一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统的制作方法

1.本实用新型涉及石油天然气开采技术领域，尤其涉及一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统。


背景技术：

2.目前底水油藏储量较大，但采收率较低，准确研究底水油藏的绕流机制可以明确底水上升规律，为底水油藏进一步挖潜提供理论依据。与常规边水油藏不同，底水油藏通常发育多个韵律层，而每个韵律层间的低渗层可以明显地干扰底水上升的规律。生产过程中，水需要绕过挡水层进入生产井底。因此，明确多韵律层强底水油藏的多重隔板绕流机制是底水油藏开发设计的关键问题。
3.目前关于多韵律层强底水砂岩油藏多重隔板绕流机制的研究国内外学者都做了大量工作，推导了含有隔板的底水油藏产能公式，推测了隔层对生产影响。然而，多韵律层条件下，多重隔板对生产的影响是解析模型难以研究的，数值模拟过程也没有验证方案，理论研究难以直接获得储层的绕流特征。
4.申请号为cn201920699611.8的中所专利公开了一种底水油藏模拟开发实验装置，在箱体的内部设有底水层，底箱体的内部设有泥土层，箱体的底面固定连接有两个支架，箱体的上方放置有油井，通过抽水泵工作，通过输入端连接的抽油管将底水层内部的石油上升进入抽水泵，石油通过抽水泵的输出端进入第一连接管，第一连接管将石油输入油水分离器的输入端，通过油水分离器将石油内部的水通过排水管排入底水层，实现对水的处理，排入底水层，防止地表塌陷导致对环境的破坏。该实用新型仅模拟了底水油藏内部的环境，并未考虑到生产过程中挡水层的存在。
5.申请号为cn201621194521.6的中国专利公开了一种可视化底水油藏模拟开发实验装置，该实用新型设置水平井与底水的距离来优化出底水油藏的高效水平井避水模式，采用水平井的井网来进行开采，优化出适合于底水油藏的井网形式，设置人工隔板，研究不同形式的隔板形态对底水驱油藏开发效果的影响，也可以研究不同注入形式对隔板形态的影响，隔板的形态利用可视化装置进行全方位的观察，从而为底水油藏开发提供指导。但是并未考虑到实际底水油藏存在多个韵律层，而韵律层的存在会影响底水上升的规律，因此模拟效果与实际的差距较大。
6.目前，多韵律层强底水油藏的多重隔板绕流机制在理论方面，没有能够对多韵律层强底水油藏的多重隔板绕流过程进行物理模拟的系统与方法。
7.因此根据此种情况，需要设计一种针对多韵律层强底水砂岩油藏的多重隔板绕流模拟系统，从根本上解决以上存在问题。


技术实现要素：

8.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，针对多韵律层强底水砂岩油藏的流动过程，测试多韵律层强底水砂岩油藏
多重隔板绕流机制。
9.本实用新型所采用的技术方案是：
10.一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，包括隔板模拟装置、强底水模拟装置和油水两相测量装置；
11.所述隔板模拟装置包括填砂箱，所述填砂箱内部根据粒径大小铺设多层砂砾；所述填砂箱内部设置至少两块水平放置的隔板；所述填砂箱一侧壁面的底部和顶部分别开设进水口和进油口；所述填砂箱另一侧壁面底部和顶部分别开设第一出液口和第二处出液口；
12.所述强底水模拟装置包括恒压气瓶，所述恒压气瓶顶部与第一中间容器和第二中间容器联通；所述第一中间容器通过所述进水口与所述填砂箱相通，所述第二中间容器通过所述进油口与所述填砂箱相通；
13.所述油水两相测量装置包括密封的透明桶和量筒，所述透明桶设有第一进液口和第二进液口，所述第一进液口和第二进液口分别与所述第一出液口和第二处出液口连接相通；所述透明桶内设有延伸至桶底的排液管，该排液管的末端连接通入量筒。
14.优选地，所述第一中间容器设有出水管，该出水管通过所述进水口伸入所述填砂箱底部；所述出水管末端设有多个管道分支，所述管道分支上安装有单向阀。
15.优选地，所述出水管上设有第二针型阀。
16.优选地，所述第二中间容器和所述填砂箱的进油口之间设有第三针型阀。
17.优选地，所述第一进液口和第二进液口分别安装有第一防砂网和第二防砂网。
18.优选地，所述恒压气瓶与所述第一中间容器之间的连接管路上设置第一针型阀和第一压力计；所述恒压气瓶与第二中间容器之间的连接管路上设置第四针型阀和第二压力计。
19.优选地，所述排液管上依次设有恒速泵和液体流量计。
20.优选地，所述隔板为正方形的亚克力板。
21.优选地，所述恒压气瓶内部填充有氮气。
22.优选地，所述第一中间容器的容积为15l，承压为3.6mpa。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.本实用新型的模拟系统能针对多韵律层强底水砂岩油藏的流动过程，测试针对多韵律层强底水砂岩油藏的多重隔板绕流机制，通过隔板模拟装置和强底水模拟装置模拟多韵律层强底水砂岩油藏的流动过程，最终通过油水两相测量装置检测油-水流量，测试过程科学，测试结果准确，为多韵律层强底水砂岩油藏的有效开发创造了良好的条件。
附图说明
25.图1是本实用新型的多韵律层强底水砂岩油藏多重隔板绕流的模拟系统的结构示意图；
26.图2是本实施例中隔板的相对位置示意图；
27.图3是本实施例所测得的油-水流量曲线；
28.附图标记：
29.1-恒压气瓶、21-第一针型阀、22-第二针型阀、23-第三针型阀、24-第四针型阀、
31-第一压力计、32-第二压力计、41-第一中间容器、42-第二中间容器、5-单向阀、6-填砂箱、61-隔板、71-第一防砂网、72-第二防砂网、8-恒速泵、9-量筒、10-透明桶、11-液体流量计、12-第一进液口；13-第二进液口。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.如图1和图2所示，本实用新型提供的多韵律层强底水砂岩油藏多重隔板绕流的模拟系统，其结构包括隔板模拟装置、强底水模拟装置和油水两相测量装置。
33.其中，所述隔板模拟装置包括用于装填砂粒的可密封的填砂箱6。填砂箱6内铺置粒径不同的砂粒。粗砂和细砂的铺置，主要取决于模拟地层的韵律，正韵律地层先铺粗砂后铺细砂，反韵律地层先铺细砂后铺粗砂，多韵律层则按照韵律层由下到上顺序和韵律特点(正韵律或是反韵律)依次铺置。填砂箱6内设置至少两块水平放置的隔板61。填砂箱6一侧壁面的底部开设进水口，顶部开设进油口。填砂箱6另一相对的侧壁面底部和顶部分别开设第一出液口和第二出液口，所述第一出液口上设置有第一防砂网71，用来防止模拟煤层的细砂进入管道。所述第二出液口上设置第二防砂网72，用来防止模拟油藏的细砂进入管道。
34.所述强底水模拟装置包括恒压气瓶1、与恒压气瓶1连通的第一中间容器41和第二中间容器42。所述恒压气瓶1内盛装氮气。恒压气瓶1与第一中间容器41之间的连接管路上设置第一针型阀21和第一压力计31。恒压气瓶1为系统提供一定压力的气体，将恒压气瓶1中的气体通入第一中间容器41可以模拟吸附气量。
35.第一中间容器41内盛装水，第一中间容器41出水口连接出水管，出水管上设置有第二针型阀22。出水管经由填砂箱6的进水口延伸至填砂箱内底部，并且在进水管末端设有多个管道分支，所述管道分支上安装连接多个启动压差的单向阀5。单向阀5位于填砂箱6内底部且位于隔板61的下方。例如图1和图2所示，在本实施例中，单向阀5有六个，两两一对等间距分布在出水管末端。
36.恒压气瓶1与第二中间容器42之间的连接管路上设置第四针型阀24和第二压力计32。第二中间容器42内盛装原油，第二中间容器42的出油口与填砂箱6侧壁面顶部的进油口连接。第二中间容器42的出油口与填砂箱6的进油口之间设有第三针型阀23。
37.实施例中，所述第一中间容器41体积可以为15l，承压3.6mpa，通过第一针型阀21可以封闭第一中间容器41中的气体，通过第一压力计31可以测量第一中间容器41中的压力变化。
38.所述油水两相测量装置包括密封的透明桶10、恒速泵8、液体流量计11和量筒9。透明桶10的侧壁面底部和上部分别开设第一进液口12和第二进液口13，第一进液口12和第二进液口13分别与填砂箱6侧壁面的第一出液口和第二出液口对应连接。透明桶10内设有延伸至桶底的排液管，排液管上依次连接恒速泵8、液体流量计11、排液管末端连接量筒9。该
模拟系统中采用的连接管线均为耐压管线。
39.另一实施例中，所述隔板采用的是正方形的亚克力板，本实施例中使用的隔板61规格为300mm
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300mm。所有隔板在填砂箱内可以根据实验需要任意的水平放置，例如可以在填砂箱6内不同高度位置水平放置，也可以在同一高度放置多块隔板61。例如，三个隔板61可以按照如图2所示位置关系设置。
40.采用本实用新型的多韵律层强底水砂岩油藏的多重隔板绕流模拟系统进行测试的测试方法，包括四个过程：包括填砂与多韵律层模拟过程、强底水模拟过程、井筒排采过程、油-水两相测量过程。具体步骤如下：
41.步骤一、填砂与多韵律层模拟过程；
42.第一中间容器41中充满水，第二中间容器42中充满原油，关闭所有第一针型阀21、第二针型阀22、第三针型阀23和第四针型阀24，筛取细砂和粗砂，并预先将砂砾用蒸馏水润湿，按照细砂、粗砂、细砂的顺序(此处模拟双韵律层)填入填砂箱6内，并将隔板填入填砂箱6内。
43.步骤二、强底水与油藏充注模拟过程；
44.(1)打开第一针型阀21和第二针型阀22，通过恒压气瓶1中的压力将第一中间容器41中的水通入填砂箱6内，使得填砂箱6内饱和水，并且水相的压力使得密封透明桶10中的水不会溢出。
45.(2)关闭第一针型阀21和第二针型阀22，打开第三针型阀23和第四针型阀24，通过恒压气瓶1中的压力将第二中间容器42中的油通入填砂箱6内，使得油将填砂箱6中的水排出2/3，进入透明桶10之后再排出。
46.步骤三、井筒排采过程；
47.打开第一针型阀21和第二针型阀22，关闭第三针型阀23和第四针型阀24，通过恒速泵8缓慢抽出透明桶10中的液体(油-水)。
48.步骤四、油水两相测量过程，具体分为以下步骤：
49.(1)通过量筒9实时测量通过恒速泵8缓慢抽出的液体，
50.(2)通过液体流量计11测量液体流量。
51.(3)在重力分异稳定后，通过量筒9测试油和水的流量。
52.因此，本实用新型的模拟系统能针对多韵律层强底水砂岩油藏的流动过程，测试多韵律层强底水砂岩油藏多重隔板绕流机制，测试过程科学，测试结果准确，为多韵律层强底水砂岩油藏的有效开发创造了良好的条件。
53.以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：包括隔板模拟装置、强底水模拟装置和油水两相测量装置；所述隔板模拟装置包括填砂箱，所述填砂箱内部根据粒径大小铺设多层砂砾；所述填砂箱内部设置至少两块水平放置的隔板；所述填砂箱一侧壁面的底部和顶部分别开设进水口和进油口；所述填砂箱另一侧壁面底部和顶部分别开设第一出液口和第二处出液口；所述强底水模拟装置包括恒压气瓶，所述恒压气瓶顶部与第一中间容器和第二中间容器联通；所述恒压气瓶与所述第一中间容器之间、所述恒压气瓶与第二中间容器之间分别设有第一针型阀和第四针型阀；所述第一中间容器设有出水管，该出水管通过所述进水口伸入所述填砂箱底部；所述出水管上设有第二针型阀；所述第二中间容器和所述填砂箱的进油口之间设有第三针型阀且通过所述进油口相通；所述油水两相测量装置包括密封的透明桶和量筒，所述透明桶设有第一进液口和第二进液口，所述第一进液口和第二进液口分别与所述第一出液口和第二处出液口连接相通；所述透明桶内设有延伸至桶底的排液管，该排液管的末端连接通入量筒。2.根据权利要求1所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述出水管末端设有多个管道分支，所述管道分支上安装有单向阀。3.根据权利要求2所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述管道分支数量为双数，在出水管末端成对对称排布。4.根据权利要求1所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述第一进液口和第二进液口分别安装有第一防砂网和第二防砂网。5.根据权利要求1所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述恒压气瓶与所述第一中间容器之间的连接管路上还设有第一压力计；所述恒压气瓶与第二中间容器之间的连接管路上还设有第二压力计。6.根据权利要求1所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述排液管上依次设有恒速泵和液体流量计。7.根据权利要求1所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述隔板为正方形的亚克力板。8.根据权利要求1所述的一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，其特征在于：所述恒压气瓶内部填充有氮气。

技术总结
本实用新型公开了一种多韵律层强底水油藏的隔板绕流模拟系统，包括隔板模拟装置、强底水模拟装置和油水两相测量装置隔板模拟装置包括内部铺设多层砂砾的填砂箱，填砂箱内部设置至少两块水平放置的隔板，强底水模拟装置包括恒压气瓶，恒压气瓶顶部与第一中间容器和第二中间容器联通，第一中间容器和第二中间容器与填砂箱相通；油水两相测量装置包括密封的透明桶和量筒，透明桶设有第一进液口和第二进液口，第一进液口和第二进液口均与填砂箱连接相通，本实用新型模拟多韵律层强底水砂岩油藏的流动过程，最终通过油水两相测量装置检测油-水流量，测试过程科学，测试结果准确，为多韵律层强底水砂岩油藏的有效开发创造了良好的条件。的条件。的条件。


技术研发人员：刘学利 谭涛 郑小杰 郭忠良 刘丽娜 刘蕊 马新平 陈园园 高艳霞
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/5/25