CN200949456Y - 化学驱物理模拟用长细砂管模型 - Google Patents

Abstract

一种用于油藏工程的化学驱物理模拟用长细砂管模型，包括长细砂管(2)、密封螺栓(3)、下盖板(4)、橡胶密封板(5)、上盖板(6)，上盖板(6)与下盖板(4)通过密封螺栓(3)连接，上盖板(6)与下盖板(4)之间安装了橡胶密封板(5)，在下盖板(4)内设有长细砂管(2)，能够研究化学剂在多孔介质中浓度变化和复杂物理化学现象的动态变化过程。从而能够系统研究化学驱油过程中化学剂在多孔介质的渗流过程包括扩散、弥散以及吸附、化学反应、离子交换等复杂的物理化学现象。这些现象的研究将为发展新的物理化学渗流理论和油田现场大规模应用三元复合驱提高采收率技术奠定理论和实验基础。

Description

化学驱物理模拟用长细砂管模型

技术领域：

本实用新型涉及油藏工程，具体地说，是一种化学驱物理模拟用长细砂管模型。

背景技术：

目前，我国各主力油田已先后进入开发后期，含水率迅速上升，含水率高达80％以上，现有的注水技术已难以满足油田的需要；因此，我国迫切需要发展新的石油开发技术，接替水驱油田的开采，大幅度提高老油田的采收率，以满足国民经济发展和国家石油安全的需求。三元复合驱油技术是一种新型提高采收率技术的，综合发挥了碱、聚合物和表面活性剂等化学剂的协同效应作用，可以大幅度提高石油采收率。

由于三元复合驱是一种新型提高采收率技术，在三元复合驱过程中将出现许多急需解决的问题，其中一个关键问题就是物理化学渗流理论问题，特别是复杂化学流体在多孔介质中的传质问题。在化学驱过程中，化学剂在多孔介质的渗流过程中除了扩散、弥散以外还存在吸附、化学反映、离子交换等复杂的物理化学作用时，将出现乳化、结垢、色普分离等新的物理化学现象及非牛顿渗流等渗流机理方面问题。这些问题需要在实验室内进行深入细致的基础理论研究，发展新的物理化学渗流理论、为油田现场应用奠定理论和实验基础。

化学驱过程是一个复杂的物理化学渗流过程，化学剂在多孔介质中的流动，有的物理量(如化学剂粘度μ、油水界面张力σ)在短时间内能达到平衡状态，因此可以用较小物理模型(如微观模型、一维模型、二维模型、三维模型)来模拟由于这些物理量的变化而引起的开采效果(驱替效率、波及系数、采收率等)变化。有的物理化学现象(如化学剂浓度、碱耗、结垢、吸附与滞留等)不能在短时间内达到平衡，而是随着时间和距离不断地变化，不能用小模型来物理模拟这些现象。因此需要建立大物理模型模拟这些复杂的物理化学现象，总结出物理化学现象的变化特征。

由于研究这些复杂物理化学现象(如碱耗、吸附等)需要时间较长，通常采用在烧杯里浸泡的静态方法，但是这种方法不能模拟化学剂在多孔介质中的流动过程。也有在一维岩心和一维细砂管里研究这些复杂物理化学现象，虽然一维岩心能够反映真实的油藏多孔介质，但缺点是尺度太小，最长才1m，因此不能够研究复杂的物理化学现象。随然一维细砂管能够研究这些复杂的物理化学现象，但是目前一维细砂管是采用不同直径的不锈钢管，长度可以较长、直钢管装填完油藏砂后，将直管弯曲成一盘圆管，放入烘箱，在油藏温度下模拟化学剂在油藏内的渗流过程。由于不能够一次加工成足够长的细砂管，目前加工长细砂管方法是：先将一节一节的短不锈钢管(长为2m至5m)装填油藏砂，然后将一节一节的短砂管用不锈钢接头接成长砂管(L＝10或更长)，再将直长砂管弯曲成一盘圆管，放进烘箱。这种长细砂管加工非常不方便，首先是装填砂过程不方便，需要找一个高的地方(如高楼楼顶))向钢管内倒砂，从钢管外面用锤子敲打，将石英砂打实；第二装填完砂后的不锈钢管弯曲很困难，弯曲后的盘管直径不能太小，导致加热烘箱的尺寸不能太小，否则细砂管放不进烘箱；第三由于填砂过程是用锤子一边敲打钢管，一边装砂，这种方法不能使石英砂压实模拟所需要的油藏渗透率，导致长细纱管的渗透率太大；第四这种方法制作的细砂管测样点少，一般是出口采样，细管中间不采样，不能研究化学剂浓度等参数沿着细砂管长度变化特征。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种化学驱物理模拟用长细砂管模型，它能够克服现有长细砂管模型制作技术的不足，做到模型较长、填砂均匀、操作方便、测量点多，能够研究化学剂在多孔介质中浓度变化和复杂物理化学现象的动态变化过程。从而能够系统研究化学驱油过程中化学剂在多孔介质的渗流过程如分子扩散、弥散以及吸附、化学反应、离子交换等复杂的物理化学现象。这些物理化学现象的研究将为发展新的物理化学渗流理论和油田现场大规模应用三元复合驱提高采收率技术奠定理论和实验基础。

本实用新型是这样实现的：包括长细砂管、密封螺栓、下盖板、橡胶密封板、上盖板，上盖板与下盖板的尺寸对应，上盖板6与下盖板4通过密封螺栓连接，上盖板与下盖板之间安装了橡胶密封板，在下盖板内设有长细砂管。

上盖板、下盖板的周边开有紧固螺栓孔。长细砂管环状分布在下盖板内，在长细砂管对应的位置上设有测压采样孔。

长细砂管的横截面为“凹”形。

本实用新型的有点在于：能够研究化学剂在多孔介质中浓度变化和复杂物理化学现象的动态变化过程。从而能够系统研究化学驱油过程中化学剂在多孔介质的渗流过程包括扩散、弥散以及吸附、化学反应、离子交换等复杂的物理化学现象。这些现象的研究将为发展新的物理化学渗流理论和油田现场大规模应用三元复合驱提高采收率技术奠定理论和实验基础。

附图说明：

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为长细砂管的结构示意图；

附图3为长细砂管哼界面的结构示意图。

具体实施方式：

如附图1所示，包括长细砂管2、密封螺栓3、下盖板4、橡胶密封板5、上盖板6，上盖板6与下盖板4的尺寸对应，上盖板6与下盖板4通过密封螺栓3连接，上盖板6与下盖板4之间安装了橡胶密封板5，在下盖板4内设有长细砂管2。

如附图2所示，上盖板6、下盖板4的周边开有紧固螺栓孔7。长细砂管2环状分布在下盖板4内，在长细砂管2对应的位置上设有测压采样孔1。

如附图3所示，长细砂管2的横截面为“凹”形。

(1)本实用新型设计和加工新长细砂管物理模型是参考“迷宫原理”，在一块不锈钢板上根据实验要求用高精度的数控铣床加工出具有一定长、宽、深的长细砂管2槽道，本模型可以是正方形、也可以是圆形(如附图2所示)。

(2)长细砂管物理模型的上盖板6与下盖板4是一样尺寸的不锈钢板，四周有紧固螺栓孔7，螺栓孔7的数量与尺寸是根据实验压力所确定的，上盖板6与下盖板4用密封螺栓3紧固在一起，在上盖板6与下盖板4之间安装了橡胶密封板5，这样就构成了长细砂管物理模型，如附图1所示。

(3)为了在不同时间、不同位置测量化学剂浓度变化，每隔间距ΔL设计一个测压采样孔1。通过这个测压采样孔1，即能够实时测量细管不同位置的压力变化，又能够在不同时间采样进行化学分析，测量模型不同位置的化学剂浓度变化，得到化学剂在不同距离和不同时间的动态变化特征。长细砂管物理模型的测压采样孔1位置如附图3所示。

(4)长细砂管物理模型装填砂过程是：打开上盖板6，直接在开有长细砂管2槽道的下盖板4上装砂，从上面填砂压实，装完砂后在下盖板4上面加密封条，再压上盖板6，四周用密封螺栓3紧固，最后抽真空饱和水或油，就可以进行长细砂管化学驱的物理模拟实验。

(5)实验完后，将物理模型上盖板6打开，在细管不同位置取砂样进行化学分析，得到实验后不同位置的化学剂浓度静态变化情况。

Claims (6)

1、化学驱物理模拟用长细砂管模型，包括长细砂管(2)、密封螺栓(3)、下盖板(4)、橡胶密封板(5)、上盖板(6)，其特征在于：上盖板(6)与下盖板(4)通过密封螺栓(3)连接，上盖板(6)与下盖板(4)之间安装了橡胶密封板(5)，在下盖板(4)内设有长细砂管(2)。

2、根据权利要求1所述的化学驱物理模拟用长细砂管模型，其特征在于：上盖板(6)与下盖板(4)的尺寸对应。

3、根据权利要求1所述的化学驱物理模拟用长细砂管模型，其特征在于：上盖板(6)、下盖板(4)的周边开有紧固螺栓孔(7)。

4、根据权利要求3所述的化学驱物理模拟用长细砂管模型，其特征在于：紧固螺栓孔(7)的个数≥1。

5、根据权利要求1所述的化学驱物理模拟用长细砂管模型，其特征在于：长细砂管(2)环状分布在下盖板(4)内，在长细砂管(2)对应的位置上设有测压采样孔(1)。

6、根据权利要求1所述的化学驱物理模拟用长细砂管模型，其特征在于：长细砂管(2)槽道的横截面为“凹”形。

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