CN105443080A - 边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置,包括:填砂管,其上开设有至少一个出油口;与所述填砂管一端连接的第一容器,其内部设有将其内部密封分隔为第一腔室及第二腔室的分隔板;所述分隔板能够在所述第一容器内部滑动;所述第一腔室内能够装入水;气压源,其与所述第二腔室相通以能够向所述第二腔室内打压;与所述出油口连接的集油集气机构。本申请所提供的模拟装置可以有效模拟边底水水体大小及能量对溶解气驱开发效果的影响,能够有效辅助研究确定此类油藏的开采规律。
Description
技术领域
本申请涉及油田开发领域,尤其涉及一种边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置。
背景技术
对于含有溶解气的很多油藏,利用天然能量进行溶解气驱开发,往往取得较好的生产效果和经济效益,特别是对于某些含气的稠油油藏,溶解气驱开发过程中形成所谓的泡沫油溶解气驱,更有助于溶解气驱的开发。
溶解气驱开发为油藏驱动开发方式的一种,依靠溶解气的弹性膨胀力驱动排油。在油藏中,天然气全部或大部分溶解在石油里,当钻开油层或开采时,油层压力降低,井底附近的溶解气便呈分散的微小气泡从石油中逸出,并随压力的降低而逐渐增加其体积,依靠此种气体的弹性膨胀能力可以排挤石油流向井底。
由于溶解气驱属于衰竭开发,井筒附近压力会形成一定程度地降低,但是这些油藏的边部或底部往往具有一定体积的水体(边底水),在油藏溶解气驱开发过程中,随着油藏压力的降低,处于较高压力的边底水会侵入到井筒,生产含水不断上升,影响油田开发效果。
为此需要设计一种模拟装置,以能够模拟带有边底水含气油藏衰竭开发过程中开采速度、布井位置,油层倾角,边底水体积及能量等其中至少一种情况对开发效果的影响,以辅助研究确定这类油藏的开采规律。
发明内容
建议上述技术问题,本申请提供一种边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置,以能够模拟带有边底水含气油藏衰竭开发过程中开采速度、布井位置,油层倾角,边底水体积及能量等其中至少一种情况对开发效果的影响,以辅助研究确定这类油藏的开采规律。
为达到上述目的,本申请提供一种边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置,包括:
填砂管,其上开设有至少一个出油口;
与所述填砂管一端连接的第一容器,其内部设有将其内部密封分隔为第一腔室及第二腔室的分隔板;所述分隔板能够在所述第一容器内部滑动;所述第一腔室内能够装入水;
气压源,其与所述第二腔室相通以能够向所述第二腔室内打压;
与所述出油口连接的集油集气机构。
优选的,所述集油集气机构与所述出油口通过第一管道连通,其包括盛有液体的第二容器以及与所述第二容器通过第二管道连通的第三容器;所述第一管道伸入所述第二容器内部的一端端口位于液面上方;所述第二管道伸入所述第二容器内部的一端端口位于液面下方。
优选的,所述第一管道上设有背压阀。
优选的,还包括压力测量机构,其能测量所述填砂管内的沿程阻力。
优选的,所述压力测量机构包括位于所述填砂管内部且沿所述填砂管延伸方向排布的多个压力传感器以及与所述多个压力传感器连接的计算单元。
优选的,所述多个压力传感器沿所述填砂管延伸方向均匀排布成一列。
优选的,所述至少一个出油口均可关闭打开;所述出油口的数量为N个,所述出油口的位置分别设置于距离所述填砂管连接所述第一容器的端部的L位置处,其中N为正整数,L为填砂管长度。
优选的,所述出油口的数量为两个或四个。
优选的,所述气压源包括盛由预设压力气体的第四容器,其与所述第二腔室通过第三管道连通;所述第三管道上设置有截止阀;所述第一腔室通过第四管道与所述填砂管的一端连通,所述第四管道上设有截止阀。
优选的,还包括调整机构,其与所述填砂管连接;所述调整机构能够调整所述填砂管延伸方向与重力方向之间的夹角。
通过以上描述可以看出,本申请所提供的边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置通过设置第一容器及气压源来模拟边底水及其能量,通过填砂管内装填材料模拟油藏,通过集油集气机构模拟采油装置(比如采油井),在气压源作用于第一容器内分隔板的情况下,通过改变储水第一容器的储水体积及气压源所提供的压力,进而模拟不同水体体积及能量的水体对溶解气驱的开发效果,因此,本申请所提供的模拟装置可以有效模拟边底水水体大小及能量对溶解气驱开发效果的影响。
参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一种实施方式所提供的边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置示意;
图2是本申请另一种实施方式所提供的边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置示意;
图3是本申请另一种实施方式所提供的边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置示意。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1、图2,为本申请一种实施方式所提供的一种边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置示意。所述模拟装置包括:填砂管100,其上开设有至少一个出油口101;与所述填砂管100一端连接的第一容器200,其内部设有将其内部密封分隔为第一腔室220及第二腔室230的分隔板210;所述分隔板210能够在所述第一容器200内部滑动;所述第一腔室220内能够装入水;气压源300,其与所述第二腔室230相通以能够向所述第二腔室230内打压;与所述出油口101连接的集油集气机构400。
使用时,可以先通过配样器配制一定气油比(比如按照油藏内溶解气油比)的含气原油实验样品,再向填砂管100内填满沙子,将填砂管100充满沙子后与其他机构部件相连接。然后向填砂管100内注入饱和2PV(孔隙体积)蒸馏水(也可以为注入2倍孔隙体积的蒸馏水,从而尽可能让孔隙中充满蒸馏水)。再把配样器中配制好的含气原油样品注入填砂管100,注入2PV。最后向第一腔室220内注满水(模拟边底水),推动分隔板210至无法继续移动的位置为止。此时,通过气压源300向第二腔室230注入压力(此时气压源300模拟边底水中的能量),推动分隔板210上行,促使第一腔室220内的液体进入填砂管100的砂子内,而在填砂管100一端压力增大的情况下,填砂管100内的含气原油样品(模拟原油和油藏内的气体)会向出油口101流动,进而被集油集气机构400分别收集。
通过以上描述可以看出,本实施方式所提供的边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置通过设置第一容器200及气压源300来模拟边底水及其能量,通过填砂管100内装填材料模拟油藏,通过集油集气机构400模拟采油装置(比如采油井),在气压源300作用于第一容器200内分隔板210的情况下,通过改变储水第一容器200的储水体积及气压源300所提供的压力,进而模拟不同水体体积及能量的水体对溶解气驱的开发效果,因此,本实施方式所提供的模拟装置可以有效模拟边底水水体大小及能量对溶解气驱开发效果的影响,能够有效辅助研究确定此类油藏的开采规律。
所述填砂管100可以为直管,其一端可以连接第一容器200。所述填砂管100的填砂口也可以设置于其一端,或设置于填砂管100的侧壁上,本申请并不作限制。所述集油集气机构400与所述出油口101通过第一管道60连通,其可以包括盛有液体的第二容器410以及与所述第二容器410通过第二管道70连通的第三容器420。所述第一管道60伸入所述第二容器410内部的一端端口位于液面上方。所述第二管道70伸入所述第二容器410内部的一端端口位于液面下方。第二容器410中为封闭容器,其可以盛有预设体积的水。原油及水、气体会排入至第二容器410中,第三容器420中通过第二管道70流入所排出的液体,通过计量第三容器420中液体的体积可以获取填砂管100中所排出气体的体积,因此,通过此种设置可以通过排水法收集气体体积。
所述第一管道60上可以设有背压阀10。通过设置背压阀10可以模拟采油速度变化时边底水对溶解气驱开发效果的影响。在实验测量时,每次实验背压阀10可以采用不同的降压速度,控制气体的排放速度以模拟不同采油速度下,边底水含气油藏溶解气驱的开发效果。
通过设置背压阀10,在向填砂管100内填充材料时可以通过背压阀10控制填砂管100内的压力在泡点压力(泡点压力是在恒温条件下逐步降低***压力,当液体混合物开始汽化出现第一个汽泡时的压力)以上,进而打开背压阀10后开始释放压力,气体膨胀作用下原油和气体流出填砂管100,发生溶解气驱,同时第一容器200中的水在气压源300能量的作用下也进入填砂管100,此时,可以实时计量侵入填砂管100的水量,出油口101采出的油、气、水的变化量,以及填砂管100内沿程压力变化情况;直到填砂管100压力降低到预定压力,或含水、生产比达到上限,完成一次模拟实验。
在本实施方式中,边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置还可以包括压力测量机构500,其能测量所述填砂管100内的沿程阻力。沿程阻力为流体流经一定管径的直管(填砂管100)时,由于流体内摩擦力而产生的阻力(此阻力主要由流体与管壁及流体本身的内部摩擦力组成),阻力的大小与路程长度成正比。
具体的,所述压力测量机构500包括位于所述填砂管100内部且沿所述填砂管100延伸方向排布的多个压力传感器510以及与所述多个压力传感器510连接的计算单元520。计算单元520具有硬件实体结构,其可以为计算机、单片机、PLC、CPU等硬件处理单元,本申请并不作任何限制。多个压力传感器510在填砂管100内部的排布方式具有多种,其可以排布成多列、沿填砂管100延伸方向均匀分布、也可以离散分布,本申请并不作限制。作为一种优选的方案,如图1、图2所示,所述多个压力传感器510可以沿所述填砂管100延伸方向均匀排布成一列。
所述至少一个出油口101均可关闭打开,比如每个出油口101出均设有可关闭打开的阀门。所述出油口101的数量为N个,所述出油口101的位置分别设置于距离所述填砂管100连接所述第一容器200的端部的L位置处,其中N为正整数,L为填砂管100长度。比如,所述出油口101的数量为两个或四个。
通过此种设置可以较好地模拟井位变化时边底水对溶解气驱开发效果的影响。以四个出油口101为例,沿填砂管100模型上布置有4个出油孔,分别在距离所述填砂管100连接所述第一容器200的端部1/4L,1/2L,3/4L及L处,每次实验中可以打开一个出油口101,关闭其他出油口101,以模拟产油井距离边底水不同距离情况下,边底水对开采效果的影响。如图2所示为生产井距离边底水1/2L处时,模拟边底水油藏溶解气驱的开采效果。
当然,至少一个出油口101的设置方式并不局限于上述排布方式,相邻两个出油口101之间的距离可以相等也可以不等,本申请并不作任何限制。
所述气压源300包括盛由预设压力气体的第四容器,其与所述第二腔室230通过第三管道50连通;所述第三管道50上设置有截止阀20。所述第一腔室220通过第四管道40与所述填砂管100的一端连通,所述第四管道40上设有截止阀30。第四容器为封闭容器,其内部的气体可以为氮气、氧气、二氧化碳等气体,在实际操作中,可以以氮气作为优选的气体。预设压力可以根据所模拟油藏的实际情况进行设置。
请参阅图3,本实施方式所提供的模拟装置还可以包括调整机构(未示出),其与所述填砂管100连接。所述调整机构能够调整所述填砂管100延伸方向与重力方向之间的夹角。调整机构可以包括但不限于:分别连接于填砂管100两端的两个举升部件,举升部件可以为伸缩液缸;或者,固定连接填砂管100的旋转机构,比如通过步进电机带动一转动轴转动,转动轴带动填砂管100旋转。当然,调整机构并不限于上述距离,只需能够调整填砂管100在竖直平面内的转动角度即可。
通过此种设置可以有效模拟不同油藏倾角下边底水对溶解气驱开发效果的影响;倾斜填砂管100不同的角度(比如由水平到垂直),进而模拟不同的边底水或油藏倾角,以便研究确定边水、底水或油层倾角对溶解气驱开发影响规律。
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值,在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说,如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90,优选从20到80,更优选从30到70,则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值,适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例,可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明,所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而,“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”,至少包括指明的端点。
披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。
Claims (10)
1.一种边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置,其特征在于,包括:
填砂管,其上开设有至少一个出油口;
与所述填砂管一端连接的第一容器,其内部设有将其内部密封分隔为第一腔室及第二腔室的分隔板;所述分隔板能够在所述第一容器内部滑动;所述第一腔室内能够装入水;
气压源,其与所述第二腔室相通以能够向所述第二腔室内打压;
与所述出油口连接的集油集气机构。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述集油集气机构与所述出油口通过第一管道连通,其包括盛有液体的第二容器以及与所述第二容器通过第二管道连通的第三容器;所述第一管道伸入所述第二容器内部的一端端口位于液面上方;所述第二管道伸入所述第二容器内部的一端端口位于液面下方。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于:所述第一管道上设有背压阀。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于:还包括压力测量机构,其能测量所述填砂管内的沿程阻力。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于:所述压力测量机构包括位于所述填砂管内部且沿所述填砂管延伸方向排布的多个压力传感器以及与所述多个压力传感器连接的计算单元。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于:所述多个压力传感器沿所述填砂管延伸方向均匀排布成一列。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述至少一个出油口均可关闭打开;所述出油口的数量为N个,所述出油口的位置分别设置于距离所述填砂管连接所述第一容器的端部的L位置处,其中N为正整数,L为填砂管长度。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于:所述出油口的数量为两个或四个。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于:所述气压源包括盛由预设压力气体的第四容器,其与所述第二腔室通过第三管道连通;所述第三管道上设置有截止阀;所述第一腔室通过第四管道与所述填砂管的一端连通,所述第四管道上设有截止阀。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于:还包括调整机构,其与所述填砂管连接;所述调整机构能够调整所述填砂管延伸方向与重力方向之间的夹角。
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