岩性组合结构控油气运聚物理模拟系统的制作方法_2

文档序号:9124150阅读:来源:国知局
及依次安装在输油软管上的压力调节阀和流量仪,输油软管的另一端连接有与数据处理分析系统连接的流体输出计量与分析系统,所述压力调节阀位于出油口处的输油软管上。在必要时可以对流体流出时的泄压大小起控制作用。
[0025]在进行模拟实验时,可以通过改变进口压力和出口压力的大小,考查进出口压力对油气运聚的控制作用。
[0026]本实用新型的有益效果是:(I)本实用新型模拟箱体设计为具有多层模拟室的箱体结构物理模型,可方便快捷地实现对不同模拟室配置不同岩性的岩体,从而实现构建不同岩性配置结构模型,以及针对其中的油气运聚机理特征研究。(2)本实用新型模拟实验过程中可根据压力和流量的控制,实现对模拟过程的控制,以及充注压力和出口压力、流速对油气运聚的影响。(3)本实用新型模拟室为含“槽”和“脊”结构的曲面结构,真正实现地下曲面地层中油气运聚路径的追踪和油气运聚机理。(4)本实用新型在外观上为360°全透明设计,实时三维观察油气在不同岩性结构体中的运聚状态,实现三维可视化特点。
【附图说明】
[0027]附图1为本实用新型具体实施例一中岩性组合结构控油气运聚物理模拟系统的结构图。
[0028]附图2为本实用新型具体实施例最顶层模拟室的结构示意图。
[0029]附图3为本实用新型具体实施例最底层模拟室的结构示意图。
[0030]附图4为本实用新型具体实施例其余各层模拟室的结构示意图。
[0031]附图5为本实用新型具体实施例图4中带孔的各层模拟室顶底板的结构示意图。
[0032]附图6为本实用新型具体实施例一中不整合面结构体控藏机理物理实验模型。
[0033]附图7A、7B、7C为本实用新型具体实施例一中原油沿不整合面结构体聚集的实验现象示意图。
[0034]附图8A、8B、8C为本实用新型具体实施例一中不同岩性层面上发生的主要原油运移路线图。
[0035]附图9为本实用新型具体实施例二中中砂-细砂-中砂-细砂韵律性四层岩性结构物理实验模型。
[0036]附图10A、10B、10CU0D为本实用新型具体实施例二中原油沿四层岩性结构聚集的实验现象示意图。
[0037]附图11为本实用新型具体实施例二中原油沿四层岩性结构体聚集的主要运移路径示意图。
[0038]附图12A、12B、12C、12D为本实用新型具体实施例二中不同岩性层面上发生的主要原油运移路线图。
[0039]附图13为实用新型具体实施例三中粗砂-中砂-细砂三层岩性结构物理实验模型。
[0040]附图14A、14B、14C、14D为本实用新型具体实施例三中原油沿三层岩性结构聚集的实验现象示意图。
[0041]附图15为本实用新型具体实施例三中原油沿三层岩性结构体聚集的主要运移路径示意图。
[0042]附图16A、16B、16C为本实用新型具体实施例三中不同岩性层面上发生的主要原油运移路线图。
[0043]图中,1、模拟箱体,2、注油口,3、出油口,4、数据处理分析系统,5、下底板,6、上顶板,7、槽,8、脊,9,把手,10、滑道,11、抽屉I,12、抽屉II,13、抽屉III,14、抽屉IV,15、抽屉V,16、输油软管,17、高压阀门,18、稳压阀,19、压力表,20、流量仪,21、压力调节阀,22、输油桶,23、高压栗,24、流体输入数据记录与分析系统,25、输油软管,26、压力调节阀,27、流量仪,28、流体输出计量与分析系统,29、孔,30、1000微米粒径(16目)石英砂,31、25微米粒径(500目)石英砂,32、500微米粒径(32目)石英砂,33、250微米粒径¢0目)石英砂,34、150微米粒径(90目)石英砂。
【具体实施方式】
[0044]以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0045]具体实施例一:如图1所示,一种岩性组合结构控油气运聚物理模拟系统,包括模拟箱体1、与模拟箱体I的注油口 2和出油口 3相连的压力控制系统以及与压力控制系统相连的数据处理分析系统4。模拟箱体I由全透明的钢化玻璃组成,便于观察油气运聚的过程,本实例中,模拟箱体I包括下底板5、上顶板6和安装在下底板5和上顶板6之间五层模拟室,每层模拟室的顶面和底面均设有孔径为75微米的孔29,该孔径对于粒径在200目以上的石英砂防漏有效,但却不能阻止油、气、水的渗流,因此,油、气、水可以通过每层模拟室的顶底板上下流通,使整个模拟系统成为一个流体可以自由贯通的有效整体。
[0046]如图2至4所示,本实施例中,最底层的模拟室为上曲下平结构,最顶层的模拟室为上平下曲结构,其余各层模拟室的结构形态相同,均为上底面和下底面皆带“槽” 7和“脊”8状结构的曲面。模拟室的这种曲面结构真实实现地下曲面地层中油气运聚路径的追踪和油气运聚机理。图5示意了其余各层模拟室的顶底板结构。
[0047]本实施例中,每层模拟室上均设有把手9,上顶板和下底板之间通过带有滑道10的立式框架连接,模拟室放置于框架的滑道10上。模拟室通过滑道10实现抽拉功能,实现方便快捷地充填不同岩性体。
[0048]本实施例中,上述提到的模拟室为抽屉,其中,最顶层的抽屉为抽屉I 11,最底层的抽屉为抽屉V 15,其余抽屉由上往下依次为抽屉II 12、抽屉III13、抽屉IV 14,可以模拟五层岩性配置关系,充分满足了岩性组合差异性搭配的需要。
[0049]本实施例中,所述注油口 2位于下底板5的底端,出油口 3位于上顶板6的顶端,且注油口 2与出油口 3为对角设置,实现了油气在模拟箱体I的充分运聚。当需要对模拟系统进行封闭时,出油口 3可关闭。
[0050]本实施例中,所述压力控制系统包括多相流体注入进口压力控制系统和多相流体输出出口压力控制系统,所述多相流体注入进口压力控制系统与注油口 2相连,多相流体输出出口压力控制系统与出油口 3相连。
[0051]上述多相流体注入进口压力控制系统包括一端与注油口连接的输油软管16以及依次安装在输油软管16上的高压阀门17、稳压阀18、压力表19、流量仪20和压力调节阀21,输油软管16的另一端连接有输油桶22,输油桶22连接有高压栗23,高压栗23通过流体注入数据记录与分析系统24与数据处理分析系统4连接;所述压力调节阀21位于注油口 2处的输油软管16上。采用多个压力阀门实现对压力的控制,其中,压力表19和流量仪20对注入流体强度起监测作用。
[0052]上述多相流体输出出口压力控制系统包括一端连接出油口输油软管25以及依次安装在输油软管25上的压力调节阀25和流量仪27,输油软管25的另一端连接有与数据处理分析系统4连接的流体输出计量与分析系统28,所述压力调节阀26位于出油口处的输油软管25上。在必要时可以对流体流出时的泄压大小起控制作用。
[0053]在进行模拟实验时,可以通过上述多相流体注入进口压力控制系统和多相流体输出出口压力控制系统改变进口压力和出口压力的大小,考查进出口压力对油气运聚的控制作用。
[0054]模拟实验不仅能观察在不同岩性组合结构体中的油气运聚过程,还可以对进入模拟系统前后的油气组分进行地球化学检测,如进行色谱-质谱检测,通过对生物标志物参数的变化分析油气运移效应现象。
[0055]采用上面所述的模拟系统进行岩性组合结构控油气运聚物理模拟实验,以地层不整合结构地质模型为例。
[0056]与传统的教科书说明的地层不整合是面状结构不一样,实际情况下地层不整合是一个空间带状结构,本次模拟实验真正模拟了地下地层不整合的立体空间结构。
[0057]地层不整合是由于地壳抬升地层遭受长期剥蚀、风化作用形成,因此,由于剥蚀、风化作用强弱的不同,不整合带上形成不同的岩性结构配置关系。如图6所示,本实施例中设计了典型不整合结构带物理模型。该模型包括上层、中层和下层岩性结构构成。上层结构为底砾岩和水进砂体,为抽屉I,填充粗粒1000微米粒径(16目)石英砂30做砾岩;中层结构为风化粘土层,为抽屉II,填充25微米粒径(500目)石英砂31做泥岩;下层结构为风化淋滤层、半风化淋滤层和未风化淋滤层,分别对应抽屉II1、抽屉IV和抽屉V,其中,抽屉III填充500微米粒径(32目)石英砂32做粗砾岩,抽屉IV填充250微米粒径¢0目)石英砂33做中砂岩,抽屉V填充150微米粒径(90目)石英砂34做细砂岩。实验中原油用染成红色的煤油代替。
[0058]其具体实验方法步骤如下:
[0059](I)准备模拟材料,检测模拟系统设备,对实验前的煤油成分进行检测分析,采集实验前的实验数据。
[0060](2)根据实验内容和实验目的构造岩性结构模型,将不同粒度的亲水石英砂放置于抽屉1-抽屉V内,按照图6进行岩性配置。
[0061](3)根据模拟实验要求,通过多相流体注入进口压力控制系统和多相流体输出出口压力控制系统调节进出口压力,使进出口压力达到实验目的要求。
[0062](4)选择注入口和输出口,连接高压栗,设定注入速率开始从注油口注入带染成红色的煤油。
[0063](5)实验过程中观察煤油运聚现象,并实时照相或录像,从出油口采集实验后的煤油产物。
[0064](6)达到实验要求后,停止物理模拟实验。
[0065](7)对从出油口采集到的煤油产物进行地球化学检测;
[0066](8)对比
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