CN111827941A - 智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统,包括:高温高压密闭矩形油藏模拟箱、油藏3D打印物理模型、模拟生产水平井筒系统、模拟注入水平井筒系统、供液系统、集液系统、动力液系统、计算机数据采集和控制系统;油藏3D打印物理模型置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱内,油藏3D打印物理模型内部布置模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统,供液系统向模拟注入水平井筒系统注入驱替液,驱替油藏3D打印物理模型中的流体向模拟生产水平井筒系统流动,计算机数据采集和控制系统对模拟注入水平井筒系统和模拟生产水平井筒系统各井段的注采量进行调控。本发明可以模拟水驱油藏的实时监测和实时调控生产过程,模拟油田生产实际。
Description
技术领域
本发明属于油气开采技术领域,具体地,涉及一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统及方法。
背景技术
我国约有70%以上的油藏采用水驱开发,80%以上的原油产量来自注水开发油田。经多年开采,目前相当比例的油田含水已超过90%,注采矛盾突出,开发效果变差。如何进一步提高该类油藏的采收率是当前面临的一个巨大挑战。
通过实时监测油藏和井筒生产动态,再结合远程井下流量控制技术,对油藏注采进行实时优化与调控,已经成为当前智能油田建设的一项重要内容。传统的井下温度、压力监测只能反映流体进入井筒后的生产状态,依此而采取的井下流量控制属于一种被动的生产管理,一旦水、气在井筒中突破后,难以实施生产控制。若能在水、气未达到井筒之前,通过相应的监测手段获取水、气在油藏中的驱替前缘,进而采取井下流量控制措施,延缓水、气在井筒中的突破,实现主动的生产管理,则有望大大地提高油藏原油采收率。
近年来,随着流动电位监测技术和生产实时优化技术的发展,为水驱油藏注采实时调控奠定了基础。因此,建立一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统及方法用于研究水驱油藏注采调控机理、验证水驱油藏注采实时优化理论显得尤为必要。
发明内容
为克服现有技术存在的上述缺陷,本发明提供一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统及方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,包括:高温高压密闭矩形油藏模拟箱、油藏3D打印物理模型、模拟生产水平井筒系统、模拟注入水平井筒系统、供液系统、集液系统、动力液系统、计算机数据采集和控制系统;其中:油藏3D打印物理模型置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱内,在油藏3D打印物理模型内部左右两侧分别布置模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统以模拟一注一采两口水平井,供液系统向模拟注入水平井筒系统注入驱替液,驱替油藏3D打印物理模型中的流体向模拟生产水平井筒系统流动,从模拟生产水平井筒系统中产出的流体进入集液系统,计算机数据采集和控制系统采集模拟注入水平井筒系统和模拟生产水平井筒系统各井段的温度、压力、流动电位数据进行计算分析并形成最优注采方案,然后将指令发送给动力液系统,对模拟注入水平井筒系统和模拟生产水平井筒系统各井段的注采量进行调控。
相对于现有技术,本发明的有益效果在于:可以模拟水驱油藏的实时监测和实时调控生产过程,模拟场景接近油田生产实际;将注采实时优化结果实时反馈到注采井流量控制阀进行流量控制,实现软件和硬件的一体化无缝衔接;可以实现不同非均质油藏、不同井网井型的被动生产管理和主动生产管理,除用于水驱模拟实验外,也可以用于聚合物驱、化学驱、气驱实验。
附图说明
图1为智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统的结构示意图。
图中:
BX、高温高压密闭矩形油藏模拟箱;
RS、油藏3D打印物理模型,R1、第1油藏3D打印物理模型,R2、第2油藏3D打印物理模型,R3、第3油藏3D打印物理模型;
WBP、模拟生产水平井筒系统;
J1、第1模拟生产井段,J2、第2模拟生产井段,J3、第3模拟生产井段,J4、第4模拟生产井段,J5、第5模拟生产井段,J6、第6模拟生产井段;
O1、第1生产水平井筒流量控制阀,O2、第2生产水平井筒流量控制阀,O3、第3生产水平井筒流量控制阀,O4、第4生产水平井筒流量控制阀,O5、第5生产水平井筒流量控制阀,O6、第6生产水平井筒流量控制阀;
D1、第1生产水平井筒液压解码器,D2、第2生产水平井筒液压解码器,D3、第3生产水平井筒液压解码器,D4、第4生产水平井筒液压解码器,D5、第5生产水平井筒液压解码器,D6、第6生产水平井筒液压解码器;
P1、第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器,P2、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器,P3、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器,P4、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器,P5、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器,P6、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器;
A1、第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,A2、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,A3、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,A4、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,A5、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,A6、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线;
S1、第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,S2、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,S3、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,S4、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,S5、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,S6、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器;
WBI、模拟注入水平井筒系统;
K1、第1模拟注入井段,K2、第2模拟注入井段,K3、第3模拟注入井段,K4、第4模拟注入井段,K5、第5模拟注入井段,K6、第6模拟注入井段6;
W1、第1注入水平井筒流量控制阀,W2、第2注入水平井筒流量控制阀,W3、第3注入水平井筒流量控制阀,W4、第4注入水平井筒流量控制阀,W5、第5注入水平井筒流量控制阀,W6、第6注入水平井筒流量控制阀;
D7、第1注入水平井筒液压解码器、D8、第2注入水平井筒液压解码器,D9、第3注入水平井筒液压解码器,D10、第4注入水平井筒液压解码器,D11、第5注入水平井筒液压解码器,D12、第6注入水平井筒液压解码器;
I1、第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器,I2、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器,I3、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器,I4、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器,I5、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器,I6、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器;
B1、第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,B2、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,B3、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,B4、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,B5、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,B6、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线;
E1、第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,E2、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,E3、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,E4、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,E5、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,E6、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器;
TP、集液罐,TI、供液罐,TL、高压动力液储罐,X1、生产水平井筒液压解码器驱动系统,X2、注入水平井筒液压解码器驱动系统,X3、注入水平井筒柱塞泵,CS、计算机数据采集和控制系统,MP1、生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,MP2、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线,MI1、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,MI2、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线,L1、供液罐出液管线,L2、注入水平井筒高压注入管线,L3、集液罐集液管线,L4、生产水平井筒高压流出管线,PP1、生产水平井筒高压动力液储罐输出管线,PP2、生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,PI1、注入水平井筒高压动力液储罐输出管线,PI2、注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,V1、电动自动调节回压阀,CV、回压阀控制管线,CW、柱塞泵控制管线,CP、生产端动力液控制管线,CI、注入端动力液控制管线。
具体实施方式
图1仅给出了一注一采两口水平井单层注采调控生产模式的结构示意图,根据研究需要可以组合不同井型、不同层数、不同井网的注采调控生产模式。
如图1所示,智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,包括:高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX、油藏3D打印物理模型RS、模拟生产水平井筒系统WBP、模拟注入水平井筒系统WBI、供液系统ZRY、集液系统CCY、动力液系统DLY、计算机数据采集和控制系统CS;其中:油藏3D打印物理模型RS置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内,在油藏3D打印物理模型RS内部左右两侧分别布置模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI以模拟一注一采两口水平井,供液系统ZRY向模拟注入水平井筒系统WBI注入驱替液,驱替油藏3D打印物理模型RS中的流体向模拟生产水平井筒系统WBP流动,从模拟生产水平井筒系统WBP中产出的流体进入集液系统CCY,计算机数据采集和控制系统CS采集模拟注入水平井筒系统WBI和模拟生产水平井筒系统WBP各井段的温度、压力、流动电位数据进行计算分析并形成最优注采方案,然后将指令发送给动力液系统DLY,对模拟注入水平井筒系统WBI和模拟生产水平井筒系统WBP各井段的注采量进行调控。
所述的高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX,是一个封闭的中空矩形箱体,其内部空间为油藏3D打印物理模型RS提供容纳场所;
所述油藏3D打印物理模型RS放置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内,模拟不同的油藏类型;油藏3D打印物理模型RS可以是均质油藏3D打印物理模型,也可以是非均质油藏3D打印物理模型;所述的均质油藏3D打印物理模型是平面渗透率和纵向渗透率均相同的一个整体打印而成的3D打印物理模型;所述的非均质油藏3D打印物理模型可以是由如图中所示的、渗透率不同的第1油藏3D打印物理模型R1、第2油藏3D打印物理模型R2和第3油藏3D打印物理模型R3整体打印而成;所述的非均质油藏3D打印物理模型RS可以是平面渗透率为非均质、纵向渗透率为非均质或者平面渗透率和纵向渗透率均为非均质的3D打印物理模型;所述的非均质油藏3D打印物理模型RS至少存在两种不同的渗透率;所述的非均质油藏3D打印物理模型RS中可以设置裂缝、洞。
所述的模拟生产水平井筒系统WBP模拟水平生产井分段生产、监测和调控;模拟生产水平井筒系统WBP布置于油藏3D打印物理模型RS一侧,所述的模拟生产水平井筒系统WBP由多个模拟生产井段、多个生产水平井筒流量控制阀和多个生产水平井筒液压解码器组成;模拟生产水平井筒系统WBP包括:第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6共6个串联的模拟生产井段;第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6共6个串联的生产水平井筒流量控制阀和第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6共6个串联的生产水平井筒液压解码器;所述的模拟生产井段、生产水平井筒流量控制阀和生产水平井筒液压解码器的数量一一对应,1个模拟生产井段、1个生产水平井筒流量控制阀和1个生产水平井筒液压解码器构成1个控制单元,实现对1个生产层段的流量控制;所述的多个模拟生产井段至少包括2个,所述的多个生产水平井筒流量控制阀至少包括2个,所述的多个生产水平井筒液压解码器至少包括2个;所述的第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6分别附着在第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部,与第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6通过直接液压方式分别连接;所述的第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6分别通过第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6与生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2连接;所述的第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器P1、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器P2、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器P3、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器P4、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器P5、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器P6分别布置在第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6内部,通过生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2串联并与计算机数据采集和控制系统CS相连;所述的第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6分别布置在第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部,通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1串联并与计算机数据采集和控制系统CS相连。
所述的模拟注入水平井筒系统WBI模拟水平注入井分段生产、监测和调控;所述的模拟注入水平井筒系统WBI由多个模拟注入井段、多个注入水平井筒流量控制阀和多个注入水平井筒液压解码器组成;模拟注入水平井筒系统WBI包括:由第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6共6个串联的模拟注入井段;第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6共6个串联的注入水平井筒流量控制阀和第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12共6个串联的注入水平井筒液压解码器;所述的模拟注入井段、注入水平井筒流量控制阀和注入水平井筒液压解码器的数量一一对应,1个模拟注入井段、1个注入水平井筒流量控制阀和1个注入水平井筒液压解码器构成1个控制单元,实现对1个注入层段的流量控制;所述的多个模拟注入井段至少包括2个,所述的多个注入水平井筒流量控制阀至少包括2个,所述的多个注入水平井筒液压解码器至少包括2个;所述的第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12分别附着在第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部,与第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6通过直接液压方式分别连接;所述的第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12分别通过第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6与注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2连接;所述的第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器I1、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器I2、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器I3、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器I4、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器I5、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器I6分别布置在第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6内部,通过注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2串联并与计算机数据采集和控制系统CS相连;所述的第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6分别布置在第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部,通过注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1串联并与计算机数据采集和控制系统CS相连;
所述的油藏3D打印物理模型RS在计算机建模时,根据模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI在所述的油藏3D打印物理模型RS中的布置方式,分别以模拟生产水平井筒系统WBP的井筒和模拟注入水平井筒系统WBI的井筒为对称轴将物理模型进行剖分形成多个数值模型,然后将剖分后的多个数值模型进行分别打印;所述的多个数值模型至少包括两个;经3D打印机打印的剖分物理模型的数量与数值模型的数量所对应;所有的经3D打印机打印的剖分物理模型组合形成一个完整的油藏3D打印物理模型RS。
所述模拟生产水平井筒系统WBP将油藏3D打印物理模型RS产出流体排入集液系统CCY,模拟注入水平井筒系统WBI将供液系统ZRY的注入流体注入油藏3D打印物理模型RS中;模拟生产水平井筒系统WBP通过生产水平井筒高压流出管线L4与集液系统CCY相连,模拟注入水平井筒系统WBI布置于油藏3D打印物理模型RS另一侧,通过注入水平井筒高压注入管线L2与供液系统ZRY相连,计算机数据采集和控制系统CS分别通过生产端动力液控制管线CP和注入端动力液控制管线CI与动力液系统DLY相连,动力液系统DLY通过生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2和注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2分别与模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI相连;
所述中空矩形箱体的四周均匀布置有供生产水平井筒高压流出管线L4、注入水平井筒高压注入管线L2、生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2、生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2、注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2进出高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX的多个通孔;所述多个通孔至少有8个;
所述的经3D打印机打印的剖分物理模型与模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI紧密配合,构成一个油藏和井筒相耦合的物理模型;
所述的油藏和井筒相耦合的物理模型置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部;高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX的底盖和顶盖通过螺栓与中空矩形箱体本体连接,将油藏和井筒相耦合的物理模型密封在高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内;油藏和井筒相耦合的物理模型与高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部壁面通过耐高温凝胶紧密粘结。
所述的第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6,第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1,第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6,其中心线处于同一水平位置上;
所述的第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6,第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1,第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6,其中心线处于同一水平位置上;
所述的模拟生产井筒和模拟注入井筒在油藏3D打印物理模型RS内可以布置的井型包括水平井、直井、斜井,也可以布置成不同井型的组合;所述的模拟生产井筒和模拟注入井筒在油藏3D打印物理模型RS内的布置位置可以是处于同一个平面,也可以不处于同一个平面。
所述的供液系统ZRY通过模拟注入水平井筒系统WBI为油藏3D打印物理模型RS提供注入流体,包括供液罐TI和注入水平井筒柱塞泵X3,供液罐TI通过供液罐出液管线L1与注入水平井筒柱塞泵X3相连,注入水平井筒柱塞泵X3通过注入水平井筒高压注入管线L2与模拟注入水平井筒系统WBI的第1模拟注入井段K1相连;供液罐TI中的注入流体经注入水平井筒柱塞泵X3增压后从第1模拟注入井段K1进入模拟注入水平井筒系统WBI中;注入水平井筒柱塞泵X3通过柱塞泵控制管线CW与计算机数据采集和控制系统CS相连,接收计算机数据采集和控制系统CS传递来的信号并自动调节注入水平井筒柱塞泵X3的流量;
所述的集液系统CCY通过模拟生产水平井筒系统WBP将油藏3D打印物理模型RS产出流体进行汇集并控制模拟生产水平井筒系统WBP的回压,包括集液罐TP和电动自动调节回压阀V1,集液罐TP通过集液罐集液管线L3与电动自动调节回压阀V1相连,电动自动调节回压阀V1通过生产水平井筒高压流出管线L4与模拟生产水平井筒系统WBP的第1模拟生产井段J1相连,模拟生产水平井筒系统WBP中流出的产出液在电动自动调节回压阀V1所施加的回压作用下依次流过生产水平井筒高压流出管线L4和集液罐集液管线L3进入集液罐TP中;电动自动调节回压阀V1通过回压阀控制管线CV与计算机数据采集和控制系统CS相连,接收计算机数据采集和控制系统CS传递来的信号并自动调节作用在模拟生产水平井筒系统WBP上的回压;
所述的动力液系统DLY为模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI中各井段的流量调控提供动力,包括生产水平井筒液压解码器驱动系统X1、注入水平井筒液压解码器驱动系统X2和高压动力液储罐TL;所述的生产水平井筒液压解码器驱动系统X1通过生产水平井筒高压动力液储罐输出管线PP1与高压动力液储罐TL相连,通过生产端动力液控制管线CP与计算机数据采集和控制系统CS相连,通过生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2与模拟生产水平井筒系统WBP相连;所述的注入水平井筒液压解码器驱动系统X2通过注入水平井筒高压动力液储罐输出管线PI1与高压动力液储罐TL相连,通过注入端动力液控制管线CI与计算机数据采集和控制系统CS相连,通过注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2与模拟注入水平井筒系统WBI相连;所述的生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2包括3条高压液控管线,与第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6中各自的3条高压液控管线分别相连,按照向3条高压液控管线施压顺序的不同,实现第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6的控制;
所述的注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2包括3条高压液控管线,与第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6中各自的3条高压液控管线分别相连,按照向3条高压液控管线施压顺序的不同,实现第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12的控制;
所述的计算机数据采集和控制系统CS采集模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI的温度、压力、流动电位数据,利用内置的监测数据处理与解释软件进行流量和油藏参数解释,然后通过内置的自动历史拟合软件和生产优化决策软件获得当前油藏模型内部的压力和饱和度分布并生成最优的注采方案,最后将控制指令发送给动力液系统DLY控制模拟生产水平井筒系统WBP和模拟注入水平井筒系统WBI的生产;
所述的计算机数据采集和控制系统CS通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2分别采集第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部的温度、压力、流动电位数据以及第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6内部的温度、压力数据,通过注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2分别采集第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部的温度、压力、流动电位数据以及第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6内部的温度、压力数据;通过回压阀控制管线CV向电动自动调节回压阀V1发送指令,控制电动自动调节回压阀V1的开启度,调节模拟生产水平井筒系统WBP的回压;通过柱塞泵控制管线CW向注入水平井筒柱塞泵X3发送指令,控制注入水平井筒柱塞泵X3的工作参数,调节模拟注入水平井筒系统WBI的注入流量;通过注入端动力液控制管线CI向注入水平井筒液压解码器驱动系统X2发送指令,控制注入水平井筒液压解码器驱动系统X2通过注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2向第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12的施压顺序,实现第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6的控制,进而调节第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6的流量;通过生产端动力液控制管线CP向生产水平井筒液压解码器驱动系统X1发送指令,控制生产水平井筒液压解码器驱动系统X1通过生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2向第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6的施压顺序,实现第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6的控制,进而调节第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6的流量;
所述的计算机数据采集和控制系统CS内置有获得软件著作权的智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270、油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231和智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413;
所述的智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1和生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2按一定时间间隔分别采集的第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部的温度、压力、流动电位数据和第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6内部的温度、压力数据进行综合分析,获得第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6各自的流量、含水和油藏3D打印物理模型RS内部的水驱前缘位置,所述的智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270通过注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1和注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2按一定时间间隔分别采集第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部的温度、压力、流动电位数据以及第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6内部的温度、压力数据进行综合分析,获得第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6各自的流量;
所述的按一定时间间隔可以是10秒、30秒、60秒、120秒、300秒,或者是任意秒;
所述的油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231根据油藏3D打印物理模型RS建立油藏数值模拟模型,利用智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270解释的第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6各自的流量、含水和油藏3D打印物理模型RS内部的水驱前缘位置以及第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6各自的流量进行油藏自动历史拟合,获得当前状态下油藏3D打印物理模型RS内部的油水饱和度场分布;
所述的智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413利用油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231获得的当前状态下油藏3D打印物理模型RS内部的油水饱和度场分布,以采收率最大为目标,进行注采生产优化,获得第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6和第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6各自的最优流量参数;
所述的计算机数据采集和控制系统CS将智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413获得的第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6各自的最优流量参数通过生产端动力液控制管线CP将指令发送给生产水平井筒液压解码器驱动系统X1,进而实现第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6各自流量的自动调控;
所述的计算机数据采集和控制系统CS将智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413获得的第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6各自的最优流量参数通过注入端动力液控制管线CI将指令发送给注入水平井筒液压解码器驱动系统X2,进而实现第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6各自流量的自动调控。
平面非均质油藏一注一采水平井的一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验的方法,采用上述智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统,步骤如下:
步骤1:根据模拟实验要求,设计3个不同渗透率区域的平面非均质油藏模型;根据第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6的外径,第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6的外径,第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12的外径,第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6的外径,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6的外径,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6的外径,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6的外径,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6的外径,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2的外径,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2的外径,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1的外径,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1的外径,以及高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX的内部尺寸,建立油藏3D打印物理模型RS的物理模型和数值模型;第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6,第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1,第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6,其中心线处于同一水平线上;第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6,第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1,第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6,其中心线处于同一水平线上;然后以第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6的井轴为中心以及第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6的井轴为中心对所建立的油藏3D打印物理模型RS的数值模型进行剖分;利用3D打印机打印所有的剖分数值模型,得到实验所需的剖分油藏3D打印物理模型RS;
步骤2:将第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6依次装配在第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6上;将第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6依次与第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6相连,并附着在第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部;将第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6顺序串联,形成一个模拟水平生产井筒;将第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6中的3条高压控制管线分别与生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2中的3条高压控制管线相连;利用生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2将第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器P1、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器P2、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器P3、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器P4、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器P5、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器P6按照第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6的长度间隔顺序串联;将串联好的第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器P1、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器P2、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器P3、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器P4、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器P5、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器P6放入第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6内部并固定;用生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1将第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6按照第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6的长度间隔顺序串联;将串联好的第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6附着在第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部;确保第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6,第1生产水平井筒液压解码器D1、第2生产水平井筒液压解码器D2、第3生产水平井筒液压解码器D3、第4生产水平井筒液压解码器D4、第5生产水平井筒液压解码器D5、第6生产水平井筒液压解码器D6,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S1、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S2、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S3、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S4、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S5、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器S6,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A1、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A2、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A3、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A4、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A5、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线A6,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1,第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6,其中心线处于同一水平线上,完成模拟生产水平井筒系统WBP组装;
步骤3:将第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6依次装配在第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6上;将第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12依次与第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6相连,并附着在第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部;将第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6顺序串联,形成一个模拟水平注入井筒;将第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6中的3条高压控制管线分别与注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2中的3条高压控制管线相连;利用注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2将第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器I1、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器I2、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器I3、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器I4、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器I5、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器I6按照第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6的长度间隔顺序串联;将串联好的第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器I1、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器I2、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器I3、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器I4、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器I5、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器I6放入第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6内部并固定;用注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1将第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6按照第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6的长度间隔顺序串联;将串联好的第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6附着在模第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部;确保第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6,第1注入水平井筒液压解码器D7、第2注入水平井筒液压解码器D8、第3注入水平井筒液压解码器D9、第4注入水平井筒液压解码器D10、第5注入水平井筒液压解码器D11、第6注入水平井筒液压解码器D12,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E1、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E2、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E3、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E4、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E5、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器E6,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B1、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B2、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B3、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B4、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B5、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线B6,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1,第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6,其中心线处于同一水平线上,完成模拟注入水平井筒系统WBI组装;
步骤4:将第二步组装好的模拟生产水平井筒系统WBP、第三步组装好的模拟注入水平井筒系统WBI和第一步打印的剖分油藏3D打印物理模型RS组装成油藏和井筒相耦合的物理模型;将生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1,生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1,注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2,注入水平井筒高压注入管线L2,生产水平井筒高压流出管线L4,通过高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX四周的通孔引出高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX;将组装好的油藏和井筒相耦合的物理模型放入高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部,模型四周用高温凝胶与高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部壁面紧密粘结;利用螺栓将底盖和顶盖与高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX本体连接固紧,形成一个密封的系统;
步骤5:将生产水平井筒高压流出管线L4与模拟生产水平井筒系统WBP中的第1模拟生产井段J1相连;将电动自动调节回压阀V1一端与生产水平井筒高压流出管线L4相连,另一端通过集液罐集液管线L3与集液罐TP相连;将注入水平井筒高压注入管线L2与模拟注入水平井筒系统WBI中的第1模拟注入井段K1相连;将注入水平井筒柱塞泵X3一端与注入水平井筒高压注入管线L2相连,另一端通过供液罐出液管线L1与供液罐TI相连;将生产水平井筒液压解码器驱动系统X1与生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PP2相连,通过生产水平井筒高压动力液储罐输出管线PP1与高压动力液储罐TL相连,将注入水平井筒液压解码器驱动系统X2与注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线PI2相连,通过注入水平井筒高压动力液储罐输出管线PI1与高压动力液储罐TL相连;
步骤6:将生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2、回压阀控制管线CV、柱塞泵控制管线CW、生产端动力液控制管线CP、注入端动力液控制管线CI分别与计算机数据采集和控制系统CS相连;
步骤7:将高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX抽真空;通过第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6向油藏3D打印物理模型RS饱和水,记录饱和所用水体积;
步骤8:通过第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6向油藏3D打印物理模型RS饱和介质油,记录饱和所用介质油体积;
步骤9:启动计算机数据采集和控制系统CS,将第一步建立的油藏3D打印物理模型RS的数值模型导入油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231;在智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413中设置总注入量,同时将第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6的第1注入水平井筒流量控制阀W1、第2注入水平井筒流量控制阀W2、第3注入水平井筒流量控制阀W3、第4注入水平井筒流量控制阀W4、第5注入水平井筒流量控制阀W5、第6注入水平井筒流量控制阀W6的开启度和第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6的第1生产水平井筒流量控制阀O1、第2生产水平井筒流量控制阀O2、第3生产水平井筒流量控制阀O3、第4生产水平井筒流量控制阀O4、第5生产水平井筒流量控制阀O5、第6生产水平井筒流量控制阀O6的开启度全部设置为全开,设置由第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6串联形成的模拟水平生产井筒的回压值,将上述设置值转换成指令分别发送到注入水平井筒柱塞泵X3、注入水平井筒液压解码器驱动系统X2、生产水平井筒液压解码器驱动系统X1和电动自动调节回压阀V1,开始实验;
步骤10:计算机数据采集和控制系统CS通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MP1、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MP2、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线MI1和注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线MI2实时采集第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6外部的温度、压力和流动电位数据,第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6内部的温度和压力数据,第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6外部的温度、压力和流动电位数据,第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6内部的温度和压力数据;智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270每隔一定时间提取上述采集数据,通过计算分析获得第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6各自的流量、含水和油藏3D打印物理模型RS内部的水驱前缘位置以及第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6各自的流量,并通过数据接口将数据传递给油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231;
步骤11:油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231利用智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270计算分析的结果,进行自动历史拟合计算,获得油藏3D打印物理模型RS中的油水分布和压力场分布,并通过数据接口将数据传递给智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413;
步骤12:智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413利用油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231计算分析的结果,以采收率最大为目标,进行注采参数优化,获得第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6和第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6下一时间步各自的最优调控流量;智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413将下一时间步各自的最优调控流量转换成指令,分别发送到注入水平井筒柱塞泵X3、注入水平井筒液压解码器驱动系统X2、生产水平井筒液压解码器驱动系统X1,开始下一个水驱油藏注采调控周期;
步骤13:重复步骤10至步骤12,直到由第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6串联形成的模拟水平生产井筒的综合含水达到98%为止。
作为改进,由第1模拟生产井段J1、第2模拟生产井段J2、第3模拟生产井段J3、第4模拟生产井段J4、第5模拟生产井段J5、第6模拟生产井段J6串联形成的模拟生产井筒和由第1模拟注入井段K1、第2模拟注入井段K2、第3模拟注入井段K3、第4模拟注入井段K4、第5模拟注入井段K5、第6模拟注入井段K6串联形成的模拟注入井筒垂直或倾斜放置,以模拟一注一采垂直井或斜井注采实时优化与调控;也可以将模拟生产井筒和模拟注入井筒按照水平、垂直、倾斜方式进行组合,以模拟水平井和垂直井、水平井和斜井、垂直井和斜井的不同井型组合;模拟生产井段的数量可以是1段,2段,10段,也可以是任意多段,但至少有1段,模拟注入井段的数量可以是1段,2段,10段,也可以是任意多段,但至少有1段;模拟生产井段的数量和模拟注入井段的数量可以相同,也可以不同;驱替介质可以为聚合物,也可以为化学剂,还可以为气体;油藏3D打印物理模型RS的渗透率在纵向上非均质,至少包括2个不同的渗透率;油藏3D打印物理模型RS的渗透率在纵向上和平面上可以同时非均质;油藏3D打印物理模型RS中可以设置裂缝、孔洞。
Claims (10)
1.一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,包括:高温高压密闭矩形油藏模拟箱、油藏3D打印物理模型、模拟生产水平井筒系统、模拟注入水平井筒系统、供液系统、集液系统、动力液系统、计算机数据采集和控制系统;其特征在于:油藏3D打印物理模型置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱内,在油藏3D打印物理模型内部左右两侧分别布置模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统以模拟一注一采两口水平井,供液系统向模拟注入水平井筒系统注入驱替液,驱替油藏3D打印物理模型中的流体向模拟生产水平井筒系统流动,从模拟生产水平井筒系统中产出的流体进入集液系统,计算机数据采集和控制系统采集模拟注入水平井筒系统和模拟生产水平井筒系统各井段的温度、压力、流动电位数据进行计算分析并形成最优注采方案,然后将指令发送给动力液系统,对模拟注入水平井筒系统和模拟生产水平井筒系统各井段的注采量进行调控。
2.根据权利要求1所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述的高温高压密闭矩形油藏模拟箱是封闭的中空矩形箱体,其内部空间为油藏3D打印物理模型提供容纳场所;
所述油藏3D打印物理模型放置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱内,模拟不同的油藏类型;油藏3D打印物理模型可以是均质油藏3D打印物理模型,也可以是非均质油藏3D打印物理模型;所述的均质油藏3D打印物理模型是平面渗透率和纵向渗透率均相同的一个整体打印而成的3D打印物理模型;所述的非均质油藏3D打印物理模型可以是由渗透率不同的第1油藏3D打印物理模型、第2油藏3D打印物理模型和第3油藏3D打印物理模型整体打印而成;所述的非均质油藏3D打印物理模型可以是平面渗透率为非均质、纵向渗透率为非均质或者平面渗透率和纵向渗透率均为非均质的3D打印物理模型;所述的非均质油藏3D打印物理模型至少存在两种不同的渗透率;所述的非均质油藏3D打印物理模型中可以设置裂缝、洞。
3.根据权利要求1-2所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述的模拟生产水平井筒系统模拟水平生产井分段生产、监测和调控;模拟生产水平井筒系统布置于油藏3D打印物理模型一侧,所述的模拟生产水平井筒系统由多个模拟生产井段、多个生产水平井筒流量控制阀和多个生产水平井筒液压解码器组成;模拟生产水平井筒系统包括:第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段共6个串联的模拟生产井段;第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀共6个串联的生产水平井筒流量控制阀和第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器共6个串联的生产水平井筒液压解码器;所述的模拟生产井段、生产水平井筒流量控制阀和生产水平井筒液压解码器的数量一一对应,1个模拟生产井段、1个生产水平井筒流量控制阀和1个生产水平井筒液压解码器构成1个控制单元,实现对1个生产层段的流量控制;所述的多个模拟生产井段至少包括2个,所述的多个生产水平井筒流量控制阀至少包括2个,所述的多个生产水平井筒液压解码器至少包括2个;所述的第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器分别附着在第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部,与第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀通过直接液压方式分别连接;所述的第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器分别通过第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线与生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线连接;所述的第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器分别布置在第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段内部,通过生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线串联并与计算机数据采集和控制系统相连;所述的第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器分别布置在第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部,通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线串联并与计算机数据采集和控制系统相连。
4.根据权利要求1-3所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述的模拟注入水平井筒系统模拟水平注入井分段生产、监测和调控;所述的模拟注入水平井筒系统由多个模拟注入井段、多个注入水平井筒流量控制阀和多个注入水平井筒液压解码器组成;模拟注入水平井筒系统包括:由第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段共6个串联的模拟注入井段;第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀共6个串联的注入水平井筒流量控制阀和第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器、第5注入水平井筒液压解码器、第6注入水平井筒液压解码器共6个串联的注入水平井筒液压解码器;所述的模拟注入井段、注入水平井筒流量控制阀和注入水平井筒液压解码器的数量一一对应,1个模拟注入井段、1个注入水平井筒流量控制阀和1个注入水平井筒液压解码器构成1个控制单元,实现对1个注入层段的流量控制;所述的多个模拟注入井段至少包括2个,所述的多个注入水平井筒流量控制阀至少包括2个,所述的多个注入水平井筒液压解码器至少包括2个;所述的第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器1、第6注入水平井筒液压解码器2分别附着在第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部,与第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀通过直接液压方式分别连接;所述的第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器、第6注入水平井筒液压解码器2分别通过第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线与注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线连接;所述的第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器分别布置在第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段内部,通过注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线串联并与计算机数据采集和控制系统相连;所述的第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器分别布置在第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部,通过注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线串联并与计算机数据采集和控制系统相连;
所述的油藏3D打印物理模型在计算机建模时,根据模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统在所述的油藏3D打印物理模型中的布置方式,分别以模拟生产水平井筒系统的井筒和模拟注入水平井筒系统的井筒为对称轴将物理模型进行剖分形成多个数值模型,然后将剖分后的多个数值模型进行分别打印;所述的多个数值模型至少包括两个;经3D打印机打印的剖分物理模型的数量与数值模型的数量所对应;所有的经3D打印机打印的剖分物理模型组合形成一个完整的油藏3D打印物理模型。
5.根据权利要求1-4所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述模拟生产水平井筒系统将油藏3D打印物理模型产出流体排入集液系统,模拟注入水平井筒系统将供液系统的注入流体注入油藏3D打印物理模型中;模拟生产水平井筒系统通过生产水平井筒高压流出管线与集液系统相连,模拟注入水平井筒系统布置于油藏3D打印物理模型另一侧,通过注入水平井筒高压注入管线与供液系统相连,计算机数据采集和控制系统分别通过生产端动力液控制管线和注入端动力液控制管线与动力液系统相连,动力液系统通过生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线和注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线分别与模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统相连;
所述中空矩形箱体的四周均匀布置有供生产水平井筒高压流出管线、注入水平井筒高压注入管线、生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线、生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线、注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线进出高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX的多个通孔;所述多个通孔至少有8个;
所述的经3D打印机打印的剖分物理模型与模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统紧密配合,构成一个油藏和井筒相耦合的物理模型;
所述的油藏和井筒相耦合的物理模型置于高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部;高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX的底盖和顶盖通过螺栓与中空矩形箱体本体连接,将油藏和井筒相耦合的物理模型密封在高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内;油藏和井筒相耦合的物理模型与高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部壁面通过耐高温凝胶紧密粘结;
所述的第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段,第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀,其中心线处于同一水平位置上。
6.根据权利要求1-5所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述的第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段,第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器1、第6注入水平井筒液压解码器2,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀,其中心线处于同一水平位置上;
所述的模拟生产井筒和模拟注入井筒在油藏3D打印物理模型内可以布置的井型包括水平井、直井、斜井,也可以布置成不同井型的组合;所述的模拟生产井筒和模拟注入井筒在油藏3D打印物理模型内的布置位置可以是处于同一个平面,也可以不处于同一个平面;
所述的供液系统通过模拟注入水平井筒系统为油藏3D打印物理模型提供注入流体,包括供液罐和注入水平井筒柱塞泵,供液罐通过供液罐出液管线与注入水平井筒柱塞泵相连,注入水平井筒柱塞泵通过注入水平井筒高压注入管线与模拟注入水平井筒系统的第1模拟注入井段相连;供液罐中的注入流体经注入水平井筒柱塞泵增压后从第1模拟注入井段进入模拟注入水平井筒系统中;注入水平井筒柱塞泵通过柱塞泵控制管线CW与计算机数据采集和控制系统相连,接收计算机数据采集和控制系统传递来的信号并自动调节注入水平井筒柱塞泵的流量。
7.根据权利要求1-6所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述的集液系统通过模拟生产水平井筒系统将油藏3D打印物理模型产出流体进行汇集并控制模拟生产水平井筒系统的回压,包括集液罐和电动自动调节回压阀,集液罐通过集液罐集液管线与电动自动调节回压阀相连,电动自动调节回压阀通过生产水平井筒高压流出管线与模拟生产水平井筒系统的第1模拟生产井段相连,模拟生产水平井筒系统中流出的产出液在电动自动调节回压阀所施加的回压作用下依次流过生产水平井筒高压流出管线和集液罐集液管线进入集液罐中;电动自动调节回压阀通过回压阀控制管线与计算机数据采集和控制系统相连,接收计算机数据采集和控制系统传递来的信号并自动调节作用在模拟生产水平井筒系统上的回压;
所述的动力液系统为模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统中各井段的流量调控提供动力,包括生产水平井筒液压解码器驱动系统、注入水平井筒液压解码器驱动系统和高压动力液储罐;所述的生产水平井筒液压解码器驱动系统通过生产水平井筒高压动力液储罐输出管线与高压动力液储罐相连,通过生产端动力液控制管线与计算机数据采集和控制系统相连,通过生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线与模拟生产水平井筒系统相连;所述的注入水平井筒液压解码器驱动系统通过注入水平井筒高压动力液储罐输出管线P与高压动力液储罐相连,通过注入端动力液控制管线与计算机数据采集和控制系统相连,通过注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线与模拟注入水平井筒系统相连;所述的生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线包括3条高压液控管线,与第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线中各自的3条高压液控管线分别相连,按照向3条高压液控管线施压顺序的不同,实现第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器的控制。
8.根据权利要求1-7所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验装置,其特征在于:
所述的注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线包括3条高压液控管线,与第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线中各自的3条高压液控管线分别相连,按照向3条高压液控管线施压顺序的不同,实现第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器、第5注入水平井筒液压解码器、第6注入水平井筒液压解码器2的控制;
所述的计算机数据采集和控制系统采集模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统的温度、压力、流动电位数据,利用内置的监测数据处理与解释软件进行流量和油藏参数解释,然后通过内置的自动历史拟合软件和生产优化决策软件获得当前油藏模型内部的压力和饱和度分布并生成最优的注采方案,最后将控制指令发送给动力液系统控制模拟生产水平井筒系统和模拟注入水平井筒系统的生产;
所述的计算机数据采集和控制系统通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线分别采集第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部的温度、压力、流动电位数据以及第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段内部的温度、压力数据,通过注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线分别采集第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部的温度、压力、流动电位数据以及第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段内部的温度、压力数据;通过回压阀控制管线向电动自动调节回压阀发送指令,控制电动自动调节回压阀的开启度,调节模拟生产水平井筒系统的回压;通过柱塞泵控制管线CW向注入水平井筒柱塞泵发送指令,控制注入水平井筒柱塞泵的工作参数,调节模拟注入水平井筒系统的注入流量;通过注入端动力液控制管线向注入水平井筒液压解码器驱动系统发送指令,控制注入水平井筒液压解码器驱动系统通过注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线向第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器、第5注入水平井筒液压解码器、第6注入水平井筒液压解码器2的施压顺序,实现第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀的控制,进而调节第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段的流量;通过生产端动力液控制管线向生产水平井筒液压解码器驱动系统发送指令,控制生产水平井筒液压解码器驱动系统通过生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线向第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器的施压顺序,实现第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀的控制,进而调节第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段的流量;
所述的计算机数据采集和控制系统内置有获得软件著作权的智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270、油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231和智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413;
所述的智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线和生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线按一定时间间隔分别采集的第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部的温度、压力、流动电位数据和第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段内部的温度、压力数据进行综合分析,获得第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段各自的流量、含水和油藏3D打印物理模型内部的水驱前缘位置,所述的智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270通过注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线和注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线按一定时间间隔分别采集第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部的温度、压力、流动电位数据以及第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段内部的温度、压力数据进行综合分析,获得第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段各自的流量;
所述的按一定时间间隔可以是10秒、30秒、60秒、120秒、300秒,或者是任意秒;
所述的油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231根据油藏3D打印物理模型建立油藏数值模拟模型,利用智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270解释的第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段各自的流量、含水和油藏3D打印物理模型内部的水驱前缘位置以及第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段各自的流量进行油藏自动历史拟合,获得当前状态下油藏3D打印物理模型内部的油水饱和度场分布;
所述的智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413利用油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231获得的当前状态下油藏3D打印物理模型内部的油水饱和度场分布,以采收率最大为目标,进行注采生产优化,获得第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段和第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段各自的最优流量参数;
所述的计算机数据采集和控制系统将智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413获得的第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段各自的最优流量参数通过生产端动力液控制管线将指令发送给生产水平井筒液压解码器驱动系统,进而实现第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段各自流量的自动调控;
所述的计算机数据采集和控制系统将智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413获得的第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段各自的最优流量参数通过注入端动力液控制管线将指令发送给注入水平井筒液压解码器驱动系统,进而实现第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段各自流量的自动调控。
9.一种智能油田注采实时优化与调控仿真实验的方法,采用权利要求1-8之一所述智能油田注采实时优化与调控仿真实验系统,其特征在于,步骤如下:
步骤1:根据模拟实验要求,设计3个不同渗透率区域的平面非均质油藏模型;根据第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段的外径,第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段的外径,第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器1、第6注入水平井筒液压解码器2的外径,第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器的外径,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器的外径,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器的外径,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线的外径,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线的外径,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线的外径,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线的外径,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线的外径,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线的外径,以及高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX的内部尺寸,建立油藏3D打印物理模型的物理模型和数值模型;第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段,第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀,其中心线处于同一水平线上;第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段,第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器1、第6注入水平井筒液压解码器2,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀,其中心线处于同一水平线上;然后以第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段的井轴为中心以及第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段的井轴为中心对所建立的油藏3D打印物理模型的数值模型进行剖分;利用3D打印机打印所有的剖分数值模型,得到实验所需的剖分油藏3D打印物理模型;
步骤2:将第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀依次装配在第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段上;将第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器依次与第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀相连,并附着在第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部;将第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段顺序串联,形成一个模拟水平生产井筒;将第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线中的3条高压控制管线分别与生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线中的3条高压控制管线相连;利用生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线将第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器按照第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段的长度间隔顺序串联;将串联好的第1生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第2生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第3生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第4生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第5生产水平井筒内温度-压力集成传感器、第6生产水平井筒内温度-压力集成传感器放入第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段内部并固定;用生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线将第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器按照第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段的长度间隔顺序串联;将串联好的第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器附着在第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部;确保第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段,第1生产水平井筒液压解码器、第2生产水平井筒液压解码器、第3生产水平井筒液压解码器、第4生产水平井筒液压解码器、第5生产水平井筒液压解码器、第6生产水平井筒液压解码器,第1生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,第1生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6生产水平井筒液压解码器高压集成控制管线,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀,其中心线处于同一水平线上,完成模拟生产水平井筒系统组装;
步骤3:将第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀依次装配在第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段上;将第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器1、第6注入水平井筒液压解码器2依次与第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀相连,并附着在第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部;将第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段顺序串联,形成一个模拟水平注入井筒;将第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线中的3条高压控制管线分别与注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线中的3条高压控制管线相连;利用注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线将第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器按照第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段的长度间隔顺序串联;将串联好的第1注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第2注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第3注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第4注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第5注入水平井筒内温度-压力集成传感器、第6注入水平井筒内温度-压力集成传感器放入第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段内部并固定;用注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线将第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器按照第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段的长度间隔顺序串联;将串联好的第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器附着在模第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部;确保第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段,第1注入水平井筒液压解码器、第2注入水平井筒液压解码器、第3注入水平井筒液压解码器、第4注入水平井筒液压解码器0、第5注入水平井筒液压解码器1、第6注入水平井筒液压解码器2,第1注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第2注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第3注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第4注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第5注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器、第6注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器,第1注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第2注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第3注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第4注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第5注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线、第6注入水平井筒液压解码器高压集成控制管线,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀,其中心线处于同一水平线上,完成模拟注入水平井筒系统组装;
步骤4:将第二步组装好的模拟生产水平井筒系统、第三步组装好的模拟注入水平井筒系统和第一步打印的剖分油藏3D打印物理模型组装成油藏和井筒相耦合的物理模型;将生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线,注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线,注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线,生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线,注入水平井筒高压注入管线,生产水平井筒高压流出管线,通过高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX四周的通孔引出高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX;将组装好的油藏和井筒相耦合的物理模型放入高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部,模型四周用高温凝胶与高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX内部壁面紧密粘结;利用螺栓将底盖和顶盖与高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX本体连接固紧,形成一个密封的系统;
步骤5:将生产水平井筒高压流出管线与模拟生产水平井筒系统中的第1模拟生产井段相连;将电动自动调节回压阀一端与生产水平井筒高压流出管线相连,另一端通过集液罐集液管线与集液罐相连;将注入水平井筒高压注入管线与模拟注入水平井筒系统中的第1模拟注入井段相连;将注入水平井筒柱塞泵一端与注入水平井筒高压注入管线相连,另一端通过供液罐出液管线与供液罐相连;将生产水平井筒液压解码器驱动系统与生产水平井筒液压解码器高压动力液集成管线相连,通过生产水平井筒高压动力液储罐输出管线与高压动力液储罐相连,将注入水平井筒液压解码器驱动系统与注入水平井筒液压解码器高压动力液集成管线相连,通过注入水平井筒高压动力液储罐输出管线P与高压动力液储罐相连;
步骤6:将生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线、回压阀控制管线、柱塞泵控制管线CW、生产端动力液控制管线、注入端动力液控制管线分别与计算机数据采集和控制系统相连;
步骤7:将高温高压密闭矩形油藏模拟箱BX抽真空;通过第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段向油藏3D打印物理模型饱和水,记录饱和所用水体积;
步骤8:通过第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段向油藏3D打印物理模型饱和介质油,记录饱和所用介质油体积;
步骤9:启动计算机数据采集和控制系统,将第一步建立的油藏3D打印物理模型的数值模型导入油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231;在智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413中设置总注入量,同时将第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段的第1注入水平井筒流量控制阀、第2注入水平井筒流量控制阀、第3注入水平井筒流量控制阀、第4注入水平井筒流量控制阀、第5注入水平井筒流量控制阀、第6注入水平井筒流量控制阀的开启度和第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段的第1生产水平井筒流量控制阀、第2生产水平井筒流量控制阀、第3生产水平井筒流量控制阀、第4生产水平井筒流量控制阀、第5生产水平井筒流量控制阀、第6生产水平井筒流量控制阀的开启度全部设置为全开,设置由第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段串联形成的模拟水平生产井筒的回压值,将上述设置值转换成指令分别发送到注入水平井筒柱塞泵、注入水平井筒液压解码器驱动系统、生产水平井筒液压解码器驱动系统和电动自动调节回压阀,开始实验;
步骤10:计算机数据采集和控制系统通过生产水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线、生产水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线、注入水平井筒外温度-压力-流动电位集成传感器数据采集线和注入水平井筒内温度-压力集成传感器数据采集线实时采集第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段外部的温度、压力和流动电位数据,第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段内部的温度和压力数据,第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段外部的温度、压力和流动电位数据,第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段内部的温度和压力数据;智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270每隔一定时间提取上述采集数据,通过计算分析获得第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段各自的流量、含水和油藏3D打印物理模型内部的水驱前缘位置以及第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段各自的流量,并通过数据接口将数据传递给油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231;
步骤11:油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231利用智能井长时井下压力监测数据处理与解释软件2016SR170270计算分析的结果,进行自动历史拟合计算,获得油藏3D打印物理模型中的油水分布和压力场分布,并通过数据接口将数据传递给智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413;
步骤12:智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413利用油藏开发模拟自动历史拟合软件2017SR115231计算分析的结果,以采收率最大为目标,进行注采参数优化,获得第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段和第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段下一时间步各自的最优调控流量;智能油田开发生产优化决策软件2016SR214413将下一时间步各自的最优调控流量转换成指令,分别发送到注入水平井筒柱塞泵、注入水平井筒液压解码器驱动系统、生产水平井筒液压解码器驱动系统,开始下一个水驱油藏注采调控周期;
步骤13:重复步骤10至步骤12,直到由第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段串联形成的模拟水平生产井筒的综合含水达到98%为止。
10.根据权利要求9所述的智能油田注采实时优化与调控仿真实验的方法,其特征在于:
作为改进,由第1模拟生产井段、第2模拟生产井段、第3模拟生产井段、第4模拟生产井段、第5模拟生产井段、第6模拟生产井段串联形成的模拟生产井筒和由第1模拟注入井段、第2模拟注入井段、第3模拟注入井段、第4模拟注入井段、第5模拟注入井段、第6模拟注入井段串联形成的模拟注入井筒垂直或倾斜放置,以模拟一注一采垂直井或斜井注采实时优化与调控;也可以将模拟生产井筒和模拟注入井筒按照水平、垂直、倾斜方式进行组合,以模拟水平井和垂直井、水平井和斜井、垂直井和斜井的不同井型组合;模拟生产井段的数量可以是1段,2段,10段,也可以是任意多段,但至少有1段,模拟注入井段的数量可以是1段,2段,10段,也可以是任意多段,但至少有1段;模拟生产井段的数量和模拟注入井段的数量可以相同,也可以不同;驱替介质可以为聚合物,也可以为化学剂,还可以为气体;油藏3D打印物理模型的渗透率在纵向上非均质,至少包括2个不同的渗透率;油藏3D打印物理模型的渗透率在纵向上和平面上可以同时非均质;油藏3D打印物理模型中可以设置裂缝、孔洞。
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