[發明專利]O形井物理模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201210156856.9
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102720476A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 安永生;吳曉東;韓國慶;張睿;曹光朋;朱明
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06;E21B43/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于一種用于模擬油藏中油井生產動態、油井近井地帶滲流規律的實驗設備，尤其涉及一種O形井物理模擬實驗裝置。

背景技術

隨著鉆井技術的不斷發展，能夠適應不同類型油藏條件的復雜井形應運而生，這些復雜井形具有和常規直井不可比擬的優勢，具有更高的產量、更大的經濟效益，目前已成為一些油田(尤其是海洋油田)的主力井形，擁有著廣闊的應用前景。

O形井是一種新型的復雜結構井，其鉆井軌跡圍繞油藏中一點圍成一個半徑為R的“O”形(在油層中的井眼軌跡類似于水平面內首尾相接，且具有一定曲率半徑的“O”形)，相比于常規的直井、水平井，O形井極大的擴大了單井的控制范圍，最大限度提高了油井的利用率，并且能夠大幅度提高單井產量。但是，由于O形井屬于一種新型井形，其使用特點與生產特征與常規直井、水平井、甚至分支水平井都不相同，滲流機理尚不明確，沒有一套專用的O形井物理模擬實驗裝置來對其滲流規律進行模擬實驗。

物理模擬技術是模擬油藏中油井生產動態、油井近井地帶滲流規律的重要手段，通過室內物理模擬實驗，獲取油藏的靜、動態參數，分析油井的滲流特征、驅油機理，對比和優選最佳的油井形態。

目前，針對油井的物理模擬模型及實驗，主要可分為四類：靜態電模擬模型及實驗、動態一維物理模擬模型及實驗、動態二維物理模擬模型及實驗和動態三維物理模擬模型及實驗。靜態電模擬實驗是根據水電相似原理而研制的一種模擬實驗裝置，能夠直觀的反應地下流體滲流規律，但是只能用于單相流體(水相或油相)在穩定狀態下的模擬。動態物理模擬實驗采用巖心模型或填砂模型模擬實際油藏，按相似原理設計實驗模型尺寸，可用于單相流動或油水兩相流動條件下的油藏動態模擬。

動態三維物理模擬與電模擬、一維物理模擬、二維物理模擬相比，具有顯著的優點，它能更加真實的反映現實油藏的動態變化，模擬復雜井形在油水兩相流動條件下的生產動態，甚至能夠模擬復雜完井工藝對開采動態的影響，是研究復雜井形開采機理的重要手段。與一維、二維動態物理模型相比，動態三維物理模擬實驗具有更大的優勢和更強的適應性。

但是，現有的油井物理模擬實驗裝置，只是對直井和水平井進行模擬，而不能模擬O形井；更無法模擬O形井注采井組(O形井注采井網特點是直井注水及在模型中部，O形井在模型四周)。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種O形井物理模擬實驗裝置，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種O形井物理模擬實驗裝置，實現對O形井圓形供給邊界和對O形井注采井網的準確模擬，為O形井開發油氣田的機理及應用研究提供了一個新的研究平臺。

本發明的目的是這樣實現的，一種O形井物理模擬實驗裝置，所述實驗裝置由供液系統、油藏模擬系統、數據采集系統和產出液計量系統組成；

所述油藏模擬系統包括一由圓筒狀密封容器構成的填砂模型，所述圓筒狀密封容器由圓筒本體和上壓蓋構成；所述圓筒本體內下部固定設有底水擴散網；所述圓筒本體底端設有底部注水孔；所述圓筒本體中部筒壁環設有中部注水孔；所述上壓蓋設有多個上部注水井井眼；所述圓筒本體內位于底水擴散網上側填充有石英砂，所述石英砂由上壓蓋壓實并密封；所述石英砂內水平埋設有O型井模型，所述O型井模型是由一金屬管盤設形成的一圓環體，所述金屬管管壁上呈螺旋狀設有多個透孔；所述金屬管一端封閉，另一端通過管線與產出液計量系統連通；所述上壓蓋的上部注水井井眼中呈豎直狀密封插設有注水井模型，所述注水井模型位于圓環體的環形范圍內；所述底水擴散網上方設有多個測壓探頭；

所述供液系統包括順序連接的驅替泵和中間容器，中間容器的出口設有并聯的上部注入管線、中部注入管線和底部注入管線，上部注入管線連通于注水井模型，中部注入管線連通于中部注水孔，底部注入管線連通于底部注水孔；

所述產出液計量系統包括順序連接的油水分離計量裝置和油水分離器，油水分離器通過管線與所述O型井模型中金屬管的另一端連通；

所述數據采集系統由計算機控制裝置和與計算機控制裝置連接的多個壓力傳感器組成；所述各壓力傳感器分別與對應的測壓探頭連接。

在本發明的一較佳實施方式中，所述上壓蓋上方設有液壓缸，所述液壓缸連接于控制其壓力的手搖泵。

在本發明的一較佳實施方式中，所述上壓蓋上方均勻對稱地設置四個液壓缸。

在本發明的一較佳實施方式中，所述圓筒本體中部筒壁外側設有環形注水管線，所述環形注水管線與所述中部注入管線連通，并導通于中部注水孔。