、44中间容器、45第二节流阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型可用于但不限于以下实施例。

一种多水平缝大位移弓形井模拟装置，包括油藏模拟系统1、计量系统2、数据采集系统3、驱替系统4。

油藏模拟系统包括由箱体18构成的填砂模型，箱体18内填充石英砂，石英砂由箱体顶部的上压盖14压实密封；箱体18内的石英砂中水平埋设有多水平缝大位移弓形井模型，多水平缝大位移弓形井模型包括弓形井筒15和与弓形井筒15连通的多条水平缝16，弓形井筒15位于箱体18内的一末端封闭，另一端通过管线与计量系统2连接；箱体18中部设置有固定筛网17，固定筛网17上设有32个测压探头；箱体18底部设有注水孔19。

计量系统2包括依次连接的第一节流阀21、第一电子流量计22和水箱23，电子流量计22与弓形井筒15连通，用于测量弓形井筒15产出液的体积。

数据采集系统3由计算机控制装置31和32个压力传感器32组成，各压力传感器32分别与对应的测压探头连接，压力传感器32通过数据线和信号转换器与计算机装置31连接，测得数据由计算机控制装置31处理并保存。

驱替系统4包括依次连接的驱替泵43、第二节流阀45、中间容器44、第二电子流量计42和第三节流阀41，第三节流阀41与注水孔19连通。

进一步，填砂模型18由不锈钢制成，内部有效尺寸：3000mm×2000mm×1000mm，壁厚60mm，填砂厚度1000mm，工作压力：0～5MPa；弓形井筒长2400mm，直径40mm,水平缝150mm×150mm，缝宽10mm。

进一步，上压盖14上方均匀对称的设置四个液压缸12，液压缸12连接于控制其压力的手摇泵11；手摇泵11的出口设有阀门13，液压缸12的最大工作压力15MPa，采用液压顶盖，增强压实效果。

本实用新型物理模拟实验装置的使用过程如下：

(1)模型饱和水：填砂模型完成后，打开第二节流阀45、第三节流阀41和第一节流阀21，通过驱替泵43将中间容器44中的水注入到填砂模型箱体18中，当产出液系统中油水持续进入稳定后关闭，继续注入水体积，当测压数据至MPa时停止，饱和水完毕，关闭第二节流阀45、第三节流阀41和第一节流阀21。

(2)实验：开第二节流阀45、第三节流阀41和第一节流阀21，通过调整第一节流阀21的开度可以控制流量，实时记录产出液情况，计算机自动收集和保存压力数据。