CN112392470B - 油藏垂向注气物理模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油藏垂向注气物理模拟装置，该装置包括：石英砂基质、多个注气模拟井、多个生成模拟井及多个隔夹模拟层，其中：所述石英砂基质由不同粒度的石英砂及环氧树脂混合搅拌后并被环氧树脂封装；所述多个隔夹模拟层由树脂制成，且位于所述石英砂基质内部；以及，至少有一个注气模拟井及生产模拟井穿过所述隔夹模拟层。本发明能够提供一种基于隔夹层发育砂岩油藏的储层特征和开采方式的油藏垂向注气物理模拟装置，填补了隔夹层油藏开发室内实验物理模拟研究的空白，为隔夹层油藏垂向注气高效开发提供了可靠的技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发实验技术领域，具体涉及一种油藏垂向注气物理模拟装置。
背景技术
油田开发的实际资料表明，高含水期地下剩余油的分布极其复杂，在空间上呈高度分散的状态。影响剩余油分布的因素复杂多样，其中，隔夹层普遍分布于各类型油藏之中，引起的渗流屏障和渗流差异是影响剩余油分布的主要因素之一；近年来，垂向注气技术在世界范围内得到了规模化的应用，其主要技术特征为：在油藏顶部注气，利用气体的超覆作用向油藏下部稳定推进油气界面，扩大注入气的波及体积，同时下部开采，达到提高采收率的目的，其中，隔夹层对油气界面的遮挡作用、对剩余油及对最终采收率的影响尚未得到实验验证。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明能够提供一种基于隔夹层发育砂岩油藏的储层特征和开采方式的油藏垂向注气物理模拟装置，填补了隔夹层油藏开发室内实验物理模拟研究的空白，为隔夹层油藏垂向注气高效开发提供了可靠的技术支撑。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种油藏垂向注气物理模拟装置，包括：石英砂基质、多个注气模拟井、多个生成模拟井及多个隔夹模拟层，其中：
所述石英砂基质由不同粒度的石英砂及环氧树脂混合搅拌后并被环氧树脂封装；
所述多个隔夹模拟层由树脂制成，且位于所述石英砂基质内部；
以及，至少有一个注气模拟井及生产模拟井穿过所述隔夹模拟层。
一实施例中，所述生产模拟井类型包括：生产模拟直井、生产模拟大斜度井及生产模拟水平井。
一实施例中，所述石英砂基质的渗透率为1-10000mD。
一实施例中，所述注气模拟井及所述生成模拟井采用直径为3mm的不锈钢制成。
一实施例中，所述生产模拟直井采用单段割缝作模拟其射孔段；所述生产模拟大斜度井及生产模拟水平井采用多段割缝模拟射孔段。
一实施例中，所述磨具规格为：30cm×30cm×2.5cm及60cm×60cm×2.5cm。
一实施例中，所述隔夹模拟层为非渗透性。
一实施例中，所述石英砂粒度为80-240目。
一实施例中，所述石英砂基质的孔隙度为10％-30％。
一实施例中，所述环氧树脂封装厚度为2cm-3cm。
从上述描述可知，本发明提供油藏垂向注气物理模拟装置，具有以下优点：
1.实现了二维大岩石模型对实际油藏隔夹层分布的精确模拟；
2.准确描述了隔夹层对垂向注入气的遮挡作用及剩余油的分布状态；
3.利用同一物理模型实现了井型、井距及其它关键注采参数的模拟优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明的实施例中的油藏垂向注气物理模拟装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例中生产井割缝完井示意图；
图3为本发明的实施例中隔夹层与井组合模型示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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。
本发明的实施例提供油藏垂向注气物理模拟装置的具体实施方式，参见图1，该装置具体包括如下内容：
石英砂基质、多个注气模拟井、多个生成模拟井及多个隔夹模拟层，其中：所述石英砂基质由不同粒度的石英砂及环氧树脂混合搅拌后并被环氧树脂封装；所述多个隔夹模拟层由树脂制成，且位于所述石英砂基质内部；以及，至少有一个注气模拟井及生产模拟井穿过所述隔夹模拟层。
优选的，所述生产模拟井类型包括：生产模拟直井、生产模拟大斜度井及生产模拟水平井。
由于室内物理模拟实验的模型尺寸远小于实际油藏的尺寸，加之多回压控制协同较差，所以单次实验仅能模拟1注1采的情况，另外模型制作工艺复杂、周期长，所以本发明在不影响流体渗流的前提下，将多个井整合在一个模型中，通过井型、井位及射孔位置的变换改变注采关系，实现不同的实验目的。模型如图1所示。
本发明提供油藏垂向注气物理模拟装置，具有以下优点：实现了二维大岩石模型对实际油藏隔夹层分布的精确模拟；准确描述了隔夹层对垂向注入气的遮挡作用及剩余油的分布状态；利用同一物理模型实现了井型、井距及其它关键注采参数的模拟优化。
优选的，所述石英砂基质的渗透率为1-10000mD。
优选的，所述注气模拟井及所述生成模拟井采用直径为3mm的不锈钢制成。
优选的，所述生产模拟直井采用单段割缝作模拟其射孔段；所述生产模拟大斜度井及生产模拟水平井采用多段割缝模拟射孔段。
按照实验要求弯制井斜及水平段长度，直井采用单段割缝，为增加泄油面积水平井和斜井采用多段割缝，参见图2。
优选的，所述磨具规格为：30cm×30cm×2.5cm及60cm×60cm×2.5cm。
优选的，所述隔夹模拟层为非渗透性。
按照实际油藏隔夹层的形态制作磨具，如果模拟井贯穿隔夹层的情况，需要在磨具的相应位置放置模拟井，环氧树脂浇筑固化后形成隔夹层与井组合模型的制备，如图3所示。模拟隔夹层的宽度与最终模型的厚度相同，隔层厚度2mm，长度不超过模型横向尺寸的1/3；夹层厚度4mm，长度不小于模型横向尺寸的1/2。
优选的，所述石英砂粒度为80-240目。
优选的，所述石英砂基质的孔隙度为10％-30％。
优选的，所述环氧树脂封装厚度为2cm-3cm。
一实施例中，还提供油藏垂向注气物理模拟装置的制备过程如下：
将单井模型、隔夹层与井组合模型放入磨具指定位置；石英砂混合基质与环氧树脂充分搅拌后倒入并充满磨具；压制模型等待完全胶结固化。利用环氧树脂封装模型，以期达到封闭流体及耐压的目的，封装厚度2-3cm，待环氧树脂固化后在裸露在模型外部的管线一端安装高压阀门，完成模型的制备。
一实施例中，还提供油藏垂向注气物理模拟装置的实用方法：垂向注气实验过程中，气始终由模型上部注入，按照实验方案选取注采井组合，关闭其它井阀门使之不参与整个实验过程。待本组实验完成后再选取另外的注采井组合开展后续实验，这样就可以实现利用同一个模型模拟不同的注采方式，达到不同的实验目的。
实验的同时可以利用高速摄像设备对模型中油、气、水的运移过程跟踪拍摄，以准确描述油气界面的推进、隔夹层的遮挡作用以及剩余油的分布状态。
从上述描述可知，本发明提供油藏垂向注气物理模拟装置，具有以下优点：
1.实现了二维大岩石模型对实际油藏隔夹层分布的精确模拟；
2.准确描述了隔夹层对垂向注入气的遮挡作用及剩余油的分布状态；
3.利用同一物理模型实现了井型、井距及其它关键注采参数的模拟优化。
在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，包括：石英砂基质、多个注气模拟井、多个生产模拟井及多个隔夹模拟层，其中：
所述石英砂基质由不同粒度的石英砂及环氧树脂混合搅拌后并被环氧树脂封装；
所述多个隔夹模拟层由树脂制成，且位于所述石英砂基质内部；
以及，至少有一个注气模拟井及生产模拟井穿过所述隔夹模拟层；
所述隔夹模拟层的宽度与所述油藏垂向注气物理模拟装置的厚度相同，所述隔夹模拟层厚度为2mm，长度不超过所述油藏垂向注气物理模拟装置横向尺寸的1/3；
所述生产模拟井类型包括：生产模拟直井、生产模拟大斜度井及生产模拟水平井；
所述注气模拟井及所述生产模拟井采用直径为3mm的不锈钢制成；
所述生产模拟直井采用单段割缝作模拟其射孔段；所述生产模拟大斜度井及生产模拟水平井采用多段割缝模拟射孔段。
2.如权利要求1所述的油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，所述石英砂基质的渗透率为1-10000mD。
3.如权利要求1所述的油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，所述油藏垂向注气物理模拟装置的规格为：30cm×30cm×2.5cm及60cm×60cm×2.5cm。
4.如权利要求1所述的油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，所述隔夹模拟层为非渗透性。
5.如权利要求1所述的油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，所述石英砂的粒度为80-240目。
6.如权利要求1所述的油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，所述石英砂基质的孔隙度为10％-30％。
7.如权利要求1所述的油藏垂向注气物理模拟装置，其特征在于，所述环氧树脂的封装厚度为2cm-3cm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |