CN205743861U - 用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型及物理实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，包括上下贯通的筒体，筒体的上下端分别连接上下法兰；筒体的内部设置有模型主体，模型主体由至少两块人造岩心层上下堆叠放置组成；下法兰上表面通过支撑块支撑有底水层分布器，底水层分布器上表面放置下防砂网；模型主体的底部放置在下防砂网上；模型主体的顶部依次放置上防砂网和流体采出均布器；模型主体四周与筒体之间，流体采出均布器与上法兰之间及底水层分布器与下法兰之间均填充有环氧树脂灌胶层。本实用新型还提供了一种使用该岩心模型的物理实验装置，能将模拟的缝洞型油藏压力增加到25MPa，以便适合高压连续注二氧化碳室内实验，用来评价超临界二氧化碳提高采收率机理。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种模拟实际缝洞型油藏的装置，尤其涉及一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型及物理实验装置。
背景技术
碳酸盐岩油藏在世界油气资源中占有着十分重要的位置，据统计，世界上236个大型油气藏中有96个为碳酸盐岩油气藏，而且大部分碳酸盐岩油气藏储量规模大、产量高，其地质储量占世界原油地质储量的52％左右，其产量约占世界原油总产量的60％左右，并且碳酸盐岩油气藏中有30％以上为缝洞型油气藏。这类油藏的储层经历多次构造运动，受风化、剥蚀和淋滤作用影响较大，因此该类油藏储层连续性差，非均质性强，裂缝、溶洞、断层发育。储集空间以先期构造运动加之岩溶、变质和风化淋滤等地质作用形成的孔、洞、穴和裂缝等构造储集空间为主，其中大型洞穴是最主要的储集空间，裂缝既是有效的储集空间，也是主要的渗流通道。
碳酸盐岩缝洞型油藏在世界油气资源中占有十分重要的位置，这类油藏储量规模大，储层性质复杂，塔里木盆地的塔河油田为典型的碳酸盐岩缝洞油藏。塔河油田前期通过开展注水替油和单元注水，减缓了油藏产量递减，但是随着开发进程的深入，注水替油效果越来越差，单纯注水增油的开发方式已经难以维持塔河油田的产量需要。注气是缝洞油藏开发中后期经常采用的手段，塔河油田在现场开展了注气提高采收率试验，取得了不错的效果，为了扩大技术规模，亟待开展注气替油的理论机理研究和室内实验研究，现阶段模拟缝洞型油藏注气室内实验条件很难完全接近矿场情况，矿场油藏压力一般高于60MPa，油藏温度120℃左右；采用全直岩心柱制作的缝洞结构利用岩心夹持器压力虽然能达到50MPa左右，但是尺寸太小，无法模拟真实缝洞连通情况，而已有的大型三维物理模型虽然更接近于现场缝洞连通情况，但耐压程度只有3～5MPa，因此无法反应注气介质，尤其是CO2溶解降粘膨胀等提高采收率机理。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型及物理实验装置，以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型及物理实验装置，能将模拟的缝洞型油藏压力增加到25MPa，以便适合高压连续注二氧化碳室内实验，用来评价超临界二氧化碳提高采收率机理。
本实用新型的目的是这样实现的，一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，所述用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型包括上下贯通的筒体，所述筒体的上端和下端分别连接上法兰和下法兰；所述筒体的内部设置有模型主体，所述模型主体由至少两块人造岩心层上下堆叠放置组成；每块人造岩心层内设有多个模拟实际溶洞的刻画溶洞和多个模拟实际裂缝的刻画裂缝，所述刻画溶洞之间由所述刻画裂缝连接；且相邻上下两块人造岩心层之间的所述刻画溶洞或所述刻画裂缝相互连通；所述下法兰上表面通过支撑块支撑有底水层分布器，所述底水层分布器上表面放置下防砂网；所述模型主体的底部放置在所述下防砂网上；所述模型主体的顶部依次放置上防砂网和流体采出均布器；所述模型主体四周与所述筒体之间、所述流体采出均布器与所述上法兰之间及所述底水层分布器与所述下法兰之间均填充有环氧树脂灌胶层；所述上法兰上设有模拟生产井，所述下法兰上设有底水井，所述模拟生产井与所述底水井分别与所述刻画溶洞连通。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述筒体由水平对扣在一起的对称的两个部分组成，该两个部分之间在纵向的接缝处通过螺栓连接在一起。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述筒体为圆柱形套筒，所述两个部分分别为半圆柱体形。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述人造岩心层为圆柱状，由碳酸钙粉末或者石英砂压制而成。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述人造岩心层的直径为400mm，厚度为50mm；所述模型主体包括六块所述人造岩心层。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述底水层分布器的顶部和底部之间具有间隙，所述底水层分布器的顶部设有多个均匀分布的第一通孔；所述底水层分布器的底部由所述支撑块支撑。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述下防砂网与所述底水层分布器均为圆形；所述底水井为一段套管，所述底水井穿过所述下法兰的中央插入到所述底水层分布器，并与所述间隙连通。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上法兰均匀设有多个第二通孔；所述流体采出均布器上设有多个第三通孔；所述第二通孔的位置与所述第三通孔的位置上下对应；所述模拟生产井为一段套管，所述模拟生产井穿过相应的所述第二通孔和所述第三通孔，并插入到所述模型主体内与所述刻画溶洞或所述刻画裂缝连通；未设置所述模拟生产井的所述第二通孔和所述第三通孔上设有堵头。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上防砂网与所述流体采出均布器均为圆形，所述模拟生产井设有五个，五个所述模拟生产井插入到所述模型主体内的深度不同。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上防砂网和所述下防砂网为不锈钢防砂网；所述上法兰和所述下法兰上还设有吊装耳环。
本实用新型的目的还可以这样实现，一种用于模拟实际缝洞型油藏的物理实验装置，所述物理实验装置包括驱替系统，所述物理实验装置还包括以上所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型；所述驱替系统通过管线与所述用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型连接。
由上所述，本实用新型的岩心模型采用上下贯通的筒体将模型主体封闭在其中，并通过填充环氧树脂灌胶层进行密封，使该岩心模型及其物理实验装置能够模拟的缝洞型油藏压力增加到25MPa，以便适合高压连续注二氧化碳室内实验，用来评价超临界二氧化碳提高采收率机理。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1：为本实用新型三维物理实验装置的结构示意图。
图2：为本实用新型中其中一块人造岩心层的俯视结构图。
图3：为本实用新型中其中一块人造岩心层的立体结构图。
图4：为本实用新型中不同模拟生产井插入模型主体内的示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
参见图1，本实用新型提供了一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型及采用该岩心模型的物理实验装置，所述用于模拟实际缝洞型油藏的三维物理实验装置包括岩心模型60、驱替系统，驱替系统为现有实验装置，主要包括高压恒压恒流泵、高压气瓶、耐压气体流量计、原油活塞容器、地层水活塞容器、回压阀、六通阀等，这些仪器与岩心模型60通过耐压不锈钢管线连接。为了实现更高的实验压力，本实用新型主要改进之处在于所述岩心模型60，所述岩心模型60包括上下贯通的筒体12，所述筒体12的下端放置在下法兰19上并与所述下法兰19通过螺钉9连接；所述筒体12的上端设有上法兰4并与所述上法兰4通过螺钉9连接；形成一个套筒结构，上法兰4、下法兰19及筒体12围成一个封闭的空间。所述筒体12的内部设置有模型主体，所述模型主体由至少两块人造岩心层14上下堆叠放置组成；每块人造岩心层14内设有多个模拟实际溶洞的刻画溶洞141和多个模拟实际裂缝的刻画裂缝142，所述刻画溶洞141之间由所述刻画裂缝142连接；且相邻上下两块人造岩心层14之间的所述刻画溶洞141或所述刻画裂缝142相互连通；每块人造岩心层14根据实际的地层情况设计和制造，最大程度的真实再现地层的地质情况。所述下法兰19上表面通过支撑块17支撑有底水层分布器16，支撑块17可以采用木质材料，其作用是将底水层分布器16与下法兰19上表面之间形成一定距离，以便在两者之间填充环氧树脂灌胶层，支撑块17固化在环氧树脂灌胶层之中。所述底水层分布器16上表面放置下防砂网15；所述模型主体的底部放置在所述下防砂网15上；所述模型主体的顶部从下向上依次放置上防砂网7和流体采出均布器6。所述模型主体的四周与所述筒体12之间填充形成环向环氧树脂灌胶层13，所述流体采出均布器6与所述上法兰4之间填充形成上部环氧树脂灌胶层10，所述底水层分布器16与所述下法兰19之间均填充形成有下部环氧树脂灌胶层22。所述上法兰4上设有模拟生产井23，模拟生产井23的数量根据需要模拟的实际情况确定；所述下法兰19上设有底水井20，以模拟稳定的底水能量油藏。所述模拟生产井23与所述底水井20分别与所述刻画溶洞141连通。
上述三维物理实验装置中，岩心模型60采用上下贯通的筒体12将模型主体封闭其中，并充填环氧树脂灌胶层，从而使该岩心模型60能够承受25MPa的压力，适合高压连续注二氧化碳室内实验，用来评价超临界二氧化碳提高采收率机理。在25MPa压力的条件下模拟油水气吞吐流动过程，真实反映缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征，真实再现复杂缝洞结构下油水三维流动特征，得到真实地层条件下吞吐过程的客观性规律，对吞吐过程缝洞之间的开发动态进行客观评价。
进一步，所述筒体12由水平对扣在一起的对称的两个部分组成，该两个部分之间在纵向的接缝处11通过螺栓连接在一起。例如，所述筒体12为圆柱形套筒，所述两个部分分别为半圆柱体形，相应的，上法兰4和下法兰19也为圆盘形。
进一步，所述模型主体包括六块所述人造岩心层14；如图2和图3所示，每块所述人造岩心层14也为圆柱状，由碳酸钙粉末或者石英砂压制而成。六块人造岩心层14在轴向上堆叠放置，并粘结在一起。每块人造岩心层14的直径为400mm，厚度为50mm。流体采出均布器6、上防砂网7、模型主体、下防砂网15和底水层分布器16从上至下依次设置形成一个直径为400mm的圆柱体形。
进一步，所述底水层分布器16是一个圆盘形部件，所述底水层分布器16的顶部和底部之间具有间隙，所述底水层分布器16的顶部设有多个均匀分布的第一通孔；间隙可以通过这些第一通孔与模型主体内的刻画溶洞141和刻画裂缝142相通。所述底水层分布器16的底部由所述支撑块17支撑。所述下防砂网15与所述底水层分布器16均为圆形；所述底水井20为一段套管，所述底水井20穿过所述下法兰19的中央插入到所述底水层分布器16，即从底水层分布器16的底部插入并与所述间隙连通；所述底水井20另一端留在下法兰19的底部外面。从而，通过该底水井20可以向底水层分布器16内的间隙充入水，底水层分布器16顶部的第一通孔使间隙中的水均匀的流通到模型主体内的刻画溶洞141和刻画裂缝142内，以模拟稳定的底水能量油藏。
进一步，所述上法兰4均匀设有多个第二通孔1；所述流体采出均布器6上设有多个第三通孔2；所述第二通孔1的位置与所述第三通孔2的位置上下对应；所述模拟生产井23为一段套管，所述模拟生产井23穿过相应的所述第二通孔1和所述第三通孔2，并插入到所述模型主体内与所述刻画溶洞141或所述刻画裂缝142连通。其中未设置所述模拟生产井23的所述第二通孔1和所述第三通孔2上均设有堵头。所述上防砂网7与所述流体采出均布器6均为圆形，本实施例中所述模拟生产井23设有五个，五个所述模拟生产井23插入到所述模型主体内的深度不同。具体的，如图4所示，五口模拟生产井23代表不同完井深度，完井深度从深至浅，1号井231的底部位置位于第五层底部，2号井232的底部位置位于第四层底部，3号井233的底部位置位于第三层底部，4号井234的底部位置位于第二层底部，5号井235的底部位置位于第一层底部，各个井之间通过裂缝溶洞连通。安装模拟生产井23的过程为，按照设计的井位，在岩心模型60的所述上法兰4相应位置的第二通孔1嵌入管座，通过管座将直径为3mm的耐压铁管通过第三通孔2插入到模型主体内，铁管的插入端伸入模型主体的立体缝洞结构中，另一端留在模型外并装有二通阀，以模拟油井井筒。另外，根据实验过程的不同，铁管留在模型外的一端还可以作为测点接头3或采出接口5。
进一步，以上所说的岩心模型60中，所述上防砂网7和所述下防砂网15为不锈钢防砂网；所述上法兰4和所述下法兰19上还设有吊装耳环8；下法兰19的底部还安装有支撑螺钉18。
进一步，所述底水层分布器16也可以采用另一种实施方式，在该实施方式中，所述底水层分布器16为圆盘形，底水层分布器16上均匀设有多个第一通孔。在底水层分布器16的底部边缘形成有向下突出的环形凸台，紧贴底水层分布器16的下方设有圆形的底水下板21，底水层分布器16的环形凸台支撑在底水下板21上，从而底水层分布器16与底水下板21之间形成所述间隙。底水下板21的底部通过所述支撑块17支撑在所述下法兰19的上表面。所述底水井20穿过所述下法兰19的中央插入到所述底水层分布器16与底水下板21之间的间隙处，即从底水下板21插入并与所述间隙连通；所述底水井20另一端留在下法兰19的底部外面。从而，通过该底水井20可以向底水层分布器16与底水下板21之间的间隙充入水，底水层分布器16上的第一通孔使间隙中的水均匀的流通到模型主体内的刻画溶洞141和刻画裂缝142内，以模拟稳定的底水能量油藏。
由上所述，本实用新型的岩心模型采用上下贯通的筒体将模型主体封闭在其中，并通过填充环氧树脂灌胶层进行密封，使该岩心模型及其物理实验装置能够模拟的缝洞型油藏压力增加到25MPa，以便适合高压连续注二氧化碳室内实验，用来评价超临界二氧化碳提高采收率机理。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (11)
1.一种用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型包括上下贯通的筒体，所述筒体的上端和下端分别连接上法兰和下法兰；所述筒体的内部设置有模型主体，所述模型主体由至少两块人造岩心层上下堆叠放置组成；每块人造岩心层内设有多个模拟实际溶洞的刻画溶洞和多个模拟实际裂缝的刻画裂缝，所述刻画溶洞之间由所述刻画裂缝连接；且相邻上下两块人造岩心层之间的所述刻画溶洞或所述刻画裂缝相互连通；所述下法兰上表面通过支撑块支撑有底水层分布器，所述底水层分布器上表面放置下防砂网；所述模型主体的底部放置在所述下防砂网上；所述模型主体的顶部依次放置上防砂网和流体采出均布器；所述模型主体四周与所述筒体之间、所述流体采出均布器与所述上法兰之间及所述底水层分布器与所述下法兰之间均填充有环氧树脂灌胶层；所述上法兰上设有模拟生产井，所述下法兰上设有底水井，所述模拟生产井与所述底水井分别与所述刻画溶洞连通。
2.如权利要求1所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述筒体由水平对扣在一起的对称的两个部分组成，该两个部分之间在纵向的接缝处通过螺栓连接在一起。
3.如权利要求2所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述筒体为圆柱形套筒，所述两个部分分别为半圆柱体形。
4.如权利要求1所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述人造岩心层为圆柱状，由碳酸钙粉末或者石英砂压制而成。
5.如权利要求4所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述人造岩心层的直径为400mm，厚度为50mm；所述模型主体包括六块所述人造岩心层。
6.如权利要求1所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述底水层分布器的顶部和底部之间具有间隙，所述底水层分布器的顶部设有多个均匀分布的第一通孔；所述底水层分布器的底部由所述支撑块支撑。
7.如权利要求6所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述下防砂网与所述底水层分布器均为圆形；所述底水井为一段套管，所述底水井穿过所述下法兰的中央插入到所述底水层分布器，并与所述间隙连通。
8.如权利要求1所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述上法兰均匀设有多个第二通孔；所述流体采出均布器上设有多个第三通孔；所述第二通孔的位置与所述第三通孔的位置上下对应；所述模拟生产井为一段套管，所述模拟生产井穿过相应的所述第二通孔和所述第三通孔，并插入到所述模型主体内与所述刻画溶洞或所述刻画裂缝连通；未设置所述模拟生产井的所述第二通孔和所述第三通孔上设有堵头。
9.如权利要求8所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述上防砂网与所述流体采出均布器均为圆形，所述模拟生产井设有五个，五个所述模拟生产井插入到所述模型主体内的深度不同。
10.如权利要求1至9中任一项所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型，其特征在于，所述上防砂网和所述下防砂网为不锈钢防砂网；所述上法兰和所述下法兰上还设有吊装耳环。
11.一种用于模拟实际缝洞型油藏的物理实验装置，所述物理实验装置包括驱替系统，其特征在于，所述物理实验装置还包括权利要求1至10中任一项所述的用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型；所述驱替系统通过管线与所述用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型连接。
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| CN201620437380.XU Active CN205743861U (zh) | 2016-05-13 | 2016-05-13 | 用于模拟实际缝洞型油藏的岩心模型及物理实验装置 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108533211A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-09-14 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种复杂地层漏失通道模拟装置 |
| CN108593372A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-09-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种岩心保压模型装置 |
| CN109470615A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-15 | 刘鸿博 | 一种可视高温高压缝洞油藏岩心夹持器 |
| CN113433289A (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 模拟油藏中裂缝的方法及埋设其监测元件的装置及方法 |
| CN114427997A (zh) * | 2020-09-25 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 缝洞岩心模型的制作方法及模型、水驱油实验方法 |
-
2016
- 2016-05-13 CN CN201620437380.XU patent/CN205743861U/zh active Active
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| CN108533211B (zh) * | 2018-05-10 | 2023-08-18 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种复杂地层漏失通道模拟装置 |
| CN109470615A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-15 | 刘鸿博 | 一种可视高温高压缝洞油藏岩心夹持器 |
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