[發(fā)明專利]一種稠油儲層模擬填砂模型自動制作裝置

在審

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• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN113804520A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 孫寶泉;孫志剛;李培倫;張民;劉妍卿;王東方;賈麗華;王俊;張禮臻;于春磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 劉亞寧

一種稠油儲層模擬填砂模型制作裝置，包括自動旋轉控制系統(tǒng)；壓力控制系統(tǒng)和模型管敲擊壓實系統(tǒng)，其中自動旋轉控制系統(tǒng)包括底座和設置在底座內的旋轉臺；旋轉臺連接電動機，電動機連接計算機；壓力控制系統(tǒng)包括空氣壓縮機、氣體壓力控制閥、壓力缸和固定架，固定架支撐在底座上，模型管敲擊壓實系統(tǒng)包括夯錘、壓桿和連動架，連動架支撐在底座上。本發(fā)明操作簡單，自動化程度高，無需人工操作。與地層取芯物性參數(shù)測試結果對比，制作的管式模型的孔隙度和滲透率誤差小于5%。兩根平行管式模型的孔隙度和滲透率絕對值差小于5%。

技術領域

本發(fā)明涉及一種儲層巖石物理模擬技術領域，特別是涉及到人工填砂模擬儲層巖石物性和研究模擬地層條件的油水流動狀態(tài)和滲流規(guī)律，提供一種稠油儲層模擬填砂模型自動制作裝置。

背景技術

稠油科學定義是在油層條件下，黏度小于50mPas或脫氣后黏度大于100mPa·s的原油。稠油的成因非常復雜，與普通原油最大的區(qū)別在于生物降解程度，降解程度越高越容易形成稠油。在國外，稠油又被稱作重油，只不過它將油砂包含在內。

API重度是美國石油學會采用的一種公認的石油比重指標，可以粗略衡量油品質量的高低。根據(jù)API重度指標，可以將原油分為輕質、中質、重質、超重質4類。

我國稠油和國際稠油的特征略有不同，因此國內采用了不同的劃分標準，將稠油分為普通稠油、特稠油和超稠油3類。我國稠油瀝青質含量低，故相對密度較低；而膠質含量高，稠油黏度也相對較高。

世界上稠油資源極為豐富，稠油、超稠油、油砂和瀝青大約占全球石油資源總量的70％。全球稠油地質儲量約為8150億噸，委內瑞拉最多，擁有世界稠油總量的48％；其次是加拿大，占總量32％；接下來的就是俄羅斯、美國和中國。因此中國的稠油開采成為了我國能源行業(yè)一項非常重大的任務。

稠油的開采過程中，模擬是事先非常重要的工作。石油行業(yè)室內物理模擬實驗中，由于受稠油儲層巖石松散程度影響，獲取成型的柱狀巖心比較困難。同時鉆井獲得的全直徑巖心只有10cm，不能滿足化學驅和熱采開發(fā)模擬(長度大于15cm)對巖心長度的要求。需要人工將洗凈備好的油砂或者石英砂裝填成管式模型。但是，這種方式制作單根模型管時，主要依靠操作者的經(jīng)驗，無標準化操作規(guī)程；每次充填的填砂模型差異較大，造成孔隙度、滲透率不均勻。而進行定量對比試驗時，通常需要制作孔隙度和滲透率的近似程度更高的平行模型。現(xiàn)有的制作方式無法滿足其近似要求。

發(fā)明內容

為此，我們發(fā)明了一種稠油儲層模擬填砂模型自動制作裝置。該系統(tǒng)操作簡便，測試精度高，在人工填砂模擬儲層巖石物性和研究模擬地層條件的油水流動狀態(tài)和滲流規(guī)律方面有重要應用價值。本發(fā)明專利具有以下有益效果：

1、該稠油儲層模擬填砂模型自動制作裝置，增加兩個管式模型放置工位，兩根模型管每次的填砂量和敲擊次數(shù)完全相同。保證兩根模型管制作過程完全一致。消除了因模型管填砂量和模型的敲擊次數(shù)不同造成模型滲透率和孔隙度存在差異。

2、該稠油儲層模擬填砂模型自動制作裝置，采用壓桿對工位上的兩根管式模型內的填砂同時加壓，并采用壓力控制系統(tǒng)控制壓桿的壓制壓力，保證了每次兩根模型管加壓壓力完全相同。消除了不同模型管制作時壓制壓力不同導致滲透率和孔隙度存在差異。

3、該稠油儲層模擬填砂模型自動制作裝置，通過增加模型管自動旋轉功能，保證每根模型管的每個方向均可被敲擊；同時增加側面敲擊次數(shù)控制功能，使填砂更均勻。

4、模型管工位尺寸可以更換。可以壓制直徑為2.5cm和3.8cm的管式模型。

本發(fā)明的目的可通過如下技術措施來實現(xiàn)：該裝置包括自動旋轉控制系統(tǒng)；壓力控制系統(tǒng)；模型管敲擊壓實系統(tǒng)。自動旋轉控制系統(tǒng)包括計算機控制、電動機、聯(lián)動皮帶、聯(lián)動桿、模型管旋轉底座；壓力控制系統(tǒng)包括氣壓缸、壓力表、氣體壓力控制閥、空壓機；模型管敲擊壓實系統(tǒng)包括夯錘、壓桿、固定架、支架。