用于缝洞油藏室的模拟实验的设备制造技术

本发明专利技术提出了一种用于缝洞油藏室的模拟实验的设备，包括：液压环路，所述液压环路包括：用于油水混合物的第一支路，用于油的第二支路，用于水的第三支路，油水分离装置，实验段，泵组件，以及数据处理模块，其中，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路均在一端与所述油水分离装置相连，且均在另一端与所述实验段相连。该设备可很好地模拟油藏内油水的两相流动。

Equipment for simulating experiment of fracture cavity reservoir

The invention provides a method for simulation of fracture cave reservoir chamber device comprises a hydraulic loop, the hydraulic loop comprises: a first branch of oil-water mixture, for the second branch third branch for oil, water, oil and water separation device, the experimental section, pump components, and the data processing module, wherein and the first branch, the second branch and the Third branches are connected at one end and the oil-water separation device, and at the other end is connected with the test section. The device can well simulate the oil-water two-phase flow in the reservoir.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采领域，尤其涉及一种用于缝洞油藏室内模拟实验的设备。
技术介绍
缝洞型碳酸盐岩油藏不同于砂岩油藏，其油藏结构极为复杂。此类油藏的主要储集空间为次生裂缝与溶蚀孔洞，而碳酸盐岩基质基本不具有储渗能力。溶蚀孔洞的空间特征尺度变化范围大，形状极不规则，缝洞的空间分布具有很大的随机性，内部结构也极不均匀。已有研究表明，缝洞型碳酸盐岩油藏的流动特征与砂岩油藏有很大差异，其流动非常复杂，油藏内部既存在渗流，又存在N-S流。研究缝洞型碳酸盐岩油藏内油水两相流的流动机理，专利技术相关实验装置，推动相关实验的开展，有助于指导油田的高效开发。针对缝洞型碳酸盐岩油藏底水锥进，已经展开了一些实验研究。然而，现阶段所设计与搭建的实验台都不能很好地模拟油藏内油水的两相流动。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于缝洞油藏室内模拟实验的设备，包括：液压环路，所述液压环路包括：用于油水混合物的第一支路，用于油的第二支路，用于水的第三支路，油水分离装置，实验段，泵组件，以及数据处理模块其中，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路均在一端与所述油水分离装置相连，且均在另一端与所述实验段相连，在所述泵组件的作用下，所述第二支路中的油和所述第三支路中的水流入所述实验段中以进行缝洞油藏室的模拟实验，而后油水混合物从所述实验段排出到所述第一支路并经其到达所述油水分离装置以进行油水分离，分离后的油进入所述第二支路，分离后的水进入所述第三支路，所述数据处理模块用于采集和分析所述实验段中的流体数据。上述设备可很好地模拟油藏内油水的两相流动。优选地，所述实验段包括第一方腔，所述第一方腔在其长度方向的两个端面处均分别通过进油口和进水口与所述第二支路和所述第三支路连接，所述第一方腔在高度方向的端面上通过出液口与所述第一支路连接。优选地，所述第一方腔按照长度分为相等的三个分段，中间的分段在两侧通过法兰与两侧的分段连接，所述出液口位于中间的分段上。优选地，所述油水分离装置包括顶部无盖的第二方腔，所述第二方腔包括由隔板分隔开的第一区域和第二区域，所述隔板与所述第二方腔的底壁和侧壁密封接合，所述隔板的高度低于所述第二方腔的高度，所述第二方腔在第一区域的顶部与所述第一支路相连，在第一区域的底部与所述第三支路相连，在所述第二区域的底部与所述第二支路相连。优选地，在所述第一区域中设置有多层平行的波纹板，所述波纹板沿所述第二方腔的高度方向堆叠。优选地，所述波纹板的数量为20-30层。优选地，所述第一区域的底面尺寸为所述第二区域的底面尺寸的3-5倍。优选地，在所述第二支路中设置有油箱、与所述油箱相连的油泵以及孔板流量计。优选地，在所述第三支路中设置有水箱、与所述水箱相连的水泵以及电磁流量计。优选地，在所述第一支路中设置有质量流量计。溶洞内近井地带的油水流动特征对于油藏的开采设计具很大影响。根据油、水两相介质的流动特征，可以采取有效措施防止底水锥进，提高采收率。为了研究大尺度孤立溶洞内近井地带的油水流动特征，本申请设计和建立了研究近井地带油水两相流动特性的可视化实验设备，可研究水锥形成的机理及演变过程，分析不同流量下水锥高度、油层厚度的变化规律，可为溶洞油藏的合理开发提供一定的理论依据。根据本专利技术的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备，能够模拟缝洞型油藏大型溶洞内油水两相流动，可用于开展缝洞油藏流体流动机理及剩余油分布机理等的一系列实验，实现地下油藏室内可视化研究，同时测量了水锥高度、油层厚度、出口含水率等参数，为相关人员提供实验支撑，可更好地指导油田开发，提高油田产量。上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1示意性显示了根据本专利技术的一个实施例中的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备；图2示意性显示了根据本专利技术的一个实施例中的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备的实验段；图3示意性显示了根据本专利技术的一个实施例中的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备的油水分离装置；图4示意性显示了根据本专利技术的一个实施例中的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备的孔板流量计的孔板尺寸图；以及图5显示了利用根据本专利技术的一个实施例中的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备开展的实验中不同流量下的出口含水率的动态特性。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式图1示意性显示了根据本专利技术的一个实施例的用于缝洞油藏室的模拟实验的设备。本申请中，根据缝洞型油藏大型裂缝溶洞的分布特点，针对流体流动机理系列实验，提出了一种大尺度流体流动实验设备。实验设备包括油路系统、水路系统、实验观测系统、油水分离系统等部分。参照图1，油路系统主要包括油箱13、油泵15、控制阀、孔板流量计14、温度计以及相关管路；水路系统主要包括水箱16、水泵17、控制阀、电磁流量计18以及相关管路；实验观测系统主要包括实验段110、质量流量计19、摄像机以及电脑采集系统等；油水分离系统主要包括油水分离箱11，波纹板组205等。具体地，实验段110可由有机玻璃来构造，同时实验段110上可设置有多孔介质111。各种管路可由不锈钢来构造。在一个实施例中，油水分离箱11与水箱16、油箱13层叠放置，油水分离箱11在上层，水箱16和油箱13并排放在下层。这样设计，位于上层的油水分离箱11中分离开的水相和油相只需利用重力驱动就可以分别流回水箱16和油箱13。图2示意性显示了缝洞油藏室的实验段110。在图2中，d表示实验段的出口宽度，D表示实验段宽度，H表示实验段高度，L表示实验段长度。虚线30表示初始油水界面。上部为油10，下部为水20。其中l表示油层厚度，h表示水锥高度。实验段长度的设计的考虑因素主要有两个：第一，当设定油水混合入口条件时，混合液从实验段入口进入后到油水两相分离开所需要的时间；第二，实际缝洞的尺寸。根据数值计算的结果，为了能够充分展示底水锥进现象而又避开油水分离的区域，实验段单侧长度至少需要1500mm。在相比理论值留有一定余量的情况下，设计的实验设备的实验段单侧尺寸可以为1800mm，左右对称。实验段为二维实验段，理论上方腔越窄越好，但是由于流体的边界层作用，过于狭窄的腔体中两侧壁面上的边界层未完全发展就会互相重叠干扰，不能真实的反应油藏中的流动情况。因此，考虑到上述边界层的影响，方腔的厚度可以为130mm。数值计算的结果显示，起锥时油层的厚度一般在50mm-200mm之间的范围内，在此之前油水界面平稳上升。在设计实验段高度时充分考虑这一因素，同时考虑加工可行性，在此情况下，实验段高度可以为830mm。在一个实施例中，为了便于安装，将实验段加工成长度相等的三段，即每段1200mm长，两侧的实验段形状相同，与管路通过端面的盲板链接，盲板上下各开有一个直径50mm的孔与管路连接作为实验段的入口。中间的实验段两侧通过法兰与两侧的实验段连接，中间顶部位置开有矩形孔作为实验段的出口。石油工程中油井的直径一般为127mm，为了最大限度的反映实际的流动状况，故实验段的出口可设计成127mm×130mm的矩形出口。再次参照图1。重力式油水分离箱11由于其原理简单、易于本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于缝洞油藏室内模拟实验的设备，其特征在于，包括：液压环路，所述液压环路包括：用于油水混合物的第一支路，用于油的第二支路，用于水的第三支路，油水分离装置，实验段，泵组件，以及数据处理模块其中，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路均在一端与所述油水分离装置相连，且均在另一端与所述实验段相连，在所述泵组件的作用下，所述第二支路中的油和所述第三支路中的水流入所述实验段中以进行缝洞油藏室的模拟实验，而后油水混合物从所述实验段排出到所述第一支路并经其到达所述油水分离装置以进行油水分离，分离后的油进入所述第二支路，分离后的水进入所述第三支路，所述数据处理模块用于采集和分析所述实验段中的流体数据。

【技术特征摘要】
1.用于缝洞油藏室内模拟实验的设备，其特征在于，包括：液压环路，所述液压环路包括：用于油水混合物的第一支路，用于油的第二支路，用于水的第三支路，油水分离装置，实验段，泵组件，以及数据处理模块其中，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路均在一端与所述油水分离装置相连，且均在另一端与所述实验段相连，在所述泵组件的作用下，所述第二支路中的油和所述第三支路中的水流入所述实验段中以进行缝洞油藏室的模拟实验，而后油水混合物从所述实验段排出到所述第一支路并经其到达所述油水分离装置以进行油水分离，分离后的油进入所述第二支路，分离后的水进入所述第三支路，所述数据处理模块用于采集和分析所述实验段中的流体数据。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述实验段包括第一方腔，所述第一方腔在其长度方向的两个端面处均分别通过进油口和进水口与所述第二支路和所述第三支路连接，所述第一方腔在高度方向的端面上通过出液口与所述第一支路连接。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一方腔按照长度分为相等的三个分段，中间的分段在两侧通过法兰与两侧的分段连接，所述出液口...

【专利技术属性】
技术研发人员：康志江，张冬丽，张允，赵艳艳，吕铁，崔书岳，权莲顺，
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石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11