CN108798616A - 注水装置及油田分层智能注水模拟实验装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了注水装置及油田分层智能注水模拟实验装置及其使用方法，包括外壳和设置在外壳中可上下移动的接触头和柱塞，接触头一端与外壳之间压接有复位弹簧，另一端与柱塞的一端相接触，而柱塞的另一端与外壳之间设置有间隙，外壳上开设有与间隙连通的液压调节口，液压调节口用于连接高压泵；本发明通过观察量筒中的被驱替液体的体积来计算岩心中被驱替出去的原油的比例从而预测岩心中的水驱前缘的位置，之后调节液压控制装置，使两个不同渗透率的岩心的水驱油速度尽量保持一致，该方法可以为实际的低渗油藏分层注水开发提供一定的依据和借鉴。
Description
技术领域
本发明属于油田注水技术领域，具体涉及一种注水装置及油田分层智能注水模拟实验装置及其使用方法。
背景技术
注水是保持油层压力，实现油田高产稳产和改善油田开发效果的有效方法，但在注水开发过程中，注入水及其容易沿着高渗透储层水窜，为提高油田的整体开发效果，要发展分层注水技术。
要对低渗油藏进行分层注水开发，就需要根据储层性质的不同来分析和研究注水开发的具体参数。由于成本等因素，我们不能直接在开采的油田上进行试验，所以需要模拟实验来模拟油田分层注水工况，为低渗油藏实际注水开发提供借鉴。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种注水装置及油田分层智能注水模拟实验装置及其使用方法，主要目的在于模拟低渗油藏分层注水过程，实时调节不同储层注入水的注入量和注入压力，使不同渗透率的岩心的水驱前缘能保持在比较一致的范围内，研究低渗油藏分层注水机理，从而提高低渗油藏的整体开发效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种注水装置，包括外壳和设置在外壳中可上下移动的柱塞和接触头，接触头一端与外壳之间接有复位弹簧，另一端与柱塞的一端接触，柱塞的另一端与外壳之间设有间隙，外壳上开设有与所述间隙连通的液压调节口，液压调节口用于连接高压泵；
所述外壳上还开设有注入口和排出口，柱塞上开设有连通的第一开口和第二开口，第一开口与注入口之间连通，第二开口与排出口之间通过柱塞的上下移动实现通断，且当复位弹簧处于自然状态时，第二开口与排出口不连通。
外壳采用柱状结构设计，且柱塞的外表面与外壳的内表面密封。
注入口的直径大于第一开口和第二开口的直径之和，且在柱塞上下移动过程中，第一开口始终处于最大开度，当复位弹簧处于自然状态时，第一开口下边沿与注入口的下边沿对齐。
柱塞采用空腔结构设计，且复位弹簧设置在一密闭腔室中，接触头一端伸入密闭腔室与复位弹簧连接。
柱塞与接触头的连接处设置有限位装置，当限位装置与密闭腔室接触时，第二开口与排出口完全连通。
一种油田分层智能注水模拟实验装置，采用上述注水装置，注水装置的注入口连通有泵入部分，排出口连通有岩心夹持器的输入端，岩心夹持器的输出端连接有量筒；注水装置的液压调节口连通有高压泵，高压泵连接有液罐。
所述泵入部分与注水装置之间的管线上以及注水装置与岩心夹持器之间的管线上均设置有流量计和压力表，注水装置与高压泵之间的管线上以及岩心夹持器与量筒之间的管线上均设置有压力表；岩心夹持器上设置有一围压测量装置。
所述泵入部分包括平流泵和液罐，液罐通过平流泵与注入口连通，且一个平流泵连接至少两个注水装置。
平流泵与每个注水装置之间的管线上分别设置有一阀门。
油田分层智能注水模拟实验装置的使用方法，包括以下步骤：
第一步，如常规水驱油实验前期准备一样对岩心进行处理，之后选取渗透率存在较大差异的岩心；
第二步，给注入水加入示踪剂，以便于区分油和水；
第三步，实验前，首先将岩心放入岩心夹持器内，打开阀门；
第四步，启动平流泵与高压泵，控制高压泵泵水缓慢升高注水装置液压调节口的压力，当压力升高到某一数值时，柱塞和接触头对复位弹簧产生压缩作用，当复位弹簧被压缩时，柱塞和接触头移动，此时排出口就会产生一定开度，即排出口与第二开口部分连通，使整个管线连通，开始进行水驱油；
同时，对渗透率较大的岩心所在通路设置较小的泵入注水装置液压调节口的压力，减缓水驱油的速度；对渗透率较小的岩心所在通路设置较大的泵入注水装置液压调节口的压力，加快水驱油的速度；
第五步，观察量筒中被驱替液体的体积，通过计算岩心中被驱替出去的原油的比例来预测岩心中的水驱前缘的位置；
第六步，比较两条通路计算得到的岩心中被驱替出去的原油的比例，若二者相差在5％以内，则说明两块岩心的驱替速度一致，设置的液压调节装置的泵入压力合适；若二者存在差距，则提高计算结果较小的通路的液压调节装置的泵入压力，或者降低计算结果较大的通路的液压调节装置的泵入压力；
重复第五、六步，直至两块岩心的水驱前缘接近一致。
本发明的有益之处在于，模拟油藏储层性质的不同，可以利用本发明的分层注水实验装置对低渗透油藏进行小水量的分层注水，通过调节注水装置排出口开度的大小可以精确控制不同储层的注入水量和注水速度，使不同渗透率的岩心的水驱前缘能保持在比较一致的范围内。另外本发明的分层注水实验装置及其使用方法易于操作，能更容易的模拟油田分层注水，研究低渗油藏分层注水机理，最终为油田的实际分层注水作业提供借鉴。
附图说明
图1为油田分层智能注水模拟实验装置。
图2为本发明的注水装置结构示意图。
附图中：1、液罐；2、平流泵；3、流量计；4、压力表；5、注水装置；6、液压调节装置；7、岩心夹持器；8、量筒；9、围压测量装置；10、阀门；11、高压泵；51、外壳；52、柱塞；53、复位弹簧；54、接触头；55、注入口；56、排出口；57、液压调节口；58、第一开口；59、第二开口。
具体实施方式
如图2所示，本发明包括采用柱状结构设计的外壳51和设置在外壳51中可上下移动的柱塞52和接触头54，柱塞52的外表面与外壳51的内表面密封，接触头54一端与外壳51之间接有复位弹簧53，另一端与柱塞52的一端接触，而柱塞的另一端与外壳之间设置有间隙；外壳51上开设有与间隙连通的液压调节口57，液压调节口57用于连接高压泵11；所述外壳51上还开设有注入口55和排出口56，柱塞52上开设有连通的第一开口58和第二开口59，第一开口58与注入口55之间连通，第二开口59与排出口56之间通过柱塞52的上下移动实现通断，且当复位弹簧53处于自然状态时，第二开口59与排出口56不连通；
如图2所示，注入口55的尺寸满足在柱塞52上下移动过程中始终保证第一开口58的最大开度，且当复位弹簧53处于自然状态时，第一开口58下边沿与注入口55的下边沿对齐，柱塞52采用空腔结构设计，且复位弹簧53设置在一密闭腔室中，接触头54一端伸入密闭腔室与复位弹簧53连接，接触头54上靠近密闭腔室的位置设置有限位装置，当柱塞52与密闭腔室接触时，第二开口59与排出口56完全连通。
如图1所示，本发明的油田分层智能注水模拟实验装置，包括注水装置5，注水装置5的注入口55连通有泵入部分，排出口56连通有岩心夹持器7的输入端，岩心夹持器7的输出端连接有量筒8；注水装置5的液压调节口57连通有高压泵11，高压泵11连接有液罐，泵入部分与注水装置5之间的管线上以及注水装置5与岩心夹持器7之间的管线上均设置有流量计和压力表，注水装置5与高压泵11之间的管线上以及岩心夹持器7与量筒8之间的管线上均设置有压力表；岩心夹持器7上设置有一围压测量装置9。
在本发明的优选实施例中，泵入部分包括平流泵2和液罐1，液罐1通过平流泵2与注入口55连通，且一个平流泵2连接至少一个注水装置5，平流泵2与每个注水装置5之间的管线上分别设置有一阀门。
本发明的具体操作方法：
第一步，如常规水驱油实验前期准备一样对岩心进行处理，之后选取渗透率存在较大差异的岩心。
第二步，给注入水加入示踪剂，便于更加易于区别水和油。
第三步，在进行实验前，首先将岩心放入岩心夹持器内，连接好各个部分之间的管线，打开阀门。
第四步，启动平流泵与高压泵，控制高压泵缓慢升高泵入注水装置液压调节口的压力，当压力升高到某一数值时，会依据胡克定律对注水装置中的弹簧产生压缩作用，当弹簧被压缩时，柱塞52移动，此时排出口就会产生一定开度，使整个管线连通，开始进行水驱油。在整个液压调节装置中，当泵入注水装置液压调节口的压力越高，那么注水装置排出口打开的开度也会越大，那么对岩心产生水驱油效果的水量也越大，对应的驱油速度也会越快，水驱前缘移动的也会越快，同一时间段内驱出的原油比例也越大。所以，对渗透率较大的岩心所在的那条通路设置较小的泵入注水装置液压调节口的压力，减缓水驱油的速度。反之，对渗透率较小的岩心所在的那条通路设置较大的泵入注水装置液压调节口的压力，加快水驱油的速度。
第五步，观察量筒中被驱替液体的体积，通过计算岩心中被驱替出去的原油的比例来预测岩心中的水驱前缘的位置。
第六步，比较两条通路计算得到的岩心中被驱替出去的原油的比例，若二者接近相等(±5％以内)，则说明两块岩心的水驱前缘接近一致，设置的液压调节装置的泵入压力合适；若二者存在差距，则提高计算结果较小的通路的液压调节装置的泵入压力，或者降低计算结果较大的通路的液压调节装置的泵入压力。
重复第五、六步，直至两块岩心的水驱前缘接近一致。
Claims (10)
1.一种注水装置，其特征在于，包括外壳(51)和设置在外壳(51)中可上下移动的柱塞(52)和接触头(54)，接触头(54)一端与外壳(51)之间接有复位弹簧(53)，另一端与柱塞(52)的一端接触，柱塞(52)的另一端与外壳(51)之间设有间隙，外壳(51)上开设有与所述间隙连通的液压调节口(57)，液压调节口(57)用于连接高压泵(11)；
所述外壳(51)上还开设有注入口(55)和排出口(56)，柱塞(52)上开设有连通的第一开口(58)和第二开口(59)，第一开口(58)与注入口(55)之间连通，第二开口(59)与排出口(56)之间通过柱塞(52)的上下移动实现通断，且当复位弹簧(53)处于自然状态时，第二开口(59)与排出口(56)不连通。
2.根据权利要求1所述的一种注水装置，其特征在于，外壳(51)采用柱状结构设计，且柱塞(52)的外表面与外壳(51)的内表面密封。
3.根据权利要求1所述的一种注水装置，其特征在于，注入口(55)的直径大于第一开口(58)和第二开口(59)的直径之和，且在柱塞(52)上下移动过程中，第一开口(58)始终处于最大开度，当复位弹簧(53)处于自然状态时，第一开口(58)下边沿与注入口(55)的下边沿对齐。
4.根据权利要求1所述的一种注水装置，其特征在于，柱塞(52)采用空腔结构设计，且复位弹簧(53)设置在一密闭腔室中，接触头(54)一端伸入密闭腔室与复位弹簧(53)连接。
5.根据权利要求4所述的一种注水装置，其特征在于，柱塞(52)与接触头(54)的连接处设置有限位装置，当限位装置与密闭腔室接触时，第二开口(59)与排出口(56)完全连通。
6.一种油田分层智能注水模拟实验装置，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的注水装置(5)，注水装置(5)的注入口(55)连通有泵入部分，排出口(56)连通有岩心夹持器(7)的输入端，岩心夹持器(7)的输出端连接有量筒(8)；注水装置(5)的液压调节口(57)连通有高压泵(11)，高压泵(11)连接有液罐。
7.根据权利要求6所述的一种油田分层智能注水模拟实验装置，其特征在于，所述泵入部分与注水装置(5)之间的管线上以及注水装置(5)与岩心夹持器(7)之间的管线上均设置有流量计和压力表，注水装置(5)与高压泵(11)之间的管线上以及岩心夹持器(7)与量筒(8)之间的管线上均设置有压力表；岩心夹持器(7)上设置有一围压测量装置(9)。
8.根据权利要求6所述的一种油田分层智能注水模拟实验装置，其特征在于，所述泵入部分包括平流泵(2)和液罐(1)，液罐(1)通过平流泵(2)与注入口(55)连通，且一个平流泵(2)连接至少两个注水装置(5)。
9.根据权利要求6所述的一种油田分层智能注水模拟实验装置，其特征在于，平流泵(2)与每个注水装置(5)之间的管线上分别设置有一阀门。
10.根据权利要求6至9任一项所述的实验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，如常规水驱油实验前期准备一样对岩心进行处理，之后选取渗透率存在较大差异的岩心；
第二步，给注入水加入示踪剂，以便于区分油和水；
第三步，实验前，首先将岩心放入岩心夹持器(7)内，打开阀门(10)；
第四步，启动平流泵(2)与高压泵(11)，控制高压泵(11)泵水缓慢升高注水装置(5)液压调节口(57)的压力，当压力升高到某一数值时，柱塞(52)和接触头(54)对复位弹簧(53)产生压缩作用，当复位弹簧(53)被压缩时，柱塞(52)和接触头(54)移动，此时排出口(56)就会产生一定开度，即排出口(56)与第二开口(59)部分连通，使整个管线连通，开始进行水驱油；
同时，对渗透率较大的岩心所在通路设置较小的泵入注水装置液压调节口的压力，减缓水驱油的速度；对渗透率较小的岩心所在通路设置较大的泵入注水装置液压调节口的压力，加快水驱油的速度；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181113 |