CN203783551U - 用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，属于稠油热采开发领域。该实验岩样呈立方体状，包括油藏取芯，在油藏取芯外周设置有水泥砂浆包裹层，油藏取芯居于中心位置，在实验岩样顶面中心处向下设置有裸眼井筒；裸眼井筒内设置有加热管；裸眼井筒的井壁与加热管之间填有传热介质层。由不规则柱状的油藏取芯与其外周水泥砂浆包裹层形成立方体的方式，与现有技术中的实验岩样相比较，其更为真实的反映了实际油藏的岩石力学性质。

Description

用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样

技术领域

本实用新型属于稠油注蒸汽热采开发领域，具体涉及一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样。

背景技术

我国具有丰富的稠油资源，热力采油是当前稠油资源开发的重要方式，它通过将热能载体注入油藏来加热稠油，降低原油粘度，提高原油流动能力，从而提高原油产量和采收率。稠油热采过程中，高温热能注入引起储层内温度、压力大幅度增加，原油粘度降低；孔隙流体和岩层骨架受热发生非均匀膨胀，导致储层产生变形及破裂。研究稠油热采过程中储层破裂机理及裂缝扩展过程，对于真实描述稠油热采储层开发动态，优化参数工艺具有重要的指导意义。

目前研究高温条件下岩样物性参数及储层破裂的实验装置及方法主要以围压条件下，小尺寸岩样试件高温整体加热分析为主。研究石油工业中水力压裂的实验岩样大多采用的是人工浇注水泥砂浆试件，难以真实反映地下岩石力学性质。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，该实验岩样采用由内而外为真实稠油油藏取芯和水泥砂浆包裹层，其更为真实的反映了实际油藏的岩石力学性质。

本实用新型技术方案包括：

一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，所述实验岩样呈立方体状，包括柱状的油藏取芯，所述油藏取芯外周设置有水泥砂浆包裹层，所述油藏取芯居于中心位置，在油藏取芯的轴心上设置有裸眼井筒。

作为本实用新型的一个优选方案，上述裸眼井筒内设置有加热管。

作为本实用新型的另一个优选方案，上述油藏取芯为呈不规则柱状。

上述裸眼井筒的井壁与加热管之间填有传热介质层。

上述传热介质层为氯化钠。

本实用新型所带来的有益技术效果：

本实用新型提出了一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，由柱状的油藏取芯与其外周水泥砂浆包裹层形成立方体的方式，与现有技术中的实验岩样相比较，其更为真实的反映了实际油藏的岩石力学性质。

现有技术中的实验岩样都是全部进行加热，本实用新型在实验岩样的油藏取芯的轴心上设置裸眼井筒，裸眼井筒内放入加热管，并且在裸眼井筒井壁与加热管之间填有传热介质如氯化钠，通过加热管以及传热介质首先加热油藏取芯，进而通过油藏取芯将热量进一步向外传递，更贴近稠油热采的真实状态。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步清楚、完整的说明：

图1为本实用新型实验岩样的剖面图；

图2为本实用性新型实验岩样用于稠油热采储层破裂模拟实验的结构示意图；

图中，1、油藏取芯，2、水泥砂浆包裹层，3、裸眼井筒,4、加热管，5、传热介质层，6、真三轴应力加载装置，7、温度采集控制仪，8、声发射仪，9、声发射探头。

具体实施方式

本实用新型提出了一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，为了使本实用新型的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本实用新型做进一步清楚、完整的说明。

如图1所示，本实用新型，一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，该实验岩样呈立方体状，其包括油藏取芯1，油藏取芯1其形状为不规则柱状，油藏取芯1外周设置水泥砂浆包裹层2，油藏取芯1居于中心位置，在实验岩样顶面中心向下设置有裸眼井筒3；本实用新型优选实验岩样其外形尺寸为100mm×100mm×100mm，优选油藏取芯1为真实稠油油藏取芯，实验岩样顶面中心处开有一直径10mm、长90mm的竖向中心孔，用作模拟裸眼井筒3；稠油油藏取芯1外表形状不规则且尺寸较小，将其加工成实验要求的标准尺寸的立方体难度较大，因此，本实用新型采用稠油油藏取芯外部浇注水泥砂浆包裹层2去除稠油油藏取芯表面形状不规则的影响，使整个实验岩样外形尺寸满足实验要求。

上述裸眼井筒3内设置有加热管4。

上述裸眼井筒的井壁与加热管4之间填有传热介质层5，本实用新型优选传热介质5为氯化钠，通过传热介质5传递热量给实验岩样进行加热。

实验岩样的制作：实验岩样由真实稠油油藏取芯与水泥砂浆包裹层混合浇铸而成，其外形尺寸为100mm×100mm×100mm；实验岩样顶面中心开有一直径10mm、长90mm的竖向中心孔，用作模拟裸眼井筒，在混合浇铸过程中，真实油藏取芯置于实验岩样立方体中心位置，实验岩样表面平整度≤0.1mm/100mm，实验岩样在水泥养护箱内养护达到强度要求，采用金刚石钻头钻取裸眼井筒。

将本实用新型实验岩样用于稠油热采储层破裂的模拟实验装置中，下面对该模拟实验装置做详细说明：

一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验装置，包括真三轴应力加载装置6、温度采集控制仪7、声发射仪8、加热管及热电偶温度传感器，将本实用新型实验岩样安装在真三轴应力加载装置中的高压缸内，高压承压缸与现有技术高压承压缸的结构类似，包括顶盖、液压侧顶板、液压底顶板、刚性上垫板和刚性侧垫板；实验岩样固定安设在液压底顶板的中心处，实验岩样相对的两个侧面与液压侧顶板和刚性侧垫板相接触，其可以理解为实验岩样相对的两个侧面抵靠在液压侧顶板和刚性侧垫板上；

将上述声发射仪连接多个声发射探头9，所有声发射探头均衡地布置在水泥砂浆包裹层的外周上，将上述温度采集控制仪连接上述加热管及热电偶温度传感器，通过加热管进行对实验岩样井筒局部加热，通过传热介质将热量传输给实验岩样，通过设置于实验岩样井筒内壁热电偶温度传感器探头探测近井筒壁处温度，通过温度采集控制仪显示温度变化，并根据测试温度控制加热管电源开关，达到控制温度的作用；通过真三轴应力加载装置对实验岩样的外壁面在三个方向施加压力。

下面对上述模拟实验装置的使用方法作如下说明：

步骤1、将本实用新型制作好的实验岩样放入工业层析扫描成像装置中，采集该实验岩样的内部裂缝分布图，作为图像一；

步骤2、按照上述方式对模拟实验装置进行安装；

步骤3、启动真三轴应力加载装置，向实验岩样外侧空间的三个不同方向分别施加不同压力；

步骤4、通过上述加热管对实验岩样裸眼井筒进行加热，与此同时打开声发射仪，加热管通过温度采集控制仪进行控制，温度采集控制仪设定温度每升高50℃，则保温1小时，如此缓慢升高直至加热温度为350℃；声发射仪利用声发射探头采集、存储当前的信号，作为信号一；

步骤5、当裸眼井筒温度达到350℃，保温2小时后，停止加热，此时声发射仪通过声发射探头采集、存储当前的信号，作为信号二，直到采集到井筒温度恢复到室温，停止实验；

步骤6、取出实验岩样，放置于工业层析扫描成像仪中，采集实验岩样经过高温加载后的内部裂缝分布图，作为图像二；

步骤7、利用上述声波信号一、声波信号二、图像一与图像二，开展进一步的稠油热采储层破裂的研究分析。

Claims (5)

1.一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，其特征在于：所述实验岩样呈立方体状，包括油藏取芯，所述油藏取芯外周设置有水泥砂浆包裹层，所述油藏取芯居于中心位置，在所述实验岩样顶面中心处向下设置有裸眼井筒。

2.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，其特征在于：所述裸眼井筒内设置有加热管。

3.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，其特征在于：所述油藏取芯为真实油藏取芯，呈不规则柱状。

4.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，其特征在于：裸眼井筒的井壁与加热管之间填有传热介质层。

5.根据权利要求4所述的一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验岩样，其特征在于：所述传热介质层为氯化钠。