CN205577975U - 一种油田注水开发物理模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

一种油田注水开发物理模拟实验装置，它的设计主要依据油田的实际注水开发流程，由模拟注水部分，地质模型部分和计量监测部分构成，通过模拟注水部分向地质模型中注入甲基蓝水溶液，然后通过高清摄像头24小时录制观察地质模型中油水分布情况，用量筒采集各个阶段采出的液体体积，用压力表来测量注采压力变化情况；通过该装置方便实验室进行油田注水开发模拟实验以及为实际油田注水开发提供基础实验数据。

Description

一种油田注水开发物理模拟实验装置

技术领域

本实用新型属于油田开发领域，特别涉及一种用于油田注水开发的实验装置。

背景技术

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，一般进行注水开发。

由于地下构造和储层物性的不同，我们对于注水开发的具体方式和注采设备等一系列参数的设定需要进行详细的分析和研究；由于安全及成本因素，我们不能直接在开采的油田上进行试验，所以我们需要进行模拟实验来分析注水开发过程中地层的变化从而进一步研究得到所需的数据。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种油田注水开发物理模拟实验装置，它是通过以下技术方案实现的：

一种油田注水开发物理模拟实验装置，由模拟注水部分，地质模型部分和计量监测部分构成，所述注水模拟部分包括顺序连接的刻度桶、橡胶管、控制阀液体流量计，所述刻度桶里装有驱替液；地质模型系统包括金属箱、玻璃板、井口和金属管；所述金属箱内装有模拟地质体，金属箱前表面覆盖透明的玻璃板，所述井口处设有球形控制阀，井口一端与液体流量计连接，井口另一端与所述金属管连接，所述井口处还设置有压力表接口；金属管位于金属箱内，所述金属管在金属箱中的角度可以调整，分别模拟直井、斜井和水平井；计量监测部分量筒和压力表组成。

进一步的是，所述井口数量为9个，金属箱的左侧、右侧、上侧各3个。

进一步的是，所述金属管为割缝管。

进一步的是，所述玻璃板为有机玻璃。

进一步的是，所述玻璃板通过螺栓与金属箱边缘固定，玻璃板与金属箱之间夹有耐油橡胶。

本实用新型的有益效果在于：实验装置设计依据以真实的油田注水开发流程为基础，运用该实验装置进行油田注水开发模拟实验，通过高清摄像头全天24小时连续记录模拟地质体中的变化情况；让我们能够直观地观察到油水分布变化，同时用量筒来统计测量采出的流体体积，通过井口球形控制阀调节注入和采出的速率，用压力表来测量出各井口压力值；还可以改变金属管的安装井口和金属管在地质体中的安装角度分别模拟直井、斜井、水平井注采方式；同时金属管可采用割缝管来模拟射孔井段，从而得到各种注采方式的特点，设计出最优的注采方式；本实验装置结构简单，体积较小，可操作性强，非常适用于实验室内注水开发模拟实验。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的主视结构示意图；

图3为本实用新型的地质模型部分结构示意图。

图中所示：1-刻度桶，2-橡胶管,3-控制阀，4-液体流量计，5-金属框，6-玻璃板，7-螺栓，8-井口，9-金属管，10-压力表，11-量筒，12-模拟地质体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

如图1～图3所示，一种油田注水开发物理模拟实验装置，由模拟注水部分，地质模型部分和计量监测部分构成，所述注水模拟部分包括顺序连接的刻度桶1、橡胶管2、控制阀3、液体流量计4，所述刻度桶1里装有驱替液；地质模型部分包括金属箱5，玻璃板6，井口8，金属管9；金属箱5内装有模拟地质体12，金属箱5前表面覆盖透明的玻璃板6，所述井口8处设有球形控制阀，井口8一端与液体流量计4连接，井口8另一端与金属管9连接，井口8处还设置有压力表接口；金属管位于金属箱5内，所述金属管9在金属箱5中的角度可以调整，分别模拟直井、斜井和水平井；计量监测部分由量筒10和压力表11组成。

所述井口数量为9个，金属箱的左侧、右侧、上侧各3个，可以用来模拟不同的井位位置。

所述金属管为割缝管，可以用来模拟射孔井段。

所述玻璃板6通过螺栓7与金属箱5边缘固定，玻璃板6与金属箱5之间夹有耐油橡胶，以充分保证实验装置的封闭性。

实施例1

本次实验模拟直井注水-直井采油的注采方式，如图1所示，在金属箱5上端三个井口8中选择两个井口，本次选择金属箱5上端左边的井口8作为注水井口，金属箱5上端右边的井口作为采油井口；金属管9用来模拟井位，将两个金属管9分别连接在注水井口和采油井口下端；实验采用的模拟地质体12为曲流河点砂坝沉积体，模拟地质体12中含有黄色的大豆植物油，用来模拟原油，实验采用蓝色的甲基蓝水溶液来模拟驱替液。

按照顺序连接实验装置，将刻度桶1内装入甲基蓝水溶液，橡胶管2一端置于刻度桶1内；橡胶管2长度可调，最长为20m，用于输送刻度桶1内的甲基蓝水溶液到注水井口，将刻度桶1置于10m以上的高处，让溶液通过橡胶管2向下流动来实现注入，较高的水柱压力可为注水过程提供注入压力；通过调节刻度桶1到注水井口8的垂直高度位置来提供不同的压力大小。

将橡胶管2的另一端与控制阀3连接，控制阀3与液体流量计4一端连接，液体流量计4另一端与注水井口8连接；控制阀3用以控制流量的大小，液体流量计4用于测量流体流量的大小，通过控制阀3和液体流量计4的综合作用来设置单位时间内的液体注入量。

将采油井口8通过橡胶管2连接到量筒10内，量筒10用来采集计量各个阶段产出液体体积；采油井口8处连接压力表11；检测采油端的压力变化情况；

实验装置连接完毕后，同时打开注水井口8和采油井口8处的球形控制阀，确保注采同步，进行直井注水-直井采油模拟实验；实验中采用高清摄像头通过玻璃板6处对模拟地质体12进行拍摄，24小时连续记录水驱油全过程，摄像头与电脑连接，因为甲基蓝水溶液为蓝色，大豆油为黄色，实验人员可通过后期直接操作电脑来获取模拟地质体中油水变化情况。

实施例2

如图2所示，本次实验模拟直井注水-水平井采油的注采方式，本次实验选择金属箱5上端左边的井口8作为注水井口，金属箱5右端中间的井口作为采油井口；金属管9用来模拟井位，将两个金属管9分别与注水井口和采油井口连接；实验采用的模拟地质体12为曲流河点砂坝沉积体，模拟地质体12中含有黄色的大豆植物油，用来模拟原油，实验采用蓝色的甲基蓝水溶液来模拟驱替液。

按照顺序连接实验装置，将刻度桶1内装入甲基蓝水溶液，橡胶管2一端置于刻度桶1内；橡胶管2长度可调，最长为20m，用于输送刻度桶1内的甲基蓝水溶液到注水井口，将刻度桶1置于10m以上的高处，让溶液通过橡胶管2向下流动来实现注入，较高的水柱压力可为注水过程提供注入压力；通过调节刻度桶1到注水井口8的垂直高度位置来提供不同的压力大小。

将橡胶管2的另一端与控制阀3连接，控制阀3与液体流量计4一端连接，液体流量计4另一端与注水井口8连接；控制阀3用以控制流量的大小，液体流量计4用于测量流体流量的大小，通过控制阀3和液体流量计4的综合作用来设置单位时间内的液体注入量。

将采油井口8通过橡胶管2连接到量筒10内，量筒10用来采集计量各个阶段产出液体体积；采油井口8处连接压力表11；检测采油端的压力变化情况；

实验装置连接完毕后，同时打开注水井口8和采油井口8处的球形控制阀，确保注采同步，进行直井注水-水平井采油模拟实验；实验中采用高清摄像头通过玻璃板6处对模拟地质体12进行拍摄，24小时连续记录水驱油全过程，摄像头与电脑连接，实验人员可通过后期直接操作电脑来获取模拟地质体中油水变化情况。

除了实施例1和实施例2里的实施方式外，还可以根据模拟地质体的不同，选择井口8的任意组合方式作为注水井口和采油井口，金属管9的安装角度也可根据实验需要进行改变。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，本实用新型并不局限于上述方式，在不脱离本实用新型原理的前提下，还能进一步改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种油田注水开发物理模拟实验装置，其特征在于，由模拟注水部分，地质模型部分和计量监测部分构成，所述注水模拟部分包括顺序连接的刻度桶(1)、橡胶管(2)、控制阀(3)、液体流量计(4)、所述刻度桶(1)里装有驱替液；地质模型部分包括金属箱(5)、玻璃板(6)、井口(8)、金属管(9)；所述金属箱(5)内装有模拟地质体(12)，金属箱(5)表面覆盖透明的玻璃板(6)，所述井口(8)处设有球形控制阀，井口(8)一端与液体流量计(4)连接，井口(8)另一端与所述金属管(9)一端连接，所述井口(8)处还设置有压力表接口；金属管(9)位于金属箱(5)内，所述金属管(9)在金属箱(5)中的角度可以调整，分别模拟直井、斜井和水平井；计量监测部分由量筒(11)和压力表(10)组成。

2.如权利要求1所述的油田注水开发物理模拟实验装置，其特征在于，所述井口数量为9个，分别在金属箱(5)的左侧、右侧、上侧各3个。

3.如权利要求1所述的油田注水开发物理模拟实验装置，其特征在于，所述金属管(9)为割缝管。

4.如权利要求1所述的油田注水开发物理模拟实验装置，其特征在于，所述玻璃板(6)为有机玻璃。

5.如权利要求1所述的油田注水开发物理模拟实验装置，其特征在于，所述玻璃板(6)通过螺栓(7)与金属箱(5)边缘固定，玻璃板(6)与金属箱(5)之间夹有耐油橡胶。