專利名稱：一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油工業(yè)中的一種室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，特別是一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)油田勘探開(kāi)發(fā)的深入，越來(lái)越多復(fù)雜類型的油藏開(kāi)始投入開(kāi)發(fā)，而且隨著油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入高含水階段，多種提高采收率方法開(kāi)始應(yīng)用于油田，這些都導(dǎo)致了油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在地層中液體的流動(dòng)狀態(tài)越來(lái)越復(fù)雜。水平井在油田開(kāi)發(fā)尤其是復(fù)雜油藏的開(kāi)發(fā)中的作用越來(lái)越重要，生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的提前見(jiàn)水等現(xiàn)象不利于水平井的生產(chǎn)，降低水平井的效益，因此需要針對(duì)不同類型的油藏設(shè)計(jì)不同的水平井完井方式?，F(xiàn)有的理論模型和數(shù)值模擬通常都是對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行了簡(jiǎn)化，計(jì)算結(jié)果不太符合實(shí)際生產(chǎn)情況。為了研究各種液體在地層中的復(fù)雜流動(dòng)和不同完井方式對(duì)地層的適應(yīng)性，就需要進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)。物理模型應(yīng)該能夠較全面的模擬液體在地層中的滲流和液體在水平井筒中的管流流動(dòng)?，F(xiàn)在油藏模擬的發(fā)展方向是從定性到定量，從不可視到可視，從手工測(cè)量到計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集?，F(xiàn)階段的模擬大多只是針對(duì)液體在地層中的流動(dòng)，而簡(jiǎn)單的用普通的圓管來(lái)模擬井筒，沒(méi)有考慮不同完井方式對(duì)水平井流入動(dòng)態(tài)的影響，只能模擬單一類型的油藏和單一井網(wǎng)下的流動(dòng)過(guò)程。如周惠忠等在《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》自然科學(xué)版1994年第34卷第3期的74頁(yè)至81頁(yè)，公開(kāi)了一種《兩維油藏物理模擬裝置》，該模擬裝置由注采系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、差壓測(cè)量系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)組成。此模型的缺點(diǎn)在于對(duì)于注入井和產(chǎn)出井的設(shè)計(jì)上。此模型是把30cm長(zhǎng)的管看成水平井，通過(guò)在兩端設(shè)計(jì)8個(gè)孔來(lái)進(jìn)行注入和產(chǎn)出。此設(shè)計(jì)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)計(jì)井筒的尺寸，位置，這樣就不能測(cè)量液體在水平井筒中流動(dòng)時(shí)的壓降大小，而且也不能更換管柱，更不能模擬不同完井方式下對(duì)流入動(dòng)態(tài)的影響。此模型雖然可以讓轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，但是水平井軸線相對(duì)于水平面是平行的，而實(shí)際水平井相對(duì)于水平面總是有一個(gè)角度，因此該模擬裝置能夠模擬的情況不全面。對(duì)本發(fā)明中涉及的技術(shù)術(shù)語(yǔ)的解釋如下流入動(dòng)態(tài)井筒附近地層中液體流動(dòng)的速度和井筒內(nèi)壓力沿井筒的分布和隨時(shí)間的變換規(guī)律。水錐、脊進(jìn)水平井生產(chǎn)過(guò)程中，由于跟端與地層間差壓大，流速快而導(dǎo)致的油水界面突進(jìn)成錐形，使跟端提前見(jiàn)水的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的模擬裝置不能模擬帶有一定傾角的水平井或直井完井方式的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，該模擬裝置中的地層油藏模擬裝置自身能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還設(shè)置在能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的模型架上，所以能夠全面真實(shí)的模擬液體在水平井或直井完井方式下地層油藏中的流動(dòng)狀態(tài)，為復(fù)雜類型的油藏開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，所述水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置包括地層油藏模擬裝置，地層油藏模擬裝置含有依次層疊設(shè)置的上壓板、玻璃板和下壓板，玻璃板的四周邊緣與回字形邊框的內(nèi)側(cè)密封固定連接，下壓板和上壓板均與邊框密封固定連接，下壓板與玻璃板之間設(shè)有封閉空腔，上壓板設(shè)置有用于透過(guò)玻璃板觀察封閉空腔的多個(gè)觀察孔，封閉空腔內(nèi)設(shè)置有多個(gè)筒形的模擬井筒，模擬井筒的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)通孔，模擬井筒包括用于向封閉空腔內(nèi)注入液體的液體注入筒和用于將封閉空腔內(nèi)的液體排出的液體排出筒，液體注入筒與液體供應(yīng)裝置連通，液體排出筒與地層油藏模擬裝置的外部連通，下壓板設(shè)有多個(gè)用于測(cè)量封閉空腔內(nèi)液體的測(cè)量孔，地層油藏模擬裝置連接有液體測(cè)量裝置，地層油藏模擬裝置設(shè)置在模型架上，模型架含有弧形支架，支架的開(kāi)口朝上，支架的兩端分別固定連接有轉(zhuǎn)軸支撐座，地層油藏模擬裝置的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸支撐座連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與玻璃板所在的平面平行，支架的軸線與地面平行，支架的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線垂直，支架的下部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪的外周面與支架的外弧面相接觸，地層油藏模擬裝置能夠以轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪能夠帶動(dòng)支架以支架的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在封閉空腔內(nèi)，模擬井筒的軸線可以與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行，以此來(lái)模擬水平井，也可以與玻璃板所在的平面垂直，以此來(lái)模擬直井。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，地層油藏模擬裝置可轉(zhuǎn)到任何傾角，然后再鎖緊。驅(qū)動(dòng)輪為主動(dòng)輪支架從動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪能夠帶動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)和鎖緊，這樣就可模擬從垂直到水平的各種情況，又可背斜一定角度，大大擴(kuò)展了研究范圍。地層油藏模擬裝置的下部還設(shè)有有8個(gè)用于向封閉空腔內(nèi)注水的注水口，封閉空腔內(nèi)可以鋪設(shè)玻璃球，根據(jù)研究模擬的需要，模擬井筒內(nèi)還可以套接插管。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M需要，可以選擇多個(gè)模擬井筒中的一部分用來(lái)向封閉空腔內(nèi)注入液體，其他的模擬井筒用于向外排出液體，當(dāng)模擬井筒內(nèi)有插管時(shí)，還可以選擇從插管向外排出液體。模擬井筒的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線平行，并且模擬井筒的軸線與玻璃板所在的平面平行，兩個(gè)模擬井筒分別設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩側(cè)，模擬井筒包括套置在模擬井筒內(nèi)的插管，插管的側(cè)壁設(shè)置有通孔，插管與地層油藏模擬裝置的外部連通。模擬井筒的軸線與玻璃板所在的平面垂直，四個(gè)模擬井筒分別設(shè)置在矩形的封閉空腔的四個(gè)角。轉(zhuǎn)軸支撐座上設(shè)置有用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的手柄，支架的下方設(shè)置有底座，驅(qū)動(dòng)輪與底座固定連接，驅(qū)動(dòng)輪的軸線與支架的軸線平行。液體供應(yīng)裝置包括恒速恒壓泵和三個(gè)用于儲(chǔ)存液體的活塞容器，活塞容器的輸入端與恒速恒壓泵連通，活塞容器的輸出端與液體注入筒連通。還包括真空泵，真空泵通過(guò)真空緩沖容器與液體供應(yīng)裝置連通。液體測(cè)量裝置包括與測(cè)量孔連接的壓力場(chǎng)測(cè)量裝置，壓力場(chǎng)測(cè)量裝置包括壓力傳感器，液體測(cè)量裝置還包括與模擬井筒連接的壓差測(cè)量裝置，壓差測(cè)量裝置包括三個(gè)壓差傳感器。液體排出筒外依次連接有回壓閥、回壓表、回壓容器和回壓泵。液體排出筒外連接有油水計(jì)量裝置，油水計(jì)量裝置包括與液體排出筒連接的油水分離裝置，油水計(jì)量裝置還包括與油水分離裝置連接的重量測(cè)量裝置，重量測(cè)量裝置能夠測(cè)量油水分離裝置分離出的油和水的質(zhì)量。還包括能夠?qū)⒁后w測(cè)量裝置測(cè)量出的液體數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理的數(shù)據(jù)采集及處
理裝置。本發(fā)明的有益效果是該水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置可以直觀、精確的模擬液體在不同地層中的單相或多相復(fù)雜流動(dòng)和不同完井方式下流入動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，并且方便測(cè)量復(fù)雜流動(dòng)過(guò)程中壓力、含水率、流入剖面隨時(shí)間的變化規(guī)律。有助于后續(xù)的理論研究和數(shù)值模擬研究。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1是本發(fā)明所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置的測(cè)量原理示意圖。圖2是地層油藏模擬裝置在模型架上模擬水平井時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中A A方向地層油藏模擬裝置的剖視圖。圖4是地層油藏模擬裝置在模型架上模擬直井時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.地層油藏模擬裝置，11.下壓板，111.測(cè)量孔，112.壓實(shí)塊，113.密封圈，114.刻度指示裝置，12.上壓板，121.觀察孔，13.玻璃板，14.邊框，15.封閉空腔，16.模擬井筒，161.液體注入筒，162.液體排出筒，163.插管，164.注水口，2.液體供應(yīng)裝置，21.恒速恒壓泵，22.活塞容器，23.閥門，3.液體測(cè)量裝置，31.壓力場(chǎng)測(cè)量裝置，311.壓力傳感器，32.壓差傳感器，4.模型架，41.支架，42.轉(zhuǎn)軸支撐座，43.轉(zhuǎn)動(dòng)軸，44.手柄，45.驅(qū)動(dòng)輪，46.底座，5.真空泵，61.回壓閥，62.回壓表，63.回壓容器，64.回壓泵，7.油水計(jì)量裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，所述水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置包括地層油藏模擬裝置1，地層油藏模擬裝置I含有依次層疊設(shè)置的上壓板12、玻璃板13和下壓板11，玻璃板13的四周邊緣與回字形邊框14的內(nèi)側(cè)密封固定連接，下壓板11和上壓板12均與邊框14密封固定連接，下壓板11與玻璃板13之間設(shè)有封閉空腔15，上壓板12設(shè)置有用于透過(guò)玻璃板13觀察封閉空腔15的多個(gè)觀察孔121，封閉空腔15內(nèi)設(shè)置有多個(gè)筒形的模擬井筒16，模擬井筒16的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)通孔，模擬井筒16包括用于向封閉空腔15內(nèi)注入液體的液體注入筒161和用于將封閉空腔15內(nèi)的液體排出的液體排出筒162，液體注入筒161與液體供應(yīng)裝置2連通，液體排出筒162與地層油藏模擬裝置I的外部連通，下壓板11設(shè)有多個(gè)用于測(cè)量封閉空腔15內(nèi)液體的測(cè)量孔111，地層油藏模擬裝置I連接有液體測(cè)量裝置3，地層油藏模擬裝置I設(shè)置在模型架4上，模型架4含有弧形支架41，支架41的開(kāi)口朝上，支架41的兩端分別固定連接有轉(zhuǎn)軸支撐座42，地層油藏模擬裝置I的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸43與轉(zhuǎn)軸支撐座42連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸43的軸線與玻璃板13所在的平面平行，支架41的軸線與地面平行，支架41的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸43的軸線垂直，支架41的下部設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)支架41轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪45，驅(qū)動(dòng)輪45的外周面與支架41的外弧面相接觸，地層油藏模擬裝置I能夠以轉(zhuǎn)動(dòng)軸43的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪45能夠帶動(dòng)支架41以支架41的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。在封閉空腔15內(nèi)，模擬井筒16的軸線可以與轉(zhuǎn)動(dòng)軸43的軸線平行，以此來(lái)模擬水平井，也可以與玻璃板13所在的平面垂直，以此來(lái)模擬直井。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸43，地層油藏模擬裝置I可轉(zhuǎn)到任何傾角，然后再鎖緊。驅(qū)動(dòng)輪為主動(dòng)輪支架從動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪能夠帶動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)和鎖緊，這樣如圖2中所示的模擬裝置就可模擬從垂直到水平的各種情況，又可背斜一定角度，大大擴(kuò)展了研究范圍。地層油藏模擬裝置I的下部還設(shè)有有8個(gè)用于向封閉空腔內(nèi)注水的注水口 164，液體供應(yīng)裝置2能通過(guò)注水口 164向封閉空腔內(nèi)注入液體，封閉空腔內(nèi)可以鋪設(shè)玻璃球，根據(jù)研究模擬的需要，模擬井筒16內(nèi)還可以套接插管163。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M需要，可以選擇多個(gè)模擬井筒中一部分用來(lái)向封閉空腔內(nèi)注入液體，其他的模擬井筒用于向外排出液體，當(dāng)模擬井筒內(nèi)有插管時(shí)，還可以選擇從插管向外排出液體。當(dāng)模擬水平井時(shí)，如圖2所示，模擬井筒16的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸41的軸線平行，模擬井筒16的軸線也與玻璃板13所在的平面平行，兩個(gè)模擬井筒16分別設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸43的上下兩側(cè)，模擬井筒16包括套置在模擬井筒16內(nèi)的插管163，插管163的側(cè)壁設(shè)置有通孔，插管163與地層油藏模擬裝置I的外部連通。模擬井筒16通過(guò)多個(gè)不同的閥門23分別與液體供應(yīng)裝置2和油水計(jì)量裝置7連接，如可以根據(jù)需要選擇從注水口 164向封閉空腔15內(nèi)注入液體，或選擇圖2中上部的模擬井筒16左側(cè)的接頭用于注入液體，下部的模擬井筒內(nèi)的插管163用于排出液體。當(dāng)模擬直井時(shí)，如圖4所示，模擬井筒16的軸線與玻璃板13所在的平面垂直，四個(gè)模擬井筒16分別設(shè)置在矩形的封閉空腔15的四個(gè)角，用來(lái)模擬不同的布井方式?？梢愿鶕?jù)需要選擇從注水口 164向封閉空腔15內(nèi)注入液體，或選擇圖4中的任一一個(gè)或幾個(gè)模擬井筒16與液體供應(yīng)裝置2連通用于注入液體，用于注入液體的即為液體注入筒161，其他的模擬井筒16與回壓裝置和油水計(jì)量裝置7連通用于排出液體，用于排出液體的即為液體排出筒162。一般模擬裝置都是模擬平行于井筒軸線的地層的液體流動(dòng)狀態(tài)，而現(xiàn)在這樣設(shè)置則可以真實(shí)的模擬與井筒軸線垂直的地層的液體流動(dòng)狀態(tài)，為全面真實(shí)模擬地層油藏的流入動(dòng)態(tài)提供了一種新的手段。模擬井筒16分別設(shè)置在矩形的封閉空腔15的四個(gè)角，這樣可以讓四個(gè)模擬井筒16之間的距離最遠(yuǎn)，方便觀察。轉(zhuǎn)軸支撐座42上設(shè)置有用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸43的手柄44，支架41的下方設(shè)置有底座46，驅(qū)動(dòng)輪45與底座46固定連接，驅(qū)動(dòng)輪45的軸線與支架41的軸線平行，即驅(qū)動(dòng)輪45是弧形支架41的外接圓。驅(qū)動(dòng)輪45是支架41所在圓的外接圓，驅(qū)動(dòng)輪45轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)支架41繞支架41的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，用這樣方法模擬井筒傾斜簡(jiǎn)單方便。封閉空腔15內(nèi)還可以填充砂子，為保證砂子與下壓板11間能填實(shí)，下壓板11和上壓板12通過(guò)液壓螺釘與邊框連接固定實(shí)現(xiàn)對(duì)砂層的壓實(shí)，壓實(shí)深度帶刻度指示裝置114。下壓板11與封閉空腔15相接觸的一側(cè)設(shè)置有突出的壓實(shí)塊112，壓實(shí)塊112為立方體，壓實(shí)塊112的四周邊緣與回字形邊框的內(nèi)側(cè)邊緣相匹配，突起能夠像活塞一樣正好插入到邊框中，如圖3所示。同時(shí)矩形的封閉空腔15的拐角處設(shè)計(jì)成圓弧過(guò)渡，突起的邊緣與邊框之間設(shè)置有0形密封圈113，可減少邊界串流現(xiàn)象，另外封閉空腔15還進(jìn)行了脈沖打毛，也可有效改善邊界串流現(xiàn)象的發(fā)生。
液體供應(yīng)裝置2包括恒速恒壓泵21和三個(gè)用于儲(chǔ)存液體的活塞容器22，活塞容器22的輸入端與恒速恒壓泵21連通，活塞容器22的輸出端與液體注入筒161連通。恒速恒壓泵21具有壓力保護(hù)及位置上下限保護(hù)，具有抽吸、排液、預(yù)增壓功能，換向閥采用電磁控制氣動(dòng)閥，泵腔容積小，靜置時(shí)間短。該泵配置通訊口，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，也可人工操作。三個(gè)活塞容器22可以根據(jù)需要分別裝有水、油、水溶液。還包括真空泵5，真空泵5通過(guò)真空緩沖容器與液體供應(yīng)裝置2連通。真空泵5用于抽出液體供應(yīng)裝置2和地層油藏模擬裝置I中的氣體。液體測(cè)量裝置3包括與測(cè)量孔111連接的壓力場(chǎng)測(cè)量裝置31，壓力場(chǎng)測(cè)量裝置包括壓力傳感器311和數(shù)顯二次儀表，液體測(cè)量裝置3還包括與模擬井筒16連接的壓差測(cè)量裝置，壓差測(cè)量裝置包括三個(gè)壓差傳感器32和壓差數(shù)顯二次儀表。測(cè)量孔111共有16個(gè)，分4層，每層4個(gè)，如圖2所示，模擬井筒附近各4個(gè)，測(cè)量水平井筒近井地帶壓力情況；模擬地層中有8個(gè)測(cè)量孔111，用來(lái)測(cè)量地層中的不同驅(qū)替介質(zhì)下的壓力分布。16個(gè)壓力傳感器311分別對(duì)應(yīng)連接16個(gè)測(cè)量孔111。通過(guò)控制不同閥門23的開(kāi)啟和關(guān)閉壓差傳感器32可以測(cè)量地層油藏模擬裝置I及模擬井筒16不同位置的壓差，如圖1所示。液體排出筒162外依次連接有回壓閥61、回壓表62、回壓容器63和回壓泵64?；貕洪y61、回壓表62、回壓容器63和回壓泵64等組成了回壓裝置，回壓裝置主要用來(lái)維持地層油藏模擬裝置I排出液體時(shí)，排出部位的壓力穩(wěn)定。液體排出筒162外連接有油水計(jì)量裝置7，油水計(jì)量裝置7包括與液體排出筒162連接的油水分離裝置，油水計(jì)量裝置7還包括與油水分離裝置連接的重量測(cè)量裝置，重量測(cè)量裝置能夠測(cè)量油水分離裝置分離出的油和水的質(zhì)量。地層油藏模擬裝置I排出的液體由油水計(jì)量裝置7收集并分離，分離后的液體還可以再利用。還包括能夠?qū)⒁后w測(cè)量裝置3測(cè)量出的液體數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理的數(shù)據(jù)采集及處理裝置。數(shù)據(jù)采集及處理裝置包括計(jì)算機(jī)，打印機(jī)等外圍設(shè)備組成。數(shù)據(jù)采集及處理裝置能夠自動(dòng)控制該水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置的運(yùn)行，并自動(dòng)輸出數(shù)據(jù)結(jié)果。該水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置的運(yùn)行方式如下如圖1和圖2所示，液體供應(yīng)裝置2從地層油藏模擬裝置I上部的模擬井筒16向地層油藏模擬裝置I的封閉空腔15內(nèi)注入液體，如注水。然后液體從地層油藏模擬裝置I下部的模擬井筒16中流出并進(jìn)入油水計(jì)量裝置7，當(dāng)液體在封閉空腔15內(nèi)流動(dòng)時(shí)，液體測(cè)量裝置中的壓力傳感器311和壓差傳感器32能夠檢測(cè)地層油藏模擬裝置I中不同位置的壓力和壓差。該水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置具有如下功能1、該本物理模擬裝置是將“二維可視平面模型模擬試驗(yàn)”和“計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)”相結(jié)合，能夠用于研究水平井控水、堵水的效果。2、能在線檢測(cè)二維可視模型內(nèi)壓力場(chǎng)的分布情況。3、裝置模型設(shè)計(jì)有底水模擬填料，能觀察水平井開(kāi)采底水油藏時(shí)水脊脊進(jìn)過(guò)程，通過(guò)壓力和壓差的測(cè)量，研究水脊形成與發(fā)展機(jī)理、見(jiàn)水時(shí)間和采收率的變化規(guī)律4、裝置設(shè)計(jì)有直井和水平井筒，可進(jìn)行注入井和采出井的模擬。5、模擬井筒和插管的直徑可以改變，能模擬不同管徑的水平井射孔完井，并可進(jìn)行水平井的封隔器模擬。
6、裝置設(shè)置有測(cè)量孔111，并設(shè)計(jì)有引壓管，可通過(guò)測(cè)量壓力模擬壓力場(chǎng)的分布。7、與砂層接觸的孔進(jìn)行了防砂處理，保證實(shí)驗(yàn)效果的準(zhǔn)確。8、地層油藏模擬裝置I能實(shí)現(xiàn)前后180°翻轉(zhuǎn)，這樣既可模擬從垂直到水平的各種情況，充分考慮了重力對(duì)模擬試驗(yàn)的影響，大大擴(kuò)展了研究范圍，另外該模擬裝置可實(shí)現(xiàn)前后轉(zhuǎn)動(dòng)180°，便于安裝及檢查。9、該模擬裝置設(shè)計(jì)有底水注入系統(tǒng),可以從注水口 164注入底水，也可從底部的水平井注入，水平井注入時(shí)，底水機(jī)構(gòu)封閉。10、該模擬裝置為單面可視，可透過(guò)玻璃板觀察水平井開(kāi)采底水油藏時(shí)水脊脊進(jìn)過(guò)程。11、軟件在上述功能的支持下，可以實(shí)現(xiàn)完美的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，使操作人員隨時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和實(shí)驗(yàn)效果。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，不能以其限定發(fā)明實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。
權(quán)利要求
1.一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，所述水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置包括地層油藏模擬裝置(I)，地層油藏模擬裝置(I)含有依次層疊設(shè)置的上壓板(12)、玻璃板(13)和下壓板(11)，玻璃板(13)的四周邊緣與回字形邊框(14)的內(nèi)側(cè)密封固定連接，下壓板(11)和上壓板(12)均與邊框(14)密封固定連接，下壓板(11)與玻璃板(13)之間設(shè)有封閉空腔(15)，上壓板(12)設(shè)置有用于透過(guò)玻璃板(13)觀察封閉空腔(15)的多個(gè)觀察孔(121)，封閉空腔(15)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)筒形的模擬井筒(16)，模擬井筒(16)的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)通孔，模擬井筒(16)包括用于向封閉空腔(15)內(nèi)注入液體的液體注入筒(161)和用于將封閉空腔(15)內(nèi)的液體排出的液體排出筒(162)，液體注入筒(161)與液體供應(yīng)裝置(2)連通，液體排出筒(162)與地層油藏模擬裝置(I)的外部連通，下壓板(11)設(shè)有多個(gè)用于測(cè)量封閉空腔(15)內(nèi)液體的測(cè)量孔(111)，地層油藏模擬裝置(I)連接有液體測(cè)量裝置(3)，其特征在于地層油藏模擬裝置(I)設(shè)置在模型架(4)上，模型架⑷含有弧形支架(41)，支架(41)的開(kāi)口朝上，支架(41)的兩端分別固定連接有用于固定和支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)的轉(zhuǎn)軸支撐座(42)，地層油藏模擬裝置(I)的兩端分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)與轉(zhuǎn)軸支撐座(42)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)的軸線與玻璃板(13)所在的平面平行，支架(41)的軸線與地面平行，支架(41)的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)的軸線垂直，支架(41)的下部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)輪(45)，驅(qū)動(dòng)輪(45)的外周面與支架(41)的外弧面相接觸，地層油藏模擬裝置(1)能夠以轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪(45)能夠帶動(dòng)支架(41)以支架(41)的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于模擬井筒(16)的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(41)的軸線平行，并且模擬井筒(16)的軸線與玻璃板(13)所在的平面平行，兩個(gè)模擬井筒(16)分別設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)的兩側(cè)，模擬井筒(16)包括套置在模擬井筒(16)內(nèi)的插管(163)，插管(163)的側(cè)壁設(shè)置有通孔，插管(163)與地層油藏模擬裝置(I)的外部連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于模擬井筒(16)的軸線與玻璃板(13)所在的平面垂直，四個(gè)模擬井筒(16)分別設(shè)置在矩形的封閉空腔(15)的四個(gè)角周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于:轉(zhuǎn)軸支撐座(42)上設(shè)置有用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(43)的手柄(44)，支架(41)的下方設(shè)置有底座(46)，驅(qū)動(dòng)輪(45)與底座(46)固定連接，驅(qū)動(dòng)輪(45)的軸線與支架(41)的軸線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于液體供應(yīng)裝置(2)包括恒速恒壓泵(21)和三個(gè)用于儲(chǔ)存液體的活塞容器(22)，活塞容器(22)的輸入端與恒速恒壓泵(21)連通，活塞容器(22)的輸出端與液體注入筒(161)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于還包括真空泵(5)，真空泵(5)通過(guò)真空緩沖容器與液體供應(yīng)裝置(2)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于液體測(cè)量裝置(3)包括與測(cè)量孔(111)連接的壓力場(chǎng)測(cè)量裝置(31)，壓力場(chǎng)測(cè)量裝置包括壓力傳感器(311)，液體測(cè)量裝置(3)還包括與模擬井筒(16)連接的壓差測(cè)量裝置，壓差測(cè)量裝置包括三個(gè)壓差傳感器(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于液體排出筒(162)外依次連接有回壓閥(61)、回壓表(62)、回壓容器(63)和回壓泵(64)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于液體排出筒(162)外連接有油水計(jì)量裝置(7)，油水計(jì)量裝置(7)包括與液體排出筒(162)連接的油水分離裝置，油水計(jì)量裝置(7)還包括與油水分離裝置連接的重量測(cè)量裝置，重量測(cè)量裝置能夠測(cè)量油水分離裝置分離出的油和水的質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，其特征在于還包括能夠?qū)⒁后w測(cè)量裝置(3)測(cè)量出的液體數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理的數(shù)據(jù)采集及處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水平井與直井流入動(dòng)態(tài)二維可視模擬裝置，該模擬裝置中的地層油藏模擬裝置自身能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還設(shè)置在能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的模型架上，所以能夠全面真實(shí)的模擬液體在水平井或直井完井方式下地層油藏中的流動(dòng)狀態(tài)，從而可以直觀、精確的模擬液體在不同地層中的單相或多相復(fù)雜流動(dòng)和不同完井方式下流入動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，并且方便測(cè)量復(fù)雜流動(dòng)過(guò)程中壓力、含水率、流入剖面隨時(shí)間的變化規(guī)律。有助于后續(xù)的理論研究和數(shù)值模擬研究。
文檔編號(hào)E21B49/08GK103015985SQ20121056377
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者王小秋, 汪志明, 魏建光, 肖京男, 田志強(qiáng), 李江濤, 張權(quán) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)