一种模拟注水井注水的填砂管岩心及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟注水井注水的填砂管岩心及制作方法，该填砂管岩心包括填砂管主体，所述填砂管主体是由多根内径不同的管体通过可拆卸连接件连接组成，多根所述管体由首到尾按内径递增的顺序排列，所述填砂管主体内腔填充有均质砂或非均质砂，首、尾两根所述管体的外侧端分别连接有第一堵头和第二堵头，所述第一堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第一通孔，所述第二堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第二通孔。本发明专利技术结构设计简单，制作方法简便，可有效解决注入流体因变径产生的流速变化的影响、提高多孔介质真实性和端面砂的“缺失”问题，提高了实验质量和精度，为模拟真实的采油过程提供了有效实验方案，可有效提高采油率。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟注水井注水的填砂管岩心及制作方法
本专利技术涉及油藏物理模拟
，尤其涉及一种模拟注水井注入流体渗流方式、用于非均质或均质油藏化学驱和调驱等提高采收率研究和效果评价的模拟注水井注水的填砂管岩心及制作方法。
技术介绍
随着我国经济的迅速发展，石油资源的需求日益增长，而石油勘探开发的难度却越来越大。我国的主力油田如大庆、胜利油田等均已进入高、特高含水开发阶段，但仍有大量的原油留存于地层中，采收率较低。因此，如何进一步提高已开发油田的原油采收率日趋重要。在油田注水开发过程中，由于油藏平面和纵向的非均质性、油水粘度的差异以及注采井网的注采关系不平衡，产生注水井向生产井舌进和沿高渗层突进的问题，造成注入水的低效循环，而油藏中的低渗透带、同层的低渗透区未被波及，仍存在大量的剩余油。因此，提高注入流体波及体积是提高原油采收率的重要方法。其中注入聚合物驱油、注水井调驱等技术效果较好，得到了广泛应用，取得了较好的降水增油效果，已成为改善油田注水开发效果、实现老油田稳产的经济有效的手段。为了评价各种注水井注入流体的驱油或调剖性能，通常需要根据油藏的非均质条件构建非均质物理模型，传统的非均质人造岩心模型将不同渗透率的岩心压制在一起，制作工艺极其复杂，普通实验室条件无法制作，且成本较高。目前，常用的非均质物理模型是非均质平行双管模型，由于该模型制作简单、计量方便，在评价聚合物驱、凝胶、泡沫等调驱剂的封堵特性和分流特性方面发挥了非常重要的作用，但是，该模型是单向流动模型，注入的流体仅在模型的入口处发生分流，不能体现真实非均质油藏的层间绕流特征。申请号201420672830.4、名称为“一种单管填砂式非均质岩心物模实验装置”的专利，其公开了该装置通过在岩心管内部设置隔板，隔成用来分别放置不同渗透率岩心的隔间，从而模拟油藏的非均质性。该专利与非均质平行双管模型相比结构简单、使用方便，且简化了实验流程。但该装置中的隔板在岩心管中的位置不易控制，且隔板的存在相当于人为地限制了流体在不同渗透率岩心之间的流动，同样也不能充分体现真实非均质油藏的层间绕流特征。申请号201811538265.1、名称为“一种稠油蒸汽驱耐高温高压岩心制备方法”的专利申请文件，其公开了该制备方法包括：对石英砂进行筛选，获得所需目数的石英砂，选取一种或几种目数的石英砂，将目数不同的石英砂混合均匀；选取合适类型的铝酸盐水泥，铝酸盐水泥选择符合GB/T201-2015规定的CA60-I类型；称取铝酸盐水泥石英砂，将二者混合搅拌，制成混合物填料；将混合物填料装入填砂管，通过压实杆对填料进行压实，且保压一定时间；压实后的填砂管岩心晾干，再烘干，得到稠油蒸汽驱耐高温高压岩心。现有设计的砂管岩心分为三类，第一类是非胶结的填砂管岩心，即混配不同粒径的石英砂、河沙或油藏砂转入填砂管，压实而成；第二类是半胶结的填砂管岩心，即混合好的石英砂搅拌上粘接剂，通过压实获得的填砂管岩心，第三类是填砂管进行注入流体的评价，主要是介绍评价方式等。这些填砂管岩心都不同程度地解决了一定的问题。但仍存在以下问题：一是现有的填砂管岩心均为圆柱形，进入填砂管岩心的流体流速是相对稳定的，流速的差异是人为非均质设计的，圆柱形填砂管岩心中注入的流速相对稳定的流体难以模拟通过注水井套管射孔入油层的渗流方式，即注入流体的流速在高压作用下通过细小孔眼进入厚度较大的油层是由高到低的过程，进入油层多孔介质的各种流体都会受到孔隙的剪切，而这种剪切速度也是逐渐降低的，尚没有这类填砂管岩心；二是填砂管岩心的出口端都是用筛网阻挡填砂管岩心中的砂子，使其不在实验过程中注入压力作用下流出来，与实际的油层多孔介质不匹配；三是填砂管岩心注入端先是用不锈钢筛网垫在岩心密封端盖颗粒，然后再填入石英砂，用于防止石英砂堵塞注入流体进入岩心孔隙的通道，既没有考虑注入流体的分散性影响，也没有考虑注水井在注入颗粒一类调驱剂的注入性问题；四是填砂管岩心实验过程中会出现出口端的石英砂“缺少”的现象，这是由于干的岩心在饱和水后会有二次压实的现象出现，干砂子填充得再实，经过浸水后都会出现这种现象，结果是岩心渗透率和实验结果受到一定的影响；五是现有的填砂管均不能“可视化”，实验结束后观察流体在岩心中的波及与分布，尤其是注入化学剂或调剖剂一类的试验。因此，随着油藏开发难度加大，岩心物理模拟的实验难度也增大，急需适应油藏的新型填砂管岩心，通过实验获得相关准确参数，有效指导高含水和高采出程度的“双高”油田，进一步提高原油采收率，服务于国民经济建设。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模拟注水井注水的填砂管岩心及制作方法，该结构设计简单，制作方法简便，可有效解决注入流体因变径产生的流速变化的影响、提高多孔介质真实性和端面砂的“缺失”问题，提高了实验质量和精度，为模拟真实的采油过程提供了有效实验方案，可有效提高采油率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种模拟注水井注水的填砂管岩心，其中包括填砂管主体，所述填砂管主体是由多根内径不同的管体通过可拆卸连接件连接组成，多根所述管体由首到尾按内径递增的顺序排列，所述填砂管主体内腔填充有均质砂或非均质砂，首、尾两根所述管体的外侧端分别连接有第一堵头和第二堵头，所述第一堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第一通孔，所述第二堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第二通孔。优选地，所述第一通孔位于所述第一堵头的中部，所述第一通孔处安装有第一筛网，首根所述管体外侧部与圆锥形第二筛网的开口端连接，所述第二筛网的锥形封闭端朝向所述管体内部延伸，所述第二筛网内填充有粒径大于所述填砂管主体内腔填充的砂体的第一砂体。优选地，所述第二通孔位于所述第二堵头的中部，所述第二通孔处安装有第三筛网，尾部所述管体端部安装有过滤支撑垫，所述过滤支撑垫与所述第三筛网之间设置有弹性件，所述弹性件的两端弹性抵在所述过滤支撑垫与所述第三筛网上。优选地，所述过滤支撑垫采用砂芯。优选地，至少一根所述管体的中部设有测压孔，所述测压孔与压力测量装置连通。优选地，各所述管体内腔壁上位于所述测压孔处分别安装有第四筛网。优选地，各所述管体的内腔壁均为粗糙化设置。优选地，所述第一堵头与首根所述管体之间、相邻所述管体的连接部之间及所述第二堵头与尾部所述管体之间分别设置有密封圈。一种模拟注水井注水的填砂管岩心制作方法，其包括如下步骤：（1）制作多根内径依次递增的管体，并准备第一堵头和第二堵头，在第一堵头中部加工出第一通孔，在第一通孔上安装第一筛网，将圆锥形第二筛网装满符合渗透率要求的第一砂体后，通过开口端与内径最小的首根管体一端连接，所述第二筛网的锥形封闭端朝向管体内部延伸，再将首根管体的该端与第一堵头连接；（2）将符合首根管体渗透率要求的均质第二砂体加满首根管体，并振动压实；（3）将管体内径仅大于首根管体的第二根管体一端与首根管体通过可拆卸连接件连接，向第二根管体内腔加满第二砂体，并振动压实；（4）依步骤（3）方式，按管体内径递增的顺序依次安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于：包括填砂管主体，所述填砂管主体是由多根内径不同的管体通过可拆卸连接件连接组成，多根所述管体由首到尾按内径递增的顺序排列，所述填砂管主体内腔填充有均质砂或非均质砂，首、尾两根所述管体的外侧端分别连接有第一堵头和第二堵头，所述第一堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第一通孔，所述第二堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第二通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于：包括填砂管主体，所述填砂管主体是由多根内径不同的管体通过可拆卸连接件连接组成，多根所述管体由首到尾按内径递增的顺序排列，所述填砂管主体内腔填充有均质砂或非均质砂，首、尾两根所述管体的外侧端分别连接有第一堵头和第二堵头，所述第一堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第一通孔，所述第二堵头上设有与所述填砂管主体内腔相通的第二通孔。


2.根据权利要求1所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，所述第一通孔位于所述第一堵头的中部，所述第一通孔处安装有第一筛网，首根所述管体外侧部与圆锥形第二筛网的开口端连接，所述第二筛网的锥形封闭端朝向所述管体内部延伸，所述第二筛网内填充有粒径大于所述填砂管主体内腔填充的砂体的第一砂体。


3.根据权利要求1所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，所述第二通孔位于所述第二堵头的中部，所述第二通孔处安装有第三筛网，尾部所述管体端部安装有过滤支撑垫，所述过滤支撑垫与所述第三筛网之间设置有弹性件，所述弹性件的两端弹性抵在所述过滤支撑垫与所述第三筛网上。


4.根据权利要求3所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，所述过滤支撑垫采用砂芯。


5.根据权利要求1所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，至少一根所述管体的中部设有测压孔，所述测压孔与压力测量装置连通。


6.根据权利要求5所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，各所述管体内腔壁上位于所述测压孔处分别安装有第四筛网。


7.根据权利要求1所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，各所述管体的内腔壁均为粗糙化设置。


8.根据权利要求1所述的模拟注水井注水的填砂管岩心，其特征在于，所述第一堵头与首根所述管体之间、相邻所述管体的连接部之间及所述第二堵头与尾部所述管体之间分别设置有密封圈。

【专利技术属性】
技术研发人员：董致伟，苗钧逸，马东哲，
申请(专利权)人：北京拓普莱博油气田开发技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11