CN109138947A - 一种平板填砂模型渗流实验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田开发技术领域，尤其涉及一种平板填砂模型渗流实验系统及方法。本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种测量结果准确率高的平板填砂模型渗流实验系统，包括填砂模型实体单元、注入单元、电阻采集单元、压力场采集装置、测量单元、阀门单元，所述填砂模型实体单元包括模型腔体、模型盖板、固定螺栓、密封件，所述模型腔体内设有64个电极点，所述电极点上设有绝缘片。本发明通过安装绝缘片，防止测量干扰，测量结果准确率提升30％；还可在竖直方向上调节模型腔体的角度，在水平方向上调节模型腔体，使其处于水平位置。

Description

一种平板填砂模型渗流实验系统及方法

技术领域

本发明属于油田开发技术领域，尤其涉及一种平板填砂模型渗流实验系统及方法。

背景技术

目前，我国大部分油田都进入了二次采油甚至三次采油，随着油田的开采，油层本身能量不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，一般进行注水开发，为提高注水开发效果，往往需要进行水驱油实验。

各油田区块的地下构造和储层物性存在差异，对于注水开发的具体方式和注采设备等一系列参数的设定需要进行详细的分析和研究；出于安全及成本因素的考虑，水驱油实验一般不直接在开采的油田上进行实验，而是通过在填砂模型中进行实验，来分析注水开发过程中地层的变化从而进一步研究得到所需的数据，因此，研发能真实模拟地层和精确采集数据的填砂模型对于了解水驱油效果有很大的意义。

目前，国内外对此类装置进行了研发，并取得一定成果，如申请号为201610311337.3的《一种平板填砂模型渗流实验系统》能在一定程度上实现模拟地层和采集数据，但仍然存在一些问题：1、电极测量相互干扰，从而导致测量结果的准确率较低；2、不能进行水平调节；3、不能进行角度调节，导致倾斜地层无法模拟；4、砂粒紧密程度不够。

发明内容

本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种测量结果准确率高的平板填砂模型渗流实验系统。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种平板填砂模型渗流实验系统，包括填砂模型实体单元、注入单元、电阻采集单元、压力场采集装置、测量单元、阀门单元，所述填砂模型实体单元包括模型腔体、模型盖板、固定螺栓、密封件，所述模型腔体内设有64个电极点，所述电极点上设有绝缘片。

进一步的是，所述模型腔体底部设有水平调节机构。

进一步的是，所述水平调节机构为水平调节器。

进一步的是，所述模型腔体侧面设有角度调节机构。

进一步的是，所述角度调节机构包括固定支架、支撑座、支撑轴、固定螺母，所述固定支架两侧竖直设有支撑杆，所述支撑座安装在支撑杆上端面上，所述模型腔体两侧均固定安装支撑轴，所述支撑轴一端转动连接在支撑座内，所述固定螺母安装在支撑座上，可对支撑轴起到固定作用。

进一步的是，所述模型腔体内部的四个角为倾斜角。

进一步的是，所述模型腔体顶部设有四个填砂孔。

一种平板填砂模型渗流实验方法、包括以下步骤：

步骤S1、检查实验设备：实施平板清理、密封性验证、空板压力校正、水泵流量校正、程序显示校正、摄像清存；

步骤S2、实验准备：称取适量石英砂、水泥粉，依据相应孔渗按比例调配待填；再对边部突进防护、各出入口防堵措施以及玻璃中心粘砂；

步骤S3、填砂：少量多次填砂，并边填边捣以及采用锤子进行整体震动；

步骤S4、注水：各孔同时注水，适当调整注水口使其尽量均匀，注满后重置；

步骤S5、油驱水：选择注油方式，后对各孔同时注油，并适当调整使其尽量均匀；

步骤S6、水驱油：按照实验要求随时记录实验数据，得到数据结果。

本发明的有益效果是：本发明通过安装绝缘片，防止测量干扰，测量结果准确率提升30％；还可在竖直方向上调节模型腔体的角度，在水平方向上调节模型腔体，使其处于水平位置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例中模型腔体的示意图。

图中所示：1-模型腔体、2-电极点、3-绝缘片、4-水平调节机构、5-固定支架、6-支撑座、7-支撑轴、8-固定螺母、9-支撑杆。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。

如图1-2所示，本发明的一种平板填砂模型渗流实验系统，包括填砂模型实体单元、注入单元、电阻采集单元、压力场采集装置、测量单元、阀门单元，所述填砂模型实体单元包括模型腔体1、模型盖板、固定螺栓、密封件，所述模型腔体内设有64个电极点2，所述电极点2上设有绝缘片3。

本发明的实验过程为：

打开模型盖板，连接好模型腔体1面板上的电极点2，将60目的沙粒均匀铺置在模型腔体1中，然后关闭模型盖板；

将阀门单元与注入单元连接进行实验。调节注入流体流速，在实验中提供不同的注水压力。实验开始时，首先是注水(饱和水),然后注油(建立束缚水), 最后是水驱油，将注入单元3注入流速调至合适流速，向填砂模型实体单元中注入添加染色剂的实验油，等到模型腔体1中全部充满油后，静置一段时间，使得装置压力稳定。打开阀门单元，将注入剂换成清水，改变注入单元注入流速到合适流速，进行平面水驱油实验。同时连接模型腔体1与电阻采集单元、压力场采集装置、测量单元，测量模型腔体1中电极点2的电阻率变化，并通过测量单元记录测量数据。

测量数据包括了电极点2的电阻率及压力，本发明通过安装绝缘片3，防止测量干扰，测量结果准确率提升30％；

电极点2的电阻率可以通过计算机软件生成电阻率平面分布图，在不同时间点，可以观测到油水界面的变化情况。同时模型盖板为有机玻璃板，可以观察染色油在水平面上的流动变化，结合电阻率的平面分布图，更加准确了解油水运动情况。在实验过程中还需要记录注入油、水的体积和产出的油、水的体积，以此计算出采收率和含水率，对不同的填砂模型的最终采收率和含水率进行比较分析得出相应结论。

为了使得本发明可以模拟更多不同实验条件，优选的实施方式是，所述模型腔体1底部设有水平调节机构4，所述水平调节机构4为水平调节器，所述模型腔体1侧面设有角度调节机构，所述角度调节机构包括固定支架5、支撑座6、支撑轴7、固定螺母8，所述固定支架5两侧竖直设有支撑杆9，所述支撑座6 安装在支撑杆9上端面上，所述模型腔体1两侧均固定安装支撑轴7，所述支撑轴7一端转动连接在支撑座6内，所述固定螺母8安装在支撑座6上，可对支撑轴7起到固定作用，防止在调整好角度后支撑轴7任在支撑座6内转动。这样角度调节器可在竖直方向上调节模型角度，水平调节器可在水平方向上调节模型使其水平。

其中所述模型腔体1内部的四个角为倾斜角，可保证填砂尽量充满模型腔体1。所述模型腔体1顶部设有四个填砂孔，用于从模型顶部进行填砂，其填砂孔的个数为4个，可确保填砂效率。

一种平板填砂模型渗流实验方法、包括以下步骤：

步骤S1、检查实验设备：实施平板清理、密封性验证、空板压力校正、水泵流量校正、程序显示校正、摄像清存；

步骤S2、实验准备：称取适量石英砂、水泥粉，依据相应孔渗按比例调配待填；再对边部突进防护、各出入口防堵措施以及玻璃中心粘砂；

步骤S3、填砂：少量多次填砂，并边填边捣以及采用锤子进行整体震动；

步骤S4、注水：各孔同时注水，适当调整注水口使其尽量均匀，注满后重置；

步骤S5、油驱水：选择注油方式，后对各孔同时注油，并适当调整使其尽量均匀；

步骤S6、水驱油：按照实验要求随时记录实验数据，得到数据结果。

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种平板填砂模型渗流实验系统，包括填砂模型实体单元、注入单元、电阻采集单元、压力场采集装置、测量单元、阀门单元，所述填砂模型实体单元包括模型腔体(1)、模型盖板、固定螺栓、密封件，所述模型腔体(1)内设有64个电极点(2)，其特征在于，所述电极点(2)上设有绝缘片(3)。

2.根据权利要求1所述的一种平板填砂模型渗流实验系统，其特征在于，所述模型腔体(1)底部设有水平调节机构(4)。

3.根据权利要求2所述的一种平板填砂模型渗流实验系统，其特征在于，所述水平调节机构(4)为水平调节器。

4.根据权利要求1所述的一种平板填砂模型渗流实验系统，其特征在于，所述模型腔体(1)两侧设有角度调节机构。

5.根据权利要求4所述的一种平板填砂模型渗流实验系统，其特征在于，所述角度调节机构包括固定支架(5)、支撑座(6)、支撑轴(7)、固定螺母(8)，所述固定支架(5)两侧竖直设有支撑杆(9)，所述支撑座(6)安装在支撑杆(9)上端面上，所述模型腔体(1)两侧均固定安装支撑轴(7)，所述支撑轴(7)一端转动连接在支撑座(6)内，所述固定螺母(8)安装在支撑座(6)上，可对支撑轴(7)起到固定作用。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种平板填砂模型渗流实验系统，其特征在于，所述模型腔体(1)内部的四个角为倾斜角。

7.根据权利要求1所述的一种平板填砂模型渗流实验系统，其特征在于，所述模型腔体(1)顶部设有四个填砂孔。

8.一种平板填砂模型渗流实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、检查实验设备：实施平板清理、密封性验证、空板压力校正、水泵流量校正、程序显示校正、摄像清存；

步骤S2、实验准备：称取适量石英砂、水泥粉，依据相应孔渗按比例调配待填；再对边部突进防护、各出入口防堵措施以及玻璃中心粘砂；

步骤S3、填砂：少量多次填砂，并边填边捣以及采用锤子进行整体震动；

步骤S4、注水：各孔同时注水，适当调整注水口使其尽量均匀，注满后重置；

步骤S5、油驱水：选择注油方式，后对各孔同时注油，并适当调整使其尽量均匀；

步骤S6、水驱油：按照实验要求随时记录实验数据，得到数据结果。