[發(fā)明專利]一種地下流體運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110770489.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN113294151A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健;劉練波;尹玉龍;趙文韜;荊鐵亞;張國祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B47/00;E21B47/002;G09B25/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開了一種地下流體運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法，包括地層模型、液體收集器、裝有足量清水或染色壓裂液的第一儲(chǔ)罐以及裝有足量染色溶液或石油的第二儲(chǔ)罐；所述第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐的出口端依次通過第一過濾器、第一泵、第一壓力計(jì)、第三溫度計(jì)及第一流量計(jì)連接至地層模型的注水口，地層模型的出水口依次通過第二過濾器、第二流量計(jì)、第二壓力計(jì)、第二泵及第四溫度計(jì)連接至液體收集器，所述地層模型的一側(cè)設(shè)置有光源，與光源相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有攝像機(jī)；所述地層模型采用三維模型或二維模型。本發(fā)明適用于油氣開采領(lǐng)域和地下水開采領(lǐng)域，適用面廣，可以為生產(chǎn)研究提供有力的科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦產(chǎn)、地?zé)帷⒂蜌忾_發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種地下流體運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在礦山開采、地?zé)衢_發(fā)和油氣開發(fā)過程中，通常需要對(duì)地下流體運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確掌握地下流體運(yùn)移規(guī)律、流場(chǎng)分布、溫度場(chǎng)分布規(guī)律等，對(duì)于安全高效開采地下資源、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。

地?zé)崮苁且环N綠色低碳，可循環(huán)利用的可再生資源，具有儲(chǔ)量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定性好、利用系數(shù)高等特點(diǎn)。地?zé)衢_發(fā)需要嚴(yán)格遵循“同層原水回灌”、“以罐定采”原則。

在油田都進(jìn)入二次采油甚至三次采油，為了彌補(bǔ)原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實(shí)現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的采收率，一般都在進(jìn)行注水開發(fā)，為提高注水開發(fā)效果，提高采收率，往往需要進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，研究水和油在地層中的運(yùn)移規(guī)律十分重要。

當(dāng)前，在儲(chǔ)層壓裂過程中，壓裂液的流動(dòng)方向以及在地層中的運(yùn)移和流場(chǎng)分布、變化規(guī)律，對(duì)于研究壓裂裂縫的延展規(guī)律、表征儲(chǔ)層裂縫的形態(tài)和儲(chǔ)層壓裂改造效果至關(guān)重要。因此，掌握壓裂液在地層中的運(yùn)移規(guī)律也對(duì)研究壓裂效果具有重要意義。目前常用的壓裂液監(jiān)測(cè)方法為通過壓裂裂縫監(jiān)測(cè)間接分析，或數(shù)值模擬技術(shù)。其中：數(shù)值模擬技術(shù)實(shí)際運(yùn)用過程中發(fā)現(xiàn)很難模擬實(shí)際地層結(jié)構(gòu)，不能精確的地反應(yīng)出地下水流場(chǎng)的變化情況，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)，影響后續(xù)施工進(jìn)展。壓裂裂縫監(jiān)測(cè)方法主要有：微地震監(jiān)測(cè)、地面傾斜儀測(cè)井、壓裂模型、同位素示蹤測(cè)井等；這些方法實(shí)際應(yīng)用效果都有自身的局限性，地面監(jiān)測(cè)定位精度低，或者對(duì)特定地層效果不佳，不能很好地解決壓裂過程中的裂縫評(píng)價(jià)問題。

當(dāng)前模擬地下流體運(yùn)移規(guī)律的設(shè)備較少，且都存在一些技術(shù)缺點(diǎn)：(1)模擬地層的設(shè)備不透明，無法直觀觀測(cè)地層內(nèi)部流體在三維空間運(yùn)移規(guī)律；(2)模擬地層的材料不能真實(shí)模擬實(shí)際地層結(jié)構(gòu)；(3)模擬地層的材料不能模擬地層的裂縫發(fā)育程度；(4)模擬地層的材料不能模擬灰?guī)r地層的巖溶發(fā)育程度；(5)模擬地層的模型沒考慮傾斜地層對(duì)流體運(yùn)移規(guī)律的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種地下流體運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明適用于石油開采領(lǐng)域和地?zé)帷⒌V產(chǎn)開采領(lǐng)域，適用面廣，可以為生產(chǎn)研究提供有力的科學(xué)依據(jù)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種地下流體運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括地層模型、液體收集器、裝有足量清水或染色壓裂液的第一儲(chǔ)罐以及裝有足量染色溶液或石油的第二儲(chǔ)罐；

所述第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐的出口端依次通過第一過濾器、第一泵、第一壓力計(jì)、第三溫度計(jì)及第一流量計(jì)連接至地層模型的注水口，地層模型的出水口依次通過第二過濾器、第二流量計(jì)、第二壓力計(jì)、第二泵及第四溫度計(jì)連接至液體收集器，所述地層模型的一側(cè)設(shè)置有光源，光源的對(duì)面一側(cè)設(shè)置有攝像機(jī)；

所述地層模型采用三維模型或二維模型；當(dāng)模擬水平井抽采時(shí)，地層模型的注水口和出水口對(duì)稱分布在地層模型的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面，且延伸至地層模型內(nèi)部；當(dāng)模擬豎直井抽采時(shí)，地層模型的注水口和出水口對(duì)稱分布在地層模型的頂面上，且延伸至地層模型內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述第一儲(chǔ)罐上連接有第一溫度計(jì)，所述第二儲(chǔ)罐上連接有第二溫度計(jì)。