CN206270129U - 一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，包括锲入式方形底板、环形侧板、模拟井口的螺纹转接口、模拟水平井管柱的导流管，所述模拟水平井管柱的导流管下端设有外螺纹，所述模拟井口的螺纹转接口内部具有内螺纹，所述模拟水平井管柱的导流管下端螺纹连接在模拟井口的螺纹转接口内，所述锲入式方形底板上设有圆形通孔，所述模拟井口的螺纹转接口安装在圆形通孔内，所述环形侧板为具有空腔的整体方框，所述锲入式方形底板锲入环形侧板内，所述模拟井口的螺纹转接口、模拟水平井管柱的导流管均位于环形侧板的空腔内。本实用新型优化了岩心模型类型，简化了大模型，促进了径向流在岩心中的渗流研究，扩宽了室内实验研究领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型。
背景技术
目前，人造岩心制作的样本多种多样，以一维岩心模型为主，二维平板模型为辅，兼配大型三维物理模型的岩心模拟设备。其中，一维岩心模拟是流体线性流，二维平板模型模拟的是平面径向流，大型三维物理模型很少用胶结岩心制造，一般都是采用石英砂填压而成。这些岩心模型在常规实验运用中被大量使用。
但是现阶段不少油藏都已进入到水驱生产开发后期，化学驱油剂对于改善水驱开发效果和提高原油采收率具有十分重要的作用。并且多数油田为了提高开发效率，为水平井的数量越来越多，油藏的驱替过程不在是点对点的直井生产，而是水平井，直井混搭的模式。常规的一维、二维岩心并不能较好的模拟出该类渗流形式，三维大模型的渗流特征的描述不同于前两者，但是存在2方面问题，1)在一定程度上依然不能模拟出水平井生产/注入的渗流特征；2)大模型制造困难。
为了具有针对性的研究化学驱提高采收率及其渗流特征描述，有必要研究一种贴近油藏渗流特征实际的岩心模型。
实用新型内容
为解决现有技术中的技术问题，本实用新型提供一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，该模型及其制造方法主要是为了室内实验研究水平井对化学驱渗流特征的影响，扩大模型尺寸模拟三维渗流，贴近矿场实际。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，包括锲入式方形底板、环形侧板、模拟井口的螺纹转接口、模拟水平井管柱的导流管，所述模拟水平井管柱的导流管下端设有外螺纹，所述模拟井口的螺纹转接口内部具有内螺纹，所述模拟水平井管柱的导流管下端螺纹连接在模拟井口的螺纹转接口内，所述锲入式方形底板上设有圆形通孔，所述模拟井口的螺纹转接口安装在圆形通孔内，所述环形侧板为具有空腔的整体方框，所述锲入式方形底板锲入环形侧板内，所述模拟井口的螺纹转接口、模拟水平井管柱的导流管均位于环形侧板的空腔内。
进一步的是，所述模拟水平井管柱的导流管包括竖直管、快速接头、造斜弯管、水平射孔管，所述造斜弯管两端分别通过快速接头与竖直管、水平射孔管连接，所述竖直管下端与模拟井口的螺纹转接口螺纹连接。
进一步的是，所述水平射孔管为过滤钢丝饼网中空管。
进一步的是，所述圆形通孔的个数为5个。
进一步的是，所述环形侧板的壁厚为4厘米。
一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型的制备方法，该方法包括以下步骤：
S10、根据需要渗透率/孔隙度选取对应目数的石英砂颗粒、胶结剂粉末和粘土矿物；
S20、模具组装，将锲入式方形底板锲入环形侧板内，放于压机施工平面上，并清理环形侧板空腔的内壁面，在锲入式方形底板上采用五点井网布局安装模拟井口的螺纹转接口，其余位置采用圆形封堵模块封堵，再在模拟井口的螺纹转接口上依次安装竖直管、造斜弯管、水平射孔管；
S30、匀砂：将一定粒径组成的石英砂、粘土矿物和聚酯树脂粉末按比例混合，搅拌均匀，装入步骤S20中安装好的模具内，用匀砂器变频率多次解除石英砂混合物的桥塞使混合物相互间形成紧密的点接触，再用刮平工具在模具内沿水平方向来回移动，直到砂子表面平整，最后用压块将砂压住；
S40、压实:将填装好的模具放置在预定的四柱液压机上，在压制压力50～58MPa条件下预压10分钟后，中途用木锤敲击模具两侧，再次持续压制保证压制压力稳定在50MPa左右，稳压15分钟后卸压；
S50、岩心成型：将带有压块的岩心模具整体放入恒温箱内，在变温、定时条件下烘烤，烘烤温度及时间100℃、240分钟→120℃、30分钟→210℃、10分钟；
S60、岩心脱模：将成型后的岩心模具置于四柱液压机固定位置上，支架岩心四侧环壁，采用压块推顶岩心正面，使岩心从模具中脱出，得到尺寸为178mm×178mm×300mm的水平井人造岩心(含有模具底板)，拆卸岩心底板；
S70、环氧树脂铸模：配比相应的环氧树脂、固化剂等浇铸材料，然后将岩心放入适应的浇铸模具，含有连接口的作为上端，倒入浇铸流体铸模；
S80、浇铸岩心脱模：待冷却24小时候，拆卸浇铸模具，岩心模型成型。
进一步的是，所述步骤S20中水平射孔管的采用PET膜单层包裹，避免胶结粉末胶结堵塞流道。
本实用新型的有益效果：本实用新型优化了岩心模型类型，简化了大模型，促进了径向流在岩心中的渗流研究，扩宽了室内实验研究领域。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中模拟水平井管柱的导流管的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中环形侧板和锲入式方形底板的结构示意图。
图中所示：100-锲入式方形底板，101-圆形通孔，200-环形侧板，300-模拟井口的螺纹转接口，400-模拟水平井管柱的导流管，401-竖直管，402-快速接头，403-造斜弯管,404-水平射孔管。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
如图1、2、3所示，本实用新型的一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，包括锲入式方形底板100、环形侧板200、模拟井口的螺纹转接口300、模拟水平井管柱的导流管400，所述模拟水平井管柱的导流管400下端设有外螺纹，所述模拟井口的螺纹转接口300内部具有内螺纹，所述模拟水平井管柱的导流管400下端螺纹连接在模拟井口的螺纹转接口300内，所述锲入式方形底板100上设有圆形通孔101，所述模拟井口的螺纹转接口300安装在圆形通孔101内，所述环形侧板200为具有空腔的整体方框，所述锲入式方形底板100锲入环形侧板200内，所述模拟井口的螺纹转接口300、模拟水平井管柱的导流管400均位于环形侧板200的空腔内。
上述装置中锲入式方形底板100的厚度为5厘米，178×300毫米的底板面积内采用五点井网布局掏空圆形孔，形成五个圆形通孔101，用于安装模拟井口的螺纹转接口300。所述环形侧板200为具有空腔的整体方框，内部掏空尺寸为高×宽×长为(50+178毫米)×178毫米×300毫米，这样的腔体具有整体性，并且该环形侧板200的壁厚为4厘米，因4里面的壁厚承压能力较强，不受压力影响出现板块与板块之间的裂缝形变问题。模拟井口的螺纹转接口300具有圆形外边，圆形外边与圆形通孔101无缝契合，模拟井口的螺纹转接口300内部再攻丝内螺纹连接模拟平井管柱的导流管400分为三段，模拟直井段的竖直段、具有一定倾角的造斜段水平井管柱的导流管400。
上述装置中的模拟水、模拟水平段射孔的水平散流段，因此，所述模拟水平井管柱的导流管400包括竖直管401、快速接头402、造斜弯管403、水平射孔管404，所述造斜弯管403两端分别通过快速接头402与竖直管401、水平射孔管404连接，所述竖直管401下端与模拟井口的螺纹转接口300螺纹连接，其中竖直管401为空心连接管，造斜弯管403由空心螺纹连接管弯曲不同角度构成，水平射孔管404为过滤钢丝饼网由电钻钻1毫米的中空管柱。
一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型的制备方法，该方法包括以下步骤：
S10、根据需要渗透率/孔隙度选取对应目数的石英砂颗粒、胶结剂粉末和粘土矿物；
S20、模具组装，将锲入式方形底板100锲入环形侧板200内，放于压机施工平面上，并清理环形侧板200空腔的内壁面，在锲入式方形底板100上采用五点井网布局安装模拟井口的螺纹转接口300，其余位置采用圆形封堵模块封堵，再在模拟井口的螺纹转接口300上依次安装竖直管401、造斜弯管403、水平射孔管404水平射孔管404采用PET膜单层包裹，避免胶结粉末胶结堵塞流道；
S30、匀砂：将一定粒径组成的石英砂、粘土矿物和聚酯树脂粉末按比例混合，搅拌均匀，装入步骤S20中安装好的模具内，用匀砂器变频率多次解除石英砂混合物的桥塞使混合物相互间形成紧密的点接触，再用刮平工具在模具内沿水平方向来回移动，直到砂子表面平整，最后用压块将砂压住；
S40、压实:将填装好的模具放置在预定的四柱液压机上，在压制压力50～58MPa条件下预压10分钟后，中途用木锤敲击模具两侧，再次持续压制保证压制压力稳定在50MPa左右，稳压15分钟后卸压；
S50、岩心成型：将带有压块的岩心模具整体放入恒温箱内，在变温、定时条件下烘烤，烘烤温度及时间100℃、240分钟→120℃、30分钟→210℃、10分钟，在整个烘烤过程中包裹住水平射孔管404的PET膜融化；
S60、岩心脱模：将成型后的岩心模具置于四柱液压机固定位置上，支架岩心四侧环壁，采用压块推顶岩心正面，使岩心从模具中脱出，得到尺寸为178mm×178mm×300mm的水平井人造岩心(含有模具底板)，拆卸岩心底板；
S70、环氧树脂铸模：配比相应的环氧树脂、固化剂等浇铸材料，然后将岩心放入适应的浇铸模具，含有连接口的作为上端，倒入浇铸流体铸模；
S80、浇铸岩心脱模：待冷却24小时候，拆卸浇铸模具，岩心模型成型。
完成上述步骤后得到尺寸为178mm×178mm×300mm的水平井人造岩心模型，这样优化了岩心模型类型，简化了大模型，促进了径向流在岩心中的渗流研究，扩宽了室内实验研究领域。
Claims (5)
1.一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，其特征在于，包括锲入式方形底板(100)、环形侧板(200)、模拟井口的螺纹转接口(300)、模拟水平井管柱的导流管(400)，所述模拟水平井管柱的导流管(400)下端设有外螺纹，所述模拟井口的螺纹转接口(300)内部具有内螺纹，所述模拟水平井管柱的导流管(400)下端螺纹连接在模拟井口的螺纹转接口(300)内，所述锲入式方形底板(100)上设有圆形通孔(101)，所述模拟井口的螺纹转接口(300)安装在圆形通孔(101)内，所述环形侧板(200)为具有空腔的整体方框，所述锲入式方形底板(100)锲入环形侧板(200)内，所述模拟井口的螺纹转接口(300)、模拟水平井管柱的导流管(400)均位于环形侧板(200)的空腔内。
2.根据权利要求1所述的一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，其特征在于，所述模拟水平井管柱的导流管(400)包括竖直管(401)、快速接头(402)、造斜弯管(403)、水平射孔管(404)，所述造斜弯管(403)两端分别通过快速接头(402)与竖直管(401)、水平射孔管(404)连接，所述竖直管(401)下端与模拟井口的螺纹转接口(300)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，其特征在于，所述水平射孔管(404)为过滤钢丝饼网中空管。
4.根据权利要求2所述的一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，其特征在于，所述圆形通孔(101)的个数为5个。
5.根据权利要求1所述的一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型，其特征在于，所述环形侧板(200)的壁厚为4厘米。
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| CN106404496A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-02-15 | 西南石油大学 | 一种水平井化学驱用物理模拟人造岩心模型及其制备方法 |
| CN111948109A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-11-17 | 重庆科技学院 | 一种模拟页岩气开采过程中“焖井”操作的实验方法 |
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