一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置及方法，装置，包括模型管体，所述模型管体包括主管体，所述主管体为一贯通式管体，在主管体的左、右两端分别封堵有左管端密封盖、右管端密封盖，所述左管端密封盖内端面安装左筛网压制板，在左管端密封盖内端面和左筛网压制板之间分别安装有粗、细筛网，所述右管端密封盖内端面安装右筛网压制板，在右管端密封盖内端面和右筛网压制板之间也分别安装有粗、细筛网；所述主管体上开设模拟注采井孔或测压孔。本发明专利技术既能模拟实际油藏的边底水特点，又能模拟矿场人工气顶驱特征。

A special large diameter sand filling model device and method used in physical simulation experiment

The invention discloses a special physical simulation experiment for large diameter sand filling model device and method, device, including model of pipe body, the pipe body comprises a main body model, the main body is a through type tube in the left and right ends of the main pipe body respectively plugging left tube end sealing cover and the right tube end sealing cover, wherein the left tube end sealing cover is installed on the left end of the screen pressing plate, left in possession of coarse and fine mesh are respectively arranged between the end face sealing cover and the left screen pressing plate, the right tube end sealing cover end mounting right screen pressing plate, between the right tube end sealing cover inside the end and the right screen pressing plate are respectively provided with coarse and fine meshes; the main body is provided to simulate well hole or hole. The invention can not only simulate the edge and bottom water characteristics of the actual reservoir, but also can simulate the characteristics of the artificial gas top drive in the mine field.

【技术实现步骤摘要】
一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置及方法
本专利技术涉及填砂模型，具体地说是一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置及方法。
技术介绍
在油气田开发过程中，油藏物理模拟实验始终是石油科技人员认识和掌握油藏中油水渗流规律的重要手段，而如何提高室内实验和矿场实际的模拟相似程度一直是科研人员寻求突破的难题。处于安全和成本考虑，相关技术应用首先通过填砂模型进行实验得到所需数据，尤其是对于复杂的断块油藏，需要多种手段或技术相结合提高采收率，比如注采耦合、边水驱、气水双驱等等，对实验提出更高要求。在目前石油行业涉及的物理模拟实验中，常常采用填砂模型装置模拟地层岩心流动实验。比如，一种平板填砂模型渗流实验系统，专利申请号：CN201610311337.3；一种新型填砂装置，专利申请号：CN201620340410.5；一种可视化填砂模型管，专利申请号：CN201620032502.7；一种填砂模型管自动压实装置，专利申请号：CN201510913908.6；一种填砂模型管，专利申请号：CN201510726409.6。取得了一些成果，但仍存在一些问题：水驱实验方面，平板填砂模型一方面存在压实不够，“水窜”严重问题，另一方面耐压强度不高，也不能很好的模拟边底水，这都限制了对现场条件的模拟，实验方案调整面较窄；气驱实验方面，最主要的特点就是耐压要求高，具有一定的倾角，因此模型一般都是小尺寸的。国内外开展的此类物理模拟实验类型较为单一，人工完成填砂力量小，用力不均匀，压实效果差，要么不考虑承压问题，要么忽略模拟井位因素，要么选用模型太小，误差极大，难以提高实验与现场的相似程度反映驱油规律的认识，尤其针对当前现场实施的“气水双驱”难以模拟。有鉴于此，提出一种设计合理且有效改善上述问题，特别是适合于“气水双驱”的大直径填砂模型装置，结构简单，省时省力，实用性强。经过检索，没有发现跟本申请结构相同的公开文献。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置及方法，针对目前断块油藏复杂条件丰富手段开展模拟实验，模拟条件更接近于实际油藏，可调整模型倾角大小，既能模拟实际油藏的边底水特点，又能模拟矿场人工气顶驱特征。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，包括模型管体，所述模型管体包括主管体，所述主管体为一贯通式管体，在主管体的左、右两端分别封堵有左管端密封盖、右管端密封盖，所述左管端密封盖内端面安装左筛网压制板，在左管端密封盖内端面和左筛网压制板之间分别安装有粗、细筛网，所述右管端密封盖内端面安装右筛网压制板，在右管端密封盖内端面和右筛网压制板之间也分别安装有粗、细筛网；所述主管体上开设模拟注采井孔或测压孔。所述模拟注采井孔安装模拟注采井，所述测压孔安装测压装置。还包括模型制作底座，所述模型制作底座呈圆筒状，模型制作底座内部为容纳模型管体的中心腔。所述模型制作底座内部底面中心开设直径小于主管体内径的防变形孔。所述模型制作底座中心腔内壁与主管体外壁为间隙配合。所述模型制作底座外壁上设置有抓手。还包括模型制作压制工具，所述模型制作压制工具包括压实板，所述压实板为一圆形板，压实板的直径与主管体的内径相一致，压实板上表面设置提手。所述模型制作压制工具还包括加压支撑环，所述加压支撑环位于压实板上方，且两者外径相同。还包括模型固定架，所述模型固定架包括支架、主管体夹具，所述支架上端左、右两侧设置内齿圈，所述主管体夹具左、右两端连接转轴，转轴连接滚动齿轮，主动齿轮和内齿圈进行啮合。所述主管体夹具包括上半圆卡具和下半圆卡具，上半圆卡具和下半圆卡具用螺栓连接固定后卡住夹紧主管体。所述支架底部设置有滚轮。还包括模型倾角调节把手，所述模型倾角调节把手包括把手、转轴夹具，所述转轴夹具包括夹体和锁定螺栓，转轴被夹体夹在夹体中间，夹体上安装用来夹紧转轴的锁定螺栓，锁定螺栓的上端设置把手。所述夹体呈匚字形。为了达成上述另一目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置的使用方法，包括以下步骤：在主管体其中一端安装管端密封盖的步骤，在此步骤中管端密封盖内端面安装筛网压制板，在管端密封盖内端面和筛网压制板之间分别安装有粗、细筛网；将上一步的主管体竖直后放入模型制作底座中进行填砂的步骤，在此步骤中，一边填砂，一边采用模型制作压制工具夯实填砂；主管体在填砂完毕后安装另一端管端密封盖的步骤，在此步骤中管端密封盖内端面安装筛网压制板，在管端密封盖内端面和筛网压制板之间分别安装有粗、细筛网；将上一步的主管体安置到模型固定架上进行实验的步骤，在此步骤中，通过模型倾角调节把手、转轴夹具调整主管体的旋转角度，在此步骤中，还在模拟注采井孔安装模拟注采井，测压孔安装测压装置，模拟水驱、气驱在不同储层温度、压力、倾角条件下的驱油效果与流动规律，研究边底水、气顶驱提高石油采出程度的机理。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：该模型装置耐压强度高、容积大，内径表面经过磨砂处理，表面与填砂之间结合紧密，能防止窜流，能够模拟渗透率大于100mD的油藏环境，并可方便与室内物理模拟实验流程相连接。其中mD(毫达西)实际上就是渗透系数乘以含水层的厚度,它实际上只是一个一维流或平面二维流的指标。不需高温烧结，微细孔隙得到完整保留，可充分考虑模型中的粘土含量与性质，保持实际油藏岩石一致性。通过润湿性控制技术，可获得不同润湿类型的实验模型，亦可实现混合润湿状态。模型制作压制工具包括压实板和加压支撑环，压实时通过加压支撑环手提压实板反复夯实，加压支撑环有高度150mm和350mm两种，内径200mm，环壁厚20mm；如若对压实程度要求高，还可将该装置加至机械锻压机上加压压实。填砂模型压实程度更大，密度更高，特有的防砂方法降低了模型在驱替实验过程中的出砂概率。模型制作底座一是起到固定管体作用，二是底座中间留有直径为100mm的圆孔，用以保护管端盖出口闸门，防止受力变形。模型管体用螺栓固定在模型固定架上，模型固定架两侧装备滚动齿轮，模型可360°旋转，用模型倾角调节把手调整模型转轴可控制模型的倾斜角度大小。该大直径填砂模型装置能够用来模拟实际油藏地层条件下，注水井、注气井和采出井井位情况；边、底水来水方向与能量情况；实验条件下提高石油采收率情况；整个注采过程中压力变化情况。该装置结构简单，操作方便，省时省力，实用性强，同样适用于一般油藏注采过程的常规模拟。附图说明图1为本专利技术一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置的结构示意图；图2为模型制作底座示意图；图3为模型制作压制工具示意图；图4为模型固定架示意图；图5为模型倾角调节把手示意图。图中：1-主管体；2-左筛网压制板；3-左管端盖；4-模拟注采井或测压点；5-左筛网压制板；6-左管端盖；7、加压支撑环；8、压实板；11、半圆形钢板；12、倾角调节把手；13、转轴；14、滚动齿轮；15、支架。具体实施方式有关本专利技术的详细说明及
技术实现思路
，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。如图1至图5所示，一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，包括模型管体、模型制作底座、模型制作压制工具、模型固定架和模型倾角调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，包括模型管体，其特征在于，所述模型管体包括主管体，所述主管体为一贯通式管体，在主管体的左、右两端分别封堵有左管端密封盖、右管端密封盖，所述左管端密封盖内端面安装左筛网压制板，在左管端密封盖内端面和左筛网压制板之间分别安装有粗、细筛网，所述右管端密封盖内端面安装右筛网压制板，在右管端密封盖内端面和右筛网压制板之间也分别安装有粗、细筛网；所述主管体上开设模拟注采井孔或测压孔。

【技术特征摘要】
1.一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，包括模型管体，其特征在于，所述模型管体包括主管体，所述主管体为一贯通式管体，在主管体的左、右两端分别封堵有左管端密封盖、右管端密封盖，所述左管端密封盖内端面安装左筛网压制板，在左管端密封盖内端面和左筛网压制板之间分别安装有粗、细筛网，所述右管端密封盖内端面安装右筛网压制板，在右管端密封盖内端面和右筛网压制板之间也分别安装有粗、细筛网；所述主管体上开设模拟注采井孔或测压孔。2.根据权利要求1所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，所述模拟注采井孔安装模拟注采井，所述测压孔安装测压装置。3.根据权利要求1所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，还包括模型制作底座，所述模型制作底座呈圆筒状，模型制作底座内部为容纳模型管体的中心腔。4.根据权利要求3所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，所述模型制作底座内部底面中心开设直径小于主管体内径的防变形孔。5.根据权利要求3所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，所述模型制作底座中心腔内壁与主管体外壁为间隙配合。6.根据权利要求3所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，所述模型制作底座外壁上设置有抓手。7.根据权利要求1所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，还包括模型制作压制工具，所述模型制作压制工具包括压实板，所述压实板为一圆形板，压实板的直径与主管体的内径相一致，压实板上表面设置提手。8.根据权利要求7所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，所述模型制作压制工具还包括加压支撑环，所述加压支撑环位于压实板上方，且两者外径相同。9.根据权利要求1所述的一种物理模拟实验用的特制大直径填砂模型装置，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海博，杨勇，张红欣，王建，孙志刚，王瑞，于春磊，刘丽，孙宝泉，张民，马炳杰，陈亚宁，孟小海，王胜，王曦，张玉利，明玉坤，张亮，
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胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37