CN106150448A - 多功能热采三维物理模拟油藏压力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统包括模型本体、压力传感器、计算机、调节控制器和电磁阀，该压力传感器连接于该模型本体，监测该模型本体中模拟油藏压力的压力变化，并将采集的压力值传输给调节控制器，该调节控制器连接于该模型本体、该电磁阀和该计算机，并将采集的压力值传输给计算机，该计算机根据采集的压力值控制该电磁阀的开关，该电磁阀连接于该模型本体内的生产井，为该生产井的产出系统的控制开关。该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统增加了实验的安全系数，更接近真实模拟油藏压力变化情况，当压力异常时利于实验人员及时判断及处理。

Description

多功能热采三维物理模拟油藏压力系统

技术领域

本发明涉及石油热采工艺室内物理模拟试验装置，尤其是一种多功能热采三维物理模拟油藏压力系统。

背景技术

多功能热采三维物模装置，耐压8Mpa，耐温350℃，可以实现模拟直井/水平井不同联动组合方式蒸汽驱、蒸汽吞吐、蒸汽泡沫驱、化学蒸汽驱、蒸汽复合气驱等多种开发方式的物理模拟，既可实现各类新工艺驱油机理的研究，又可实现真实油藏的相似模拟。采用不同的井网布局（可以模拟直井九点、双水平井、平行错列式水平井、直井/水平井组合等多井网布局），研究蒸汽前缘平面推进和展布规律，对稠油热采蒸汽驱现场试验的动态油藏管理提供重要的指导作用。在实验过程中，模拟油藏需要在一个与真实油藏相似的初始模拟油藏压力下开展，同时要详细记录模拟油藏在实验过程中的压力场变化，为分析实验效果、驱替规律等提供有力的依据。

在国内有一种高压舱式地层压力模拟方法及装置，由于该装置体积庞大、操作程序复杂，并受实验室空间和模型本体的限制，不适合现有的多功能热采三维物模装置。而现有的三维物模油藏压力模拟系统，监测点少，不能实现在线监测及整体压力场的实时跟踪。为此我们发明了一种新的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种更接近真实模拟油藏压力变化情况的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统包括模型本体、压力传感器、计算机、调节控制器和电磁阀，该压力传感器连接于该模型本体，监测该模型本体中模拟油藏压力的压力变化，并将采集的压力值传输给该调节控制器，该调节控制器连接于该模型本体、该电磁阀和该计算机，并将采集的压力值传输给该计算机，该计算机根据采集的压力值控制该电磁阀的开关，该电磁阀连接于该模型本体内的生产井，为该生产井的产出系统的控制开关。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统还包括注入系统，该注入系统连接于该模型本体的入口和该调节控制器，用于注入蒸汽、热水、化学剂、气体到该模型本体，以进行不同注入方式、不同注入参数的实验模拟，该调节控制器在该计算机的控制下，控制该注入系统的注入速度。

该模型本体上具有多个压力点，分别位于模型入口和模型底部，该压力传感器测量所述多个压力点的压力。

该模型本体内具有多口生产井，所述多口生产井的压力通过管线传导到该电磁阀，该电磁阀上具有多个压力监测点，所述多个压力监测点上连接有该压力传感器，以将所述多口生产井的压力通过该调节控制器传输给该计算机。

该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统还包括围压装置，该围压装置采用固定的围压方式，即通过螺栓和螺杆将模型的两层上盖板固定在该模型本体上。

本发明中的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，增加了压力监测点，并分布均匀；采用计算机对模拟油藏压力进行调节控制，避免了手动操作有可能造成的人身伤害危险，增加了实验的安全系数。压力场变化趋势可以通过人机界面时时显示，更接近真实模拟油藏压力变化情况。当压力异常时，计算机第一时间报警，利于实验人员及时判断及处理。

附图说明

图1为本发明的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统的一具体实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统的结构图。该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统由模型本体4、围压装置6、压力传感器、计算机1、调节控制器2、电磁阀5和注入系统3组成。

模型本体4上具有多个压力点，分别位于模型入口和模型底部，这些压力点实时监测模拟油藏压力系统内压力变化。在一实施例中，模型入口一个压力点，在模型底部有9个压力点，分别布置在模型四个角、四条边中点、以及模型底部中点。

压力传感器连接于模型本体4，测量多个压力点的压力，并将所采集的压力值传输给调节控制器2。

调节控制器2连接于压力传感器，将压力传感器采集的压力值传输给计算机1。调节控制器是压力传感器与计算机的连接纽带，根据计算机设定的压力参数，压力传感器测得的产出井内压力首先通过A/D模块的转换，传送到调节器，经过运算比较，计算机1调整调节控制器2，控制气动元件动作，驱动阀门的开启与关闭。

注入系统3连接于模型本体4的模型入口，用于注入蒸汽、热水、化学剂、气体等到模型本体，实现不同注入方式、不同注入参数的实验模拟。

电磁阀5连接于模型本体4内的生产井和调节控制器2，是产出系统的出口控制开关。产出系统主要包括生产井压力控制单元和产出液收集单元。与计算机配合完成开井、关井、定压生产等油藏管理功能。

在模型内布置有生产井，生产井与电磁阀连接，生产井的压力通过管线传导到电磁阀5，生产井的压力采集值通过压力传感器、调节控制器上传到计算机。所述的生产井一般布置有三口或三口以上，所以产出系统的压力监测点为大于等于三个。电磁阀5安装有三个压力监测点：分别对应三口生产井的压力。

电磁阀采用气动电磁阀，所用的开关方式有两种，一种通过计算机设置电磁阀调节压力P，当生产井压力值达到（P-0.02）MPa时，打开控制电磁阀瞬间开启，随之关闭，当生产井再次达到上述压力值时，再次开启关闭，即所谓快开阀。另一种开关方式，可以通过计算机设置电磁阀处于常开状态，需要时设置电磁阀关闭。电磁阀开启关闭过程无需人工手动，增加了安全保障。

计算机1连接于调节控制器2，是本系统的核心，可以通过人机界面设定安全预警压力，通过在线监测压力曲线，了解模拟油藏压力变化情况，对实验的开展进行起到指导性作用。

计算机1对采集的压力值进行数据转换处理，压力参数、电磁阀5的开关参数可通过计算机1直接在操作软件中进行设定、控制和采集。再依据实验需求发出调节、控制压力的指令，调节注入速度、开启或关闭电磁阀5控制产出液量。压力数据采集频率可以通过计算机依据需要进行设置，所采集的压力值即可以在计算机内形成数据库达到随时调用的功能，同时在实验进行中针对每个监测点的压力以变化曲线的形式，实时显示在计算机的屏幕上。

围压装置采用固定的围压方式，即通过螺栓和螺杆将模型的两层上盖板固定在模型本体上，不会因为模型内部压力的变化而移动。围压装置与模型本体组合成一体。

本发明的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统在运行时，首先固定模型的围压装置，其他条件满足实验要求后，启动注入系统，当模型入口压力P入，温度符合实验需求时注入蒸汽（热水），随着蒸汽（热水）的注入，油藏内部压力P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9升高，当P1=P2=P3=P4=P5=P6=P7=P8=P9时，模拟油藏压力达到平衡。继续注入蒸汽（热水），当P1=P2=P3=P4=P5=P6=P7=P8=P9=P（P为实验需要模拟的初始压力）时，初始模拟油藏压力形成。

模拟油藏蒸汽（热水）驱过程压力模拟控制：当模拟油藏压力达到模拟地层初始压力时，蒸汽（热水）继续注入，生产井开始产液，此时电磁阀工作。电磁阀工作过程：通过计算机设置电磁阀调节压力P，当生产井压力值达到（P-0.02）MPa时，控制气动单元打开控制电磁阀瞬间开启，随之关闭，当生产井再次达到上述压力值时，再次开启关闭。在此过程中，计算机通过人机界面实时在线显示每个压力监测点的变化，从而调节蒸汽（热水）的注入速度，重新设置电磁阀调节压力。当模拟油藏发生汽窜时，模拟油藏压力失去平衡，每个生产井的压力处可以产生差异，此时可以设置发生汽窜的井对应的电磁阀为常闭状态。当压力平衡时，再恢复电磁阀自动调节开关功能。

模拟油藏蒸汽泡沫驱、化学蒸汽驱过程压力模拟控制：在稠油蒸汽驱实验过程中要加入泡沫剂、化学剂以提高采收率。此时，通过计算机设置蒸汽、化学剂（泡沫剂）的注入速度，电磁阀开关调节方法与模拟油藏蒸汽（热水）驱过程压力模拟控制相同。

模拟油藏蒸汽吞吐过程压力模拟控制：

1、初始油藏压力形成：电磁阀关闭，注入系统持续注入，当模拟油藏压力升至预定的模拟吞吐的压力值时，停止注入系统，模拟现场焖井。

2、吞吐过程压力模拟控制：当焖井时间一定时，设置电磁阀的调节压力，电磁阀工作。不断降低调节压力，当调节的压力达到方案设计值时，关闭电磁阀。开启注入系统，提高油藏模拟油藏的压力，至初始模拟油藏压力。反复上述电磁阀调节方式，进行模拟油藏蒸汽吞过程压力模拟控制。

Claims (5)

1.多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，其特征在于，该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统包括模型本体、压力传感器、计算机、调节控制器和电磁阀，该压力传感器连接于该模型本体，监测该模型本体中模拟油藏压力的压力变化，并将采集的压力值传输给该调节控制器，该调节控制器连接于该模型本体、该电磁阀和该计算机，并将采集的压力值传输给该计算机，该计算机根据采集的压力值控制该电磁阀的开关，该电磁阀连接于该模型本体内的生产井，为该生产井的产出系统的控制开关。

2.根据权利要求1所述的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，其特征在于，该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统还包括注入系统，该注入系统连接于该模型本体的入口和该调节控制器，用于注入蒸汽、热水、化学剂、气体到该模型本体，以进行不同注入方式、不同注入参数的实验模拟，该调节控制器在该计算机的控制下，控制该注入系统的注入速度。

3.根据权利要求1所述的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，其特征在于，该模型本体上具有多个压力点，分别位于模型入口和模型底部，该压力传感器测量所述多个压力点的压力。

4.根据权利要求1所述的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，其特征在于，该模型本体内具有多口生产井，所述多口生产井的压力通过管线传导到该电磁阀，该电磁阀上具有多个压力监测点，所述多个压力监测点上连接有该压力传感器，以将所述多口生产井的压力通过该调节控制器传输给该计算机。

5.根据权利要求1所述的多功能热采三维物理模拟油藏压力系统，其特征在于，该多功能热采三维物理模拟油藏压力系统还包括围压装置，该围压装置采用固定的围压方式，即通过螺栓和螺杆将模型的两层上盖板固定在该模型本体上。