泡沫油三维模拟实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种泡沫油三维模拟实验装置及方法，该泡沫油三维模拟实验装置包括模型本体、注入系统和生产系统，模型本体的内部设有水平井筒，水平井筒上连接有多根分支井筒，分支井筒上开设有多个蚯蚓洞；注入系统包括注入泵和至少四个中间容器，中间容器的进口与注入泵相连通，中间容器的出口通过第一管路与模型本体的内部相连通；生产系统包括负压取样筒和气液分离器，负压取样筒包括筒体和设置于筒体内的取样活塞，取样活塞将筒体分隔形成工作腔和驱动腔，工作腔通过第一单向阀与水平井的一端相连通，气液分离器通过第二单向阀与工作腔相连通。本发明专利技术能够准确模拟油层内蚯蚓洞的产生以及油层流体从油层经蚯蚓洞流向井筒的流入动态。流入动态。流入动态。

Three dimensional simulation experimental device and method of foam oil

【技术实现步骤摘要】
泡沫油三维模拟实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及石油开采
，特别涉及一种泡沫油三维模拟实验装置及方法。

技术介绍

[0002]泡沫油现象是指稠油油藏中天然含有溶解气，在天然衰竭冷采过程中，随着油层压力的下降，溶解气并不立即脱离原油，而是以分散气泡的形态存在于原油中并与原油一起流动的现象。泡沫油油藏在开采过程中，脱气特征存在泡点压力和拟泡点压力，其中在泡点和拟泡点之间，溶解气分散在原油中形成泡沫油，提高了弹性驱动能量、原油的流动能力和天然衰竭冷采的生产时间与产量。
[0003]泡沫油油藏衰竭开采一段时间后，地层压力下降，地层逐渐脱气，原油粘度升高，生产气油比上升，油井产量递减，开发效果变差。此时，向地层中依次注入轻烃溶剂、气体和泡沫油促发体系(超耐油发泡剂+稳泡剂+水)，激励二次形成泡沫油，有效起到保持地层压力、延缓脱气和降低原油粘度等作用，从而提高产量和采收率，即所谓的二次泡沫油开采技术。
[0004]泡沫油的生产主要依赖于泡沫油现象，因此，在室内准确的模拟生产过程中的泡沫油现象，是准确揭示泡沫油开采特征，揭示不同类型油藏泡沫油潜力的关键。同时，如何准确的模拟向泡沫油油藏中注入气体和起泡介质产生二次泡沫油，是评价气体和起泡介质性能，优选气体和起泡介质类型的关键。
[0005]现有使用的模拟设备均无法模拟上覆地层压力对油层的压实作用和对含气泡沫油的影响，且只能模拟普通的油气藏生产过程，对于特殊类型的泡沫油油藏天然开发和二次泡沫油开发，常规的生产采用出口背压的方式进行，难以模拟泡沫油在生产过程中形成的蚯蚓洞，无法模拟生产井筒内的泡沫油流，也无法模拟生产过程中由于抽油机的抽吸作用对含气泡沫油流的相变作用，以及对井筒附近油藏的压力波动和压力波动对应的泡沫油现象。基于上述局限，在普通三维比例物模过程中，得到的泡沫油天然衰竭开采的产油量与压力特征与现场实际生产差别较大，无法用于泡沫油模拟。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的是提供一种能够模拟泡沫油在生产过程中形成的蚯蚓洞的泡沫油三维模拟实验装置。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供一种采用该泡沫油三维模拟实验装置的泡沫油三维模拟实验方法。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供了一种泡沫油三维模拟实验装置，其包括：
[0009]模型本体，其内部设有水平井筒，所述水平井筒上连接有多根分支井筒，所述分支井筒沿所述水平井筒的径向延伸，所述分支井筒上开设有多个蚯蚓洞；
[0010]注入系统，其包括注入泵和至少四个中间容器，所述中间容器的进口与所述注入泵相连通，所述中间容器的出口通过第一管路与所述模型本体的内部相连通；
[0011]生产系统，其包括负压取样筒和气液分离器，所述负压取样筒包括筒体和设置于所述筒体内的取样活塞，所述取样活塞将所述筒体分隔形成工作腔和驱动腔，所述工作腔通过第一单向阀与所述水平井的一端相连通，所述气液分离器通过第二单向阀与所述工作腔相连通。
[0012]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述模型本体包括箱体、上盖和保温套，所述箱体为上端敞开的壳体，所述上盖密封盖设于所述箱体的上端，所述保温套套设于所述箱体和所述上盖的外部，所述水平井筒和所述分支井筒设置于所述箱体内，所述上盖内连接有能模拟覆地层压力的施压机构。
[0013]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述施压机构包括能移动的连接于所述上盖的内部的盖体活塞，所述盖体活塞的上表面与所述上盖的内表面围合形成的施压腔，所述施压腔内的压力能推动所述盖体活塞移动。
[0014]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述施压机构还包括第一液压传动系统，所述第一液压传动系统通过驱动管道与所述施压腔相连通，所述第一液压传动系统能调节所述施压腔内的压力。
[0015]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述泡沫油三维模拟实验装置还包括控制器，所述控制器与所述第一液压传动系统电连接，所述控制器能控制所述第一液压传动系统的动作。
[0016]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述生产系统还包括第二液压传动系统，所述第二液压传动系统通过轴承与所述取样活塞相接，所述第二液压传动系统能驱动所述取样活塞在所述筒体内往复移动，所述控制器与所述第二液压传动系统电连接，所述控制器能控制所述第二液压传动系统的动作。
[0017]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述箱体的内底面均布有多个测压点，所述箱体的外底面设有多个与各所述测压点一一对应连接的压力传感器，各所述压力传感器与所述控制器电连接。
[0018]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述测压点的高度为所述箱体的厚度的1/2。
[0019]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，相邻两所述测压点之间的距离为3cm～6cm。
[0020]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述注入系统还包括气瓶，所述气瓶通过第二管路与所述第一管路相连通，所述第二管路上连接有气体质量流量控制器。
[0021]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述气液分离器的气体出口连接有湿式气体流量计。
[0022]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，邻近所述水平井筒的所述蚯蚓洞为第一蚯蚓洞，其余各所述蚯蚓洞为第二蚯蚓洞，所述第一蚯蚓洞至所述水平井筒的距离为所述水平井筒的直径的0.1～0.2倍。
[0023]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，各所述第二蚯蚓洞至所述水平井筒的距离的计算公式为：
[0024]R
n/
R
n
‑1＝R
n+1
/R
n
，
[0025]其中，R为蚯蚓洞的半径，单位：cm。
[0026]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述分支井筒的长度为所述模型本体的沿垂直于所述水平井筒方向的长度的1/4～1/3。
[0027]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述水平井筒与所述模型本体的内底面之间的距离为5mm～10mm。
[0028]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述水平井筒的直径为6mm～10mm，所述分支井筒的直径为1mm～3mm。
[0029]如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述水平井筒上连接有14～20根所述分支井筒，各所述分支井筒均布于所述水平井筒的两侧。
[0030]本专利技术还提供了一种泡沫油三维模拟实验方法，其采用上述的泡沫油三维模拟实验装置，该泡沫油三维模拟实验方法包括：
[0031]向箱体内填充砂粒；
[0032]根据预设的覆地层压力，向施压腔增压，使盖体活塞移动挤压所述箱体内的砂粒；
[0033]对模型本体进行抽真空处理；
[0034]向所述模型本体内等压注入复配的油层油样并老化48小时；
[0035]通过负压取样筒进行往复抽吸生产，并间隔预设时间对气液分离器产出流体进行称重；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述泡沫油三维模拟实验装置包括：模型本体，其内部设有水平井筒，所述水平井筒上连接有多根分支井筒，所述分支井筒沿所述水平井筒的径向延伸，所述分支井筒上开设有多个蚯蚓洞；注入系统，其包括注入泵和至少四个中间容器，所述中间容器的进口与所述注入泵相连通，所述中间容器的出口通过第一管路与所述模型本体的内部相连通；生产系统，其包括负压取样筒和气液分离器，所述负压取样筒包括筒体和设置于所述筒体内的取样活塞，所述取样活塞将所述筒体分隔形成工作腔和驱动腔，所述工作腔通过第一单向阀与所述水平井的一端相连通，所述气液分离器通过第二单向阀与所述工作腔相连通。2.根据权利要求1所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述模型本体包括箱体、上盖和保温套，所述箱体为上端敞开的壳体，所述上盖密封盖设于所述箱体的上端，所述保温套套设于所述箱体和所述上盖的外部，所述水平井筒和所述分支井筒设置于所述箱体内，所述上盖内连接有能模拟覆地层压力的施压机构。3.根据权利要求2所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述施压机构包括能移动的连接于所述上盖的内部的盖体活塞，所述盖体活塞的上表面与所述上盖的内表面围合形成的施压腔，所述施压腔内的压力能推动所述盖体活塞移动。4.根据权利要求3所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述施压机构还包括第一液压传动系统，所述第一液压传动系统通过驱动管道与所述施压腔相连通，所述第一液压传动系统能调节所述施压腔内的压力。5.根据权利要求4所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述泡沫油三维模拟实验装置还包括控制器，所述控制器与所述第一液压传动系统电连接，所述控制器能控制所述第一液压传动系统的动作。6.根据权利要求5所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述生产系统还包括第二液压传动系统，所述第二液压传动系统通过轴承与所述取样活塞相接，所述第二液压传动系统能驱动所述取样活塞在所述筒体内往复移动，所述控制器与所述第二液压传动系统电连接，所述控制器能控制所述第二液压传动系统的动作。7.根据权利要求5所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述箱体的内底面均布有多个测压点，所述箱体的外底面设有多个与各所述测压点一一对应连接的压力传感器，各所述压力传感器与所述控制器电连接。8.根据权利要求7所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述测压点的高度为所述箱体的厚度的1/2。9.根据权利要求7所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，相邻两所述测压点之间的距离为3cm～6cm。10.根据权利要求7所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述注入系统还包括气瓶，所述气瓶通过第二管路与所述第一管路相连通，所述第二管路上连接有气体质量流量控制器。11.根据权利要求1所述的泡沫油三维模拟实验装置，其特征在于，所述气液分离器的气体出口连接有湿式气体流量计。

【专利技术属性】
技术研发人员：李星民，吴永彬，杨朝蓬，陈和平，史晓星，沈杨，刘章聪，黄建，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：