一种天然气藏多层合采物理模拟系统技术方案

技术编号:18887948 阅读:22 留言:0更新日期:2018-09-08 08:08
本发明专利技术涉及一种天然气藏多层合采物理模拟系统,包括注入系统、岩心夹持系统、围压系统、回压系统、压力采集系统、流量控制及采集系统和温控系统七个子系统,其中,注入系统包括高压气源、中间容器和高精度柱塞泵,岩心夹持系统包括三组长岩心夹持器,围压系统为三组柱塞泵,回压系统包括高精度回压阀和柱塞泵,压力采集系统包括压力传感器和计算机,流量控制及采集系统包括流量传感器、流量控制器和计算机,温控系统为恒温箱。本发明专利技术能够模拟储层真实条件下不同驱动类型天然气藏在不同开发方式的多层合采过程,用于研究天然气藏多层合采渗流规律及开发特征。

A physical simulation system for multi-layer commingled production of natural gas reservoirs

The invention relates to a multi-layer combined production physical simulation system for natural gas reservoirs, which comprises seven subsystems: injection system, core clamping system, confining pressure system, back pressure system, pressure acquisition system, flow control and acquisition system and temperature control system. The injection system includes high pressure gas source, intermediate container and high precision plunger pump. Core clamping system includes three groups of long core holders, confining pressure system is three groups of plunger pumps, back pressure system includes high precision back pressure valve and plunger pump, pressure acquisition system includes pressure sensor and computer, flow control and acquisition system includes flow sensor, flow controller and computer, temperature control system is thermostat. The invention can simulate the multi-layer combined production process of different driving types of natural gas reservoirs in different development modes under real reservoir conditions, and is used to study the seepage law and development characteristics of multi-layer combined production of natural gas reservoirs.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气藏多层合采物理模拟系统
本专利技术属于石油行业油气田开发模拟实验
,具体涉及一种天然气藏多层合采物理模拟系统。
技术介绍
室内物理模拟实验是研究油气藏储层渗流机理和渗流特征的主要手段,对于气藏,特别是低渗透、致密气藏,由于储层物性差,单层供气能力有限,采用直井单层开发往往无法实现经济有效开发。针对上述问题,现有技术往往通过直井多层合采或水平井单层开采的方式进行开发天然气藏,其中,由于直井多层合采的方式涉及到不同储层特征的层系共同开发问题,其渗流机理更为复杂。一直以来,普遍都通过物理模拟的手段模拟油气藏多层开发过程中的油气渗流机理,但该方面的物理模拟研究仍存在很大的缺陷。目前,相当一部分物理模拟研究采用人工岩心模型(包括填砂管模型、平板模型、玻璃刻蚀模型等)进行多层的研究,此类模型采用的孔隙介质和储层岩石虽然有一定相似性,但在孔喉分布特征、润湿性特征上和真实储层差异很大,同时此类模型难以承受高压,无法模拟储层真实压力状况,因此其研究结果和真实情况有较大误差。少部分研究采用了天然岩心,通过对岩心夹持器的并联模拟储层多层合采过程,此类岩心可以更真实地模拟储层实际情况且耐高压,但目前的实验方法和设备只能在岩心入口端施加较高压力,出口端仍在常压下放置或采用加装的调压阀,岩心系统无法模拟储层真实的高压情况,也不能满足模拟气藏不同开发方式(定压开采、定产量开采)的需要。此外,储层多层合采过程中,各个储层的驱动类型可能并不相同,而目前的物理模拟方法只能模拟各个储层衰竭开发的情况,无法模拟储层其他驱动方式(弹性水驱等)下的开发特征,例如一篇公布号为CN106640060A、名称为《天然气储层多层合采产能模拟实验方法》的中国专利提到的多层合采产能模拟实验装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种天然气藏多层合采物理模拟系统,用于解决现有技术只能模拟各个储层衰竭开发的情况,无法模拟储层在不同开发方式下的多层合采过程,模拟储层真实情况。为解决上述技术问题,本专利技术提出一种天然气藏多层合采物理模拟系统,包括以下解决方案:方案一,包括至少两个岩心夹持器,岩心夹持器的个数与待模拟天然气储层的层数相同;每个岩心夹持器的入气口连接有压力容气瓶,压力容气瓶的出气口设有第一阀门;每个岩心夹持器的筒体设置有围压施加装置,每个岩心夹持器的出气口通过分支管路连接到设有第二阀门的总管路;每个岩心夹持器的入气口通过中间容器连接所述压力容气瓶,中间容器的一个接口处设置有第三阀门,第三阀门分别连接岩心夹持器的入气口和压力容气瓶,中间容器的另一个接口处连接有第一柱塞泵。方案二,在方案一的基础上,所述分支管路上布置有第一流量检测装置,分支管路的端部与总管路连接。方案三,在方案二的基础上,所述第二阀门为回压阀,所述第二阀门连接有第二柱塞泵。方案四,在方案三的基础上,所述回压阀出气口侧的总管路上设置有第二流量检测装置和流量控制器。方案五,在方案一的基础上,每个岩心夹持器的筒体还设置有流体压力测量装置。方案六,在方案五的基础上,所述流体压力测量装置包括设定个数的压力传感器,各压力传感器布置在岩心夹持器筒体的不同位置上。方案七,在方案一的基础上,通过关闭第三阀门进行天然气藏多层合采物理模拟实验,模拟储层衰竭开发条件下的多层合采过程。方案八,在方案一的基础上,向中间容器内充入气体或水,利用第一柱塞泵推动中间容器内的驱替介质进入岩心夹持器内进行实验,模拟储层补充能量开发条件下的多层合采过程。方案九,在方案一的基础上,所述围压施加装置为第三柱塞泵。方案十,在方案九的基础上,所述第三柱塞泵以定压驱替方式向三组岩心夹持器提供围压,模拟多层合采不同储层的上覆地层压力情况。本专利技术的有益效果是:本专利技术不仅能通过关闭第三阀门进行多层合采物理模拟开采实验,模拟储层衰竭开发的情况,还能通过控制第一、第三阀门和第一柱塞泵,能够实现储层补充能量开发条件下的多层合采过程;即打开第一阀门和第三阀门,通过压力容器屏向中间容器内充入实验气体,随后关闭第一阀门,利用第一柱塞泵推动中间容器内的气体进入岩心夹持器内进行实验,模拟储层注气补充能量采气条件下的多层合采过程;或者通过向中间容器内充入地层水,关闭第一阀门,保持第三阀门打开,利用第一柱塞泵推动中间容器内的水进入岩心夹持器内进行实验,模拟储层注水补充能量采气条件下的多层合采过程。进一步,本专利技术还能通过第二阀门和第二柱塞泵向各岩心夹持器施加回压,使岩心夹持器内部流体保持在设定的压力,模拟天然气藏储层真实孔隙流体压力状况或废弃压力情况,模拟天然气藏多层定压开采过程,为气藏多层合采渗流机理和渗流特征的研究提供支撑。进一步,本专利技术通过第二阀门和第二柱塞泵向各岩心夹持器施加回压,控制压力至气藏废弃压力,模拟天然气藏多层定压开采过程;或采用总管路上设置的流量控制器控制总出口端气体流量,模拟天然气藏多层定产量开采过程。进一步,本专利技术通过检测布置在岩心夹持器筒体的不同位置上各压力传感器,采集物理模拟过程中整个系统不同位置、不同时间的流体压力数据。进一步,通过设置每个岩心夹持器筒体的第三柱塞泵,以定压驱替方式向三组岩心夹持器提供围压,模拟多层合采不同储层的上覆地层压力情况。进一步,通过设定恒温箱的温度,模拟天然气藏实际温度情况。附图说明图1是本专利技术的天然气藏多层合采物理模拟系统结构图;图2是另一种天然气藏多层合采物理模拟系统结构图;图3是本专利技术注入系统的结构图;图4是一种天然气藏多层合采物理模拟方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。实施例一:天然气藏多层合采物理模拟系统,包括N(N≥2)个岩心夹持器,N为待模拟天然气储层的层数。每个岩心夹持器的入气口连接有压力容气瓶,压力容气瓶的出气口设有第一阀门,每个岩心夹持器的筒体设置有围压施加装置和流体压力测量装置,每个岩心夹持器的出气口分别通过分支管路连接到设有第二阀门的总管路。另外,第二阀门为回压阀,并且,第二阀门连接有第二柱塞泵,分支管路上布置有第一流量检测装置(F1’、F2’、F3’),第一流量检测装置和流体压力测量装置均用于将测量到的数据上传至计算机,计算机分别采集连接流量检测装置和流体压力测量装置。为了满足模拟气藏不同驱动类型的需要,即不仅实现模拟储层衰竭开发的情况,也能实现模拟储层补充能量开发的情况,在每个岩心夹持器的入气口通过中间容器连接相应的压力容气瓶,中间容器的一个接口处设置有第三阀门,第三阀门分别连接岩心夹持器的入气口和压力容气瓶,中间容器的另一个接口处连接第一柱塞泵,能够实现两种条件下的多层合采过程如下:一种是通过关闭第三阀门进行多层合采物理模拟开采实验,模拟储层衰竭开发的情况;另一种是向中间容器内充入气体或水,关闭第一阀门,保持第三阀门打开,利用第一柱塞泵推动中间容器内的驱替介质进入岩心夹持器内进行实验,模拟储层补充能量开发条件下的多层合采过程。例如,如图1所示的模拟天然气储层的层数为三层的多层合采物理模拟系统。本专利技术还能通过第二阀门和第二柱塞泵向各岩心夹持器施加回压,使岩心夹持器内部流体保持在设定的压力,模拟天然气藏储层真实孔隙流体压力状况,模拟天然气藏多层定压开采过程,为气藏多层合采渗流机理和渗流特征的研究提供支撑。为了满足模拟气藏不同开采本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种天然气藏多层合采物理模拟系统,其特征在于,包括至少两个岩心夹持器,岩心夹持器的个数与待模拟天然气储层的层数相同;每个岩心夹持器的入气口连接有压力容气瓶,压力容气瓶的出气口设有第一阀门;每个岩心夹持器的筒体设置有围压施加装置,每个岩心夹持器的出气口通过分支管路连接到设有第二阀门的总管路;每个岩心夹持器的入气口通过中间容器连接所述压力容气瓶,中间容器的一个接口处设置有第三阀门,第三阀门分别连接岩心夹持器的入气口和压力容气瓶,中间容器的另一个接口处连接有第一柱塞泵。

【技术特征摘要】
1.一种天然气藏多层合采物理模拟系统,其特征在于,包括至少两个岩心夹持器,岩心夹持器的个数与待模拟天然气储层的层数相同;每个岩心夹持器的入气口连接有压力容气瓶,压力容气瓶的出气口设有第一阀门;每个岩心夹持器的筒体设置有围压施加装置,每个岩心夹持器的出气口通过分支管路连接到设有第二阀门的总管路;每个岩心夹持器的入气口通过中间容器连接所述压力容气瓶,中间容器的一个接口处设置有第三阀门,第三阀门分别连接岩心夹持器的入气口和压力容气瓶,中间容器的另一个接口处连接有第一柱塞泵。2.根据权利要求1所述的天然气藏多层合采物理模拟系统,其特征在于,所述分支管路上布置有第一流量检测装置,分支管路的端部与总管路连接。3.根据权利要求2所述的天然气藏多层合采物理模拟系统,其特征在于,所述第二阀门为回压阀,所述第二阀门连接有第二柱塞泵。4.根据权利要求3所述的天然气藏多层合采物理模拟系统,其特征在于,所述回压阀出气口侧的总管路上设置有第二流量检测装置和流量控制器。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁景辰曹桐生吴建彪郭辉路建欣郝廷杨帆赵世旭赵建军卢叶
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司华北油气分公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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