CN115095320A - 一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，属于油气田开发领域；本发明由N2储气罐用钢制细孔管线与增压泵相连为气体增压，增压气体通过三通阀分别为中间容器充入气体，高低压气层的增压气体经中间容器通过阀门，依次经过进口压力传感器、岩心夹持器、出口压力传感器、回压阀、气体质量流量计；将气体质量流量计出口气体经流量阀并入合采层，通过双量程表调压阀和流量显示仪出口与大气相连放空；ISCO‑260D高压高精度柱塞泵接六通阀为岩心夹持器、回压阀加压，电脑与压力传感器、气体质量流量计和流量显示仪相连采集压力、流量数据。与现有技术相比，本发明具有评价体系有效性强，多重评价，说服性强，可推广性强。

Description

一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置
技术领域
本发明属于油气田开发领域，特别涉及一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置。
背景技术
天然气作为一种清洁能源，具有高热量、低污染特点，被运用到生活的各方各面，随着天然气需求量的增大，在推动了国内天然气工业发展的同时也带来了许多挑战，越来越多渗透率低、储层非均质性强、地质条件复杂的气藏投入开发。为了提高气田开发效益，许多现场生产井都采用了多层合采方式进行生产，但开发效果并不显著，主要是因为对层合采过程中的渗流特征、可能存在的倒灌现象和层间干扰问题尚不明确，因此设计并制作了一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，将不同物性的岩心进行并联组合，用以研究储层物性差异、压力差异、气井配产等因素对各层渗流特征、产能贡献及采收率的影响，进而对研究气藏的开发动态、优化气井生产制度和合理配产有着重要的意义，并对多层合采气藏的合理高效开发提供参考依据。
发明内容
本发明目的是：针对气藏多层合采过程中可能存在的倒灌现象和层间干扰问题，本发明提供了一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，将不同物性的岩心进行并联组合，用以研究储层物性差异、压力差异、气井配产等因素对各层渗流特征、产能贡献及采收率的影响，从而对气井生产制度及合理配产进行调控。
为实现上述目的，本发明提供了一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，该方法包括下列步骤：
一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，主要由储气系统、增压系统，高低压采气层和综合数据采集系统组成，N2储气罐、增压泵、三通阀入口阀、三通阀、三通阀出口阀、高压中间容器、中间容器出口阀、进口端压力传感器、岩心夹持器、岩心夹持器压力表、出口端压力传感器、回压阀、流量入口阀、气体质量流量计、ISCO-260D高压高精度柱塞泵、六通阀、流量阀、双量程表调压阀、流量显示仪、计算机。
一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，用于模拟气藏高低压双层合采的实验装置由N2储气罐用钢制细孔φ3管线与增压泵相连为气体增压，增压气体通过三通阀分别为中间容器充入气体，高压气层的增压气体经中间容器通过阀门，依次经过进口压力传感器、岩心夹持器、出口压力传感器、回压阀、气体质量流量计；低压气层的增压气体从中间容器通过阀门，依次经过进口压力传感器、岩心夹持器、出口压力传感器、回压阀、气体质量流量计；将高、低压气层的气体质量流量计出口气体经流量阀并入合采层，连接到双量程表调压阀，再经过流量显示仪出口与大气相连放空；ISCO-260D高压高精度柱塞泵接六通阀为装有岩心的岩心夹持器、回压阀加压，电脑与压力传感器、气体质量流量计和流量显示仪相连采集压力、流量数据。
进一步的，岩心夹持器两端的高精度压力传感器具有极强的抗振和抗冲击性，压力范围为0～80MPa，精度0.1％FS，实验过程可实时且精准监测岩心夹持器进出口压力。
进一步的，回压阀模拟井口采气装置，控制不同的开启时机，可模拟气藏初期合采及不同时机产层合采接替的生产方式。
进一步的，流量阀可对和产层流量进行配产，模拟现场整个生产环境，便于了解气井生产过程配产对压力的影响，双量程表调压阀主要目的是为了保护合采层流量显示仪，其CV值0.2，压力表量程：输入0～25MPa、输出0～2.5MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)评价体系简捷有效；(2)经过多重评价，使结果更具说服性；(3)可推广性强。
附图说明
在附图中：
图1是一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置的示意图。
图2是实验模拟的两个产层地层参数图。
图3是记录模拟气藏高低压双层合采的实验过程中瞬时产气量随时间变化的示意图。
附图标记说明如下：
图1中零部件名称及序号：1-N2储气罐、2-增压泵、3-三通阀入口阀、4-三通阀、5.5-1-三通阀出口阀、6.6-1-高压中间容器、7.7-1中间容器出口阀、8.8-1-进口端压力传感器、9.9-1-岩心夹持器、10.10-1-岩心夹持器压力表、11.11-1-出口端压力传感器、12.12-1-回压阀、13.13-1-流量入口阀、14.14-1-气体质量流量计、15-ISCO-260D高压高精度柱塞泵、16-六通阀、17-流量阀、18-双量程表调压阀、19-流量显示仪、20-计算机。
具体实施方式
下面结合实施方式和附图对本发明做进一步说明。
实施例：
以研究区块最大物性极差参数为基础，以矿场实际产量为依据，根据储层中深和上覆岩层综合密度，设计上下两层围压分别为51.5MPa和45.5MPa；由储层中深压力，设计上下两层气源压力分别为22.5MPa和20.1MPa；根据相似原理，计算矿场井不同产量下对应的实验流量，设计初期配产分别为200.49、400.98、600.98mL/min，并以此为基础开展定产量衰竭实验；研究在实际压力、产量情况下，层间是否存在层间干扰现象，并量化层间干扰界限。评价装置所模拟的两个产层地层参数如附图2所示。
实验步骤：
(1)选择渗透率分别为0.80mD和0.08mD的岩心，烘干48小时后分别装入岩心夹持器9和夹持器10，关闭所有阀门，确保实验设备密封并调好实验数据采集系统，检查各测点数据记录是否正常；
(2)用ISCO-260D高压高精度柱塞泵分别给岩心夹持器9、岩心夹持器10加围压至51.5MPa和45.5MPa；
(3)打开储气罐1，用增压泵2为高压中间容器6和6-1分别增压至22.5和18.2MPa，依次打开高压气层和低压气层所有阀门，使整个系统充满氮气并保持压力22MPa左右；
(4)系统稳定之后，调节流量阀17，使初始总流量为600.98mL/min，模拟气藏衰竭开采，以高压层压力衰竭50％作为结束点；
(5)重复步骤1～3，分别改变流量为400.98、200.49mL/min，电脑实时采集压力、流量数据。
实验结果如附图3所示，记录不同配产条件下，气藏高低压双层合采时各产气层瞬时产气，以此评价气藏多层合采过程中可能存在的倒灌现象和层间干扰问题。
进一步的，所述一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，与现有技术相比本发明具有以下有益效果：(1)评价体系简捷有效；(2)经过多重评价，使结果更具说服性；(3)可推广性强。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，主要由储气系统、增压系统、高低压采气层和综合数据采集系统组成，N2储气罐(1)、增压泵(2)、三通阀入口阀(3)、三通阀(4)、三通阀出口阀(5.5-1)、高压中间容器(6.6-1)、中间容器出口阀(7.7-1)、进口端压力传感器(8.8-1)、岩心夹持器(9.9-1)、岩心夹持器压力表(10.10-1)、出口端压力传感器(11.11-1)、回压阀(12.12-1)、流量入口阀(13.13-1)、气体质量流量计(14.14-1)、ISCO-260D高压高精度柱塞泵(15)、六通阀(16)、流量阀(17)、双量程表调压阀(18)、流量显示仪(19)、计算机(20)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，其特征在于：N2储气罐(1)用钢制细孔φ3管线与增压泵(2)相连为气体增压，增压气体通过三通阀(4)分别为中间容器(6.6-1)充入气体，高压气层的增压气体经中间容器(6)通过出口阀(7)，依次经过进口压力传感器(8)、岩心夹持器(9)、出口压力传感器(11)、回压阀(12)、气体质量流量计(14)；低压气层的增压气体从中间容器(6-1)通过出口阀(7-1)，依次经过进口压力传感器(8-1)、岩心夹持器(9-1)、出口压力传感器(11-1)、回压阀(12-1)、气体质量流量计(14-1)；将气体质量流量计(14.14-1)出口气体经流量阀(17)并入合采层，连接到双量程表调压阀(18)，再经过流量显示仪(19)出口与大气相连放空；ISCO-260D高压高精度柱塞泵(15)接六通阀(16)为装有岩心的岩心夹持器(9.9-1)加压，电脑(20)与压力传感器(8.8-1.11.11-1)、气体质量流量计(14.14-1)和流量显示仪(18)相连采集压力、流量数据。
3.根据权利要求1所述的一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，其特征在于：岩心夹持器两端的高精度压力传感器具有极强的抗振和抗冲击性，实验过程可实时监测进出口压力。
4.根据权利要求1所述的一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，其特征在于：以回压阀模拟井口采气装置，控制不同的开启时机，模拟气藏初期合采及不同时机产层合采接替的生产方式。
5.根据权利要求1所述的一种模拟气藏高低压双层合采的实验装置，其特征在于：流量阀可对合产层流量进行配产，实现整个环境的模拟，便于进一步了解气井状态，双量程表调压阀主要是为保护流量显示仪，其CV值0.2，压力表量程：输入0～25MPa、输出0～2.5MPa。
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