CN105604545A - 一种模拟气藏水侵的实验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模拟气藏水侵的实验装置及方法，所述装置包括：用于向人造岩心模型内输入气体的供气装置；用于向人造岩心模型内输入液体的供液装置；人造岩心模型包括具有相背对的第一端和第二端的本体，第一端设置有第一管路，第二端设置有第二管路；本体的外壁上设置有与第二管路和第一管路相导通的模拟缝洞；在供气装置与第一管线之间的连接管路上设有第一阀门；在供液装置与第一管线之间设有第二阀门；在第一管路上设置的第三阀门；用于检测第一管线内的压力的第一检测件；用于基于第一检测件控制第一阀门、第二阀门和第三阀门的控制装置。本发明实现了提供的一种能了解水侵后残余气的分布特征的模拟气藏水侵的实验装置的目的。
Description
技术领域
本发明涉及气藏开采领域，尤其涉及一种模拟气藏水侵的实验装置及方法。
背景技术
边水气藏开发初期，气井一般分布在纯气带，随着开发的深入，地层水的侵入量不断增加，气水混流带厚度不断增大，气井会在某一方向上首先进入混流带，气井结束无水开采期，进入带水采气期。
对于非均质气藏，裂缝或大孔道是主要水窜通道，水很难进入低渗高压孔隙，而是绕过低渗孔隙带，沿裂缝或大孔隙推进，形成气藏内的低渗透高压死气区，这种“水锁效应”将降低气藏的采收率，对气藏开发造成很大影响。
“缝洞单元”是指周围被相对致密的隔档层体遮挡，由裂缝网络相互串通、由溶孔、溶洞组合而成的多个孤立或孔隙连通的流体流动水动力流动单元。每个单元都具有相互独立的压力系统或相对一致的压力变化规律、压力连通关系以及相似的流体性质，在生产中可作为一个相对独立的流体动力单元和油气开采的基本单位。
通常可以使用物理模拟实验装置来了解水侵机理，但现有技术中均采用天然岩心进行物理模拟，例如中国专利CN202814960U，名称为《裂缝性底水气藏水侵动态物理模拟实验装置》的专利提供了一种裂缝性底水气藏水侵动态物理模拟实验装置，该实验装置包括用于收容岩样的岩心夹持器和用于对所述岩样进行供水、供气以模拟气藏水侵的供水装置和供气装置。由于所使用的岩样为天然岩心，而真实的岩心的孔隙在岩心的内部，所以无法了解水侵后残余气的分布特征，所以无法在明确残余气分布特征后，在残余气较多的地方布置新井把残余气采出来，从而无法提高采出程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种能了解水侵后残余气的分布特征的模拟气藏水侵的实验装置及方法。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种模拟气藏水侵的实验装置，其包括：用于向人造岩心模型内输入气体的供气装置；用于向人造岩心模型内输入液体的供液装置；所述人造岩心模型包括具有相背对的第一端和第二端的本体，所述第一端设置有第一管路，所述第二端设置有第二管路；所述本体的外壁上设置有与所述第二管路和所述第一管路相导通的模拟缝洞；所述本体上所述模拟缝洞外围处周向粘结有密封体；所述供气装置和所述供液装置通过第一管线与所述第二管路相连通；在所述供气装置与所述第一管线之间的连接管路上设有第一阀门；在所述供液装置与所述第一管线之间的连接管路上设有第二阀门；在所述第一管路上设置的第三阀门；第一检测件，所述第一检测件用于检测所述第一管线内的压力；控制装置，所述控制装置用于基于所述第一检测件检测到的压力控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门。
优选地，所述模拟缝洞包括模拟裂缝型储层孔隙的第一模拟缝洞和模拟缝洞型储层孔隙的第二模拟缝洞。
优选地，所述第一模拟缝洞由至少一条设置于所述本体外壁上的线状裂缝所形成。
优选地，所述第二模拟缝洞包括至少一个设置于所述本体外壁上的孔眼。
优选地，所述检测部的材质为玻璃或者树脂。
优选地，其包括：设置于所述本体外部的第二检测件，所述第二检测件用于记录水侵过程。
优选地，所述第一检测件包括设置在所述第一管线上的第一压力传感器和设置在所述第一管路上的第二压力传感器。
优选地，所述第一管路连接有流量计。
一种模拟气藏水侵的实验方法，其包括：向人造岩心模型内输入气体；当所述人造岩心模型内气体的压力值达到预定的压力值时，停止向所述人造岩心模型内输入气体；在预定的时间后释放所述人造岩心模型内的气体并同时向所述人造岩心模型内输入具有所述预定的压力值的液体；获取所述人造岩心模型的开启时间与所述人造岩心模型内的压力值的第一对应关系和所述人造岩心模型的开启时间与所述人造岩心模型的气体输出量的第二对应关系。
优选地，所述预定的压力值为0.8MPa。
本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置及方法的有益效果是：本发明通过向人造岩心模型内输入气体，当人造岩心模型内气体的压力值达到预定的压力值时，停止向人造岩心模型内输入气体；在预定的时间后释放人造岩心模型内的气体并同时向人造岩心模型内输入具有预定的压力值的液体；从而模拟气藏水侵过程，由于人造岩心模型与气藏中真实的岩心相比，具有在本体的外壁上设置的与所述第二管路和所述第一管路相导通的模拟缝洞；从而本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置及方法能通过该模拟缝洞观测到水侵的过程，从而能了解水侵后残余气的分布特征，从而能根据水侵后残余气的分布特征制定更合理的气藏开采方案，从而提高气井无水采气期和采出程度，从而实现了本发明提供的一种能了解水侵后残余气的分布特征的模拟气藏水侵的实验装置及方法的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的一种结构示意图；
图2本发明的一种人造岩心模型的结构示意图；
图3本发明的另一种人造岩心模型的结构示意图；
图4本发明的一种流程图；
图5本发明的一种示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1。本发明提供一种模拟气藏水侵的实验装置，其包括：用于向人造岩心模型11内输入气体的供气装置29；用于向人造岩心模型11内输入液体的供液装置31；所述人造岩心模型11包括具有相背对的第一端15和第二端17的本体13，所述第一端15设置有第一管路19；所述第二端17设置有第二管路21；所述本体13的外壁上设置有与所述第二管路21和所述第一管路19相导通的模拟缝洞23；所述本体13上模拟缝洞23外围处周向粘结有密封体25；所述供气装置29和所述供液装置31通过第一管线39与所述第二管路21相连通；在所述供气装置29与所述第一管线39之间的连接管路上设有第一阀门33；在所述供液装置31与所述第一管线39之间的连接管路上设有第二阀门35；在所述第一管路19上设置的第三阀门37；第一检测件41，所述第一检测件41用于检测所述第一管线39内的压力；控制装置43，所述控制装置43用于基于所述第一检测件41检测到的压力控制所述第一阀门33、所述第二阀门35和所述第三阀门37。
本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置通过向人造岩心模型11内输入气体，当人造岩心模型11内气体的压力值达到预定的压力值时，停止向人造岩心模型11内输入气体；在预定的时间后释放人造岩心模型11内的气体并同时向人造岩心模型11内输入具有预定的压力值的液体；从而模拟气藏水侵过程，由于人造岩心模型11与气藏中真实的岩心相比，具有在本体13的外壁上设置的与所述第二管路21和所述第一管路19相导通的模拟缝洞23；由于该模拟缝洞23设置在本体13的外壁上，所以本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置及方法能比较容易地通过该模拟缝洞23观测到水侵的过程，而天然岩心的缝洞为岩心的内部，所以难以轻易地观测到水侵的过程，从而本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置及方法相对于现有技术能了解水侵后残余气的分布特征，从而能根据水侵后残余气的分布特征制定更合理的气藏开采方案，从而提高气井无水采气期和采出程度，从而实现了本发明提供的一种能了解水侵后残余气的分布特征的模拟气藏水侵的实验装置及方法的目的。
如图2所示，在本实施方式中，人造岩心模型11；该人造岩心模型11是指人工模拟天然岩心，从而生产得到的人工岩心。该人造岩心模型11包括具有相背对的第一端15和第二端17的本体13，该第二端17设置有第二管路21，该第二管路21为该人造岩心的入口通道，从而可以通过该第二管路21向本体13内输入气体或液体；该第一端15设置有第一管路19；该第一管路19为该人造岩心的出口通道，从而可以通过该第一管路19输出本体13内的气体或液体。该本体13的侧壁上设置有与第二管路21和第一管路19相导通的模拟缝洞23；从而气体或液体能通过该模拟缝洞23流入第一管路19，再通过该第一管路19流出。由于该模拟缝洞23为气体或液体在本体13内流动的通道，所以该模拟缝洞23相当于天然岩心的孔隙，从而可以通过设置不同形状和大小的模拟缝洞23，达到实现模拟不同储层孔隙的目的。且由于该模拟缝洞23设置在本体13的外壁上，所以本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置及方法能比较容易地通过该模拟缝洞23观测到水侵的过程，而天然岩心的缝洞为岩心的内部，所以难以轻易地观测到水侵的过程，从而本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置及方法相对于现有技术能了解水侵后残余气的分布特征。
如图2、3所示，在本实施方式中，该模拟缝洞23包括模拟裂缝型储层孔隙的第一模拟缝洞24或者模拟缝洞型储层孔隙的第二模拟缝洞26；该第一模拟缝洞24由至少一条设置于本体13外壁上的线状裂缝30所形成。该第二模拟缝洞26包括至少一个设置于本体13外壁上的孔眼28，从而可以通过具有该第一模拟缝洞24的人造岩心模型11模拟裂缝型储层的天然岩心，从而能得出裂缝型储层水侵后残余气的分布特征；或者通过具有该第二模拟缝洞26的人造岩心模型11模拟缝洞型储层的天然岩心，从而能得出缝洞型储层水侵后残余气的分布特征；从而通过该人造岩心模拟可以得到所有储层水侵后残余气的分布特征，从而能根据水侵后残余气的分布特征制定更合理的气藏开采方案，从而提高气井无水采气期和采出程度。
如图2、3所示，在本实施方式中，该人造岩心模型11还包括：周向粘结于本体13上模拟缝洞23外围处的密封体25；从而可以通过该密封体25和本体13对模拟缝洞23进行密封，从而是该模拟缝洞23能储存气体，从而模拟天然岩心的孔隙。在本实施方式中，该密封体25通过环氧树脂周向粘结于本体13上模拟缝洞23外围侧壁上，从而本体13内的气体或液体不能通过该密封体25与本体13之间的间隙泄露出本体13的外部，从而能更精确地模拟。在本实施方式中，该密封体25的材质为玻璃或者树脂的透明材质；从而能够通过该密封体25观测水侵的过程。进一步地，该本体13和该密封体25均为钢化玻璃，从而该人造岩心模型11能够承受更高的压力，从而其最高耐压值更大，更有利于模拟水侵过程。在本体外部设置有第二检测件，该第二检测件用于记录水侵过程。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置包括：用于向人造岩心模型11内输入气体的供气装置29和用于向人造岩心模型11内输入液体的供液装置31；该供气装置29和供液装置31通过第一管线39与第二管路21相连通；该供气装置29和供液装置31分别用于向第二管路21内输入具有预定的压力值的气体和液体；从而能模拟水侵过程。在本实施方式中，该供液装置29包括动力泵45和与该动力泵45相连的第一中间容器49。该动力泵45用于向第一中间容器49中输入液体。该供气装置31包括高压气源47和与该高压气源47相连的第二中间容器51。该高压气源47用于向第二中间容器51中输入气体。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置还包括：用于检测第一管线39内的压力的第一检测件41，从而可以通过该第一检测件41测量通过该第一管线39的气体或液体的压力。在本实施方式中，该第一检测件41包括设置在该第一管线39上的第一压力传感器55和设置在该第一管路19上的第二压力传感器57；从而能通过该第一压力传感器55测量通过该第一管线39的气体或液体的压力和能通过该第二压力传感器57测量通过该第二管线的气体压力。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置还包括：在供气装置29与第一管线39之间的连接管路上设有第一阀门33；在供液装置31与第一管线39之间的连接管路上设有第二阀门35和在第一管路19上设置的第三阀门37。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置还包括：用于基于第一检测件41检测到的压力控制第一阀门33、第二阀门35和第三阀门37的控制装置43；从而可以通过该控制装置43，首先打开第一阀门33，关闭第三阀门37和第二阀门35，从而通过第一管线39向人造岩心内输入气体，当第一检测件41测量到第一管线39内的压力等于预定的压力值时，关闭该第一阀门33；在预定的时间后，打开第三阀门37和第二阀门35，关闭第一阀门33，从而可以通过第一管路19释放人造岩心模型11中的气体的同时通过第一管线39向人造岩心内输入具有预定的压力值的液体，从而模拟水侵过程。在本实施方式中，该控制装置43为计算机。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验装置还包括：该第一管路19连接的流量计53；在本实施方式中，该流量计53一端与第一管路19相连接，另一端与控制装置43相连接，从而可以通过该流量计53检测人造天然岩心释放的气体的量，并将该气体的量记录下来，从而得到人造岩心模型的气体输出量与时间的第二对应关系。
如图4所示，在本实施方式中，本发明提供的一种模拟气藏水侵的实验方法包括：
S1：向人造岩心模型11内输入气体；从而模拟气藏，使气体存储到人造岩心模型11内。
S3：当人造岩心模型11内气体的压力值达到预定的压力值时，停止向人造岩心模型11内输入气体；在本实施方式中，该预定的压力值小于人造岩心模型11的最高耐压值，从而保证人造岩心模型11能承受住气体的压力。在本实施方式中，人造岩心模型11的最高耐压值为0.8MPa。
S5：在预定的时间后释放人造岩心模型11内的气体并同时向人造岩心模型11内输入具有预定的压力值的液体；该预定的时间为使气体在人造岩心模型11内分布均匀的时间，在本实施方式中，该预定的时间为两分钟。在预定的时间后释放气体，从而人造岩心模型11内的气体的压力将会下降，而在释放气体的同时向人造岩心模型11内输入具有预定的压力值的液体，由于液体的压力值大于岩心内气体的压力值，从而液体将会在压差的作用下向压力小的气体处侵入，从而模拟水侵过程。
S7：获取人造岩心模型的开启时间与人造岩心模型内的压力值的第一对应关系和人造岩心模型的开启时间与人造岩心模型的气体输出量的第二对应关系。该第二对应关系如图5所示。
以上仅为本发明的几个实施例，本领域技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于，其包括：
用于向人造岩心模型内输入气体的供气装置；
用于向人造岩心模型内输入液体的供液装置；
所述人造岩心模型包括具有相背对的第一端和第二端的本体，所述第一端设置有第一管路，所述第二端设置有第二管路；
所述本体的外壁上设置有与所述第二管路和所述第一管路相导通的模拟缝洞；
所述本体上所述模拟缝洞外围处周向粘结有密封体；
所述供气装置和所述供液装置通过第一管线与所述第二管路相连通；
在所述供气装置与所述第一管线之间的连接管路上设有第一阀门；
在所述供液装置与所述第一管线之间的连接管路上设有第二阀门；
在所述第一管路上设置的第三阀门；
第一检测件，所述第一检测件用于检测所述第一管线内的压力；
控制装置，所述控制装置用于基于所述第一检测件检测到的压力控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门。
2.根据权利要求1所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于：所述模拟缝洞包括模拟裂缝型储层孔隙的第一模拟缝洞和模拟缝洞型储层孔隙的第二模拟缝洞。
3.根据权利要求2所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于：所述第一模拟缝洞由至少一条设置于所述本体外壁上的线状裂缝所形成。
4.根据权利要求2所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于：所述第二模拟缝洞包括至少一个设置于所述本体外壁上的孔眼。
5.根据权利要求1所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于：所述本体的材质为玻璃或者树脂。
6.根据权利要求1所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于，其包括：设置于所述本体外部的第二检测件，所述第二检测件用于记录水侵过程。
7.根据权利要求1所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于：所述第一检测件包括设置在所述第一管线上的第一压力传感器和设置在所述第一管路上的第二压力传感器。
8.根据权利要求1所述的模拟气藏水侵的实验装置，其特征在于：所述第一管路连接有流量计。
9.一种模拟气藏水侵的实验方法，其特征在于，其包括：
向人造岩心模型内输入气体；
当所述人造岩心模型内气体的压力值达到预定的压力值时，停止向所述人造岩心模型内输入气体；
在预定的时间后释放所述人造岩心模型内的气体并同时向所述人造岩心模型内输入具有所述预定的压力值的液体；
获取所述人造岩心模型的开启时间与所述人造岩心模型内的压力值的第一对应关系和所述人造岩心模型的开启时间与所述人造岩心模型的气体输出量的第二对应关系。
10.根据权利要求9所述的模拟气藏水侵的实验方法，其特征在于：所述预定的压力值为0.8MPa。
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