CN114059998A - 一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置及方法，该装置包括模型箱、注入井模拟管柱、生产井模拟管柱、堵塞生产井模拟管柱、饱和度电极对和压力传感器；本发明能对化学驱过程中注入井和生产井存在不同堵塞位置或大小的普通稠油油藏进行物理模拟实验，模拟化学驱不同开发阶段的注入井和生产井堵塞位置、堵塞大小等特征，通过该模型能观测油水运移状态，研究注入井和生产井堵塞机理、以及堵塞对油水渗流及产液特征的影响，同时进行解堵措施的效果预测。
Description
技术领域
本发明属于石油工业领域，具体来说涉及一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置及方法。
背景技术
为了实现化学驱过程中开发特征规律的物理模拟，在石油工业中已有应用。目前国内外针对化学驱机理研究的物理模型较多，但是现有的模型设计对化学驱油田阶段注采特征，特别是海上油田化学驱油田产液下降异常的现象的模拟还有差距；现有的模型实验对化学驱堵塞引起的产液下降现象，以及不同堵塞位置、堵塞大小对驱油效果影响的研究在模型设计上缺少较好的方法。由此，从本行业的经验与实践出发，提出一种用于化学驱注入井和生产井堵塞机理研究的具有在线监测饱和度、压力功能的室内物理模拟模型，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置及方法。本发明通过该模型能观测油水运移状态，研究注入井和生产井堵塞机理、以及堵塞对油水渗流及产液特征的影响，同时进行解堵措施的效果预测。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，包括模型箱、注入井模拟管柱、生产井模拟管柱、堵塞生产井模拟管柱、饱和度电极对和压力传感器；
所述模型箱为封闭正方体箱体结构，其中填充石英砂，所述模型箱内部空间按照填充的石英砂目数分为原始孔渗区和堵塞区，所述堵塞区内石英砂的目数大于所述原始孔渗区内石英砂的目数；
所述注入井模拟管柱由模型箱侧壁处***所述原始孔渗区内，所述生产井模拟管柱也由模型箱侧壁处***所述原始孔渗区内，所述堵塞生产井模拟管柱由模型箱侧壁处***所述堵塞区内；
所述模型箱内填充的石英砂中设置有饱和度电极对和压力传感器。
在上述技术方案中，所述模型箱的尺寸为30cm*30cm*4.5cm。
在上述技术方案中，所述原始孔渗区内石英砂为60-80目，所述堵塞区内石英砂为100-120目。
在上述技术方案中，所述注入井模拟管柱、生产井模拟管柱和堵塞生产井模拟管柱上均设置有阀门。
在上述技术方案中，所述注入井模拟管柱、生产井模拟管柱和堵塞生产井模拟管柱由不锈钢管线割缝，外部采用不锈钢网环绕而成。
在上述技术方案中，所述生产井模拟管柱包括第一生产井模拟管柱、第二生产井模拟管柱和第三生产井模拟管柱，所述第一生产井模拟管柱、第二生产井模拟管柱和第三生产井模拟管柱分别从与所述注入井模拟管柱不同的模型箱的侧壁***。
在上述技术方案中，所述饱和度电极对呈矩阵间隔排列设置。
在上述技术方案中，所述压力传感器与所述饱和度电极间隔进行布置。
一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟方法，按照下述步骤进行：
步骤一、根据设计方案以及堵塞实际情况，确定模型箱内的原始孔渗区和堵塞区，并预先沿整个模型设置饱和度电极和压力传感器，然后向原始孔渗区和堵塞区内分别填充不同目数的石英砂；
步骤二、设置与所述原始孔渗区相连通的注入井模拟管柱和生产井模拟管柱，设置与所述堵塞区相连通的堵塞生产井模拟管柱，在各个进出口安装阀门；
步骤三、进行称干重，抽真空饱和水，再次称湿重，根据油藏实际以油驱水的驱替方式进行饱和油，记录原始孔隙体积和饱和油体积，计算孔隙度和饱和度；
步骤四、根据设计方案，恒定速度水驱至方案设计含水，转恒定压力进行化学驱试验，依据设计方案进行生产井与堵塞井的开井/关井转换，模拟化学驱过程中的堵塞产生及解除，观察注入压力、产液等情况并进行记录、计量，对化学驱不同堵塞影响产液及开发效果进行评价。
本发明的优点和有益效果为：
本发明公开了一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置及方法，能对化学驱过程中注入井和生产井存在不同堵塞位置或大小的普通稠油油藏进行物理模拟实验，模拟化学驱不同开发阶段的注入井和生产井堵塞位置、堵塞大小等特征，通过该模型能观测油水运移状态，研究注入井和生产井堵塞机理、以及堵塞对油水渗流及产液特征的影响，同时进行解堵措施的效果预测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1为注入井模拟管柱，2为第一生产井模拟管柱，3为第二生产井模拟管柱，4为第三生产井模拟管柱，5为堵塞生产井模拟管柱，6为堵塞区，7为原始孔渗区，8为饱和度电极对，9为压力传感器。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，该该装置由一正方体构成，该正方体内部充填石英砂，设置注入井模拟管柱1、若干生产井口(包括第一生产井模拟管柱2、第二生产井模拟管柱3、第三生产井模拟管柱4以及堵塞生产井模拟管柱5)，并且在水平方向上设置饱和度电极8和压力传感器9。
模型本体可以采用填砂模型或人造胶结模型，完成原始孔渗区7，充填物为一定目数石英砂。
模型本体尺寸30cm*30cm*4.5cm，可以采用填砂模型、人造胶结模型，完成原始孔渗区7，充填物为目数60-80目石英砂。模型本体可以布置不同堵塞位置井口附近5cm范围内、堵塞程度根据注入/产液能力确定堵塞后渗透率、堵塞面积5cm*5cm的堵塞区域6，充填物为降低渗透率所需的一定目数石英砂根据堵塞程度，一般选择100-120目以上。堵塞区域6和原始孔渗区7之间，无需完全隔离，不同目数石英砂直接形成渗透界面。
注入井和生产井模拟采用不锈钢管线割缝，外部采用不锈钢网环绕而成，模拟不同完井方式，还可避免充填物的堵塞；
注入井模拟管柱1、第一生产井模拟管柱2、第二生产井模拟管柱3、第三生产井模拟管柱4和堵塞生产井模拟管柱5，可模拟可以设计不同堵塞时机、产液特征、解堵效果的实验方案。
平板模型上根据研究方案需要，布置饱和度电极8、压力传感器9，可以实现含油饱和度及压力的在线监测。饱和度传感器采用饱和度与电阻率之间的阿尔奇公式进行测试，要求填砂过程中电极对保持垂直；布置方式，除去井口位置按照6*6等距布置，填砂或胶结前预置，距下边界0.5cm以内的模型内部。压力传感器根据需要，与饱和度传感器间隔进行布置，不宜过多。
井口位置根据实际井组进行布置，包括直井、水平井、一注三采等多种井网形式；平面上，井口布置在距边界0.5cm以内的模型内部；纵向上，直井布置在距上下边界0.5cm以内的模型内部，水平井布置在模型厚度中心位置。实施过程中，通过生产井4关井、堵塞生产井5开井设置不同堵塞时机，通过堵塞生产井5关井、生产井4开井设置解堵效果，并记录实验过程中产液、产油、产水、压力等变化情况，研究产液特征的变化。
实施例2
上述实施例1中所述一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置的使用方法，即一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟方法的具体实施过程如下所述：
1、模型制作：填砂模型或购买人造胶结平板模型根据设计方案以及堵塞实际情况，按照模型说明进行准备。首先选取60-80目数的石英砂布置好原始孔渗区7和100-120目数的石英砂布置好堵塞区6，并预先沿整个模型设置6*6个饱和度电极8和压力传感器9。
2、模型模拟1/4反九点井组的一注三采井网，在原始孔渗区设置注入井模拟管柱1、第一生产井模拟管柱2、第二生产井模拟管柱3和第三生产井模拟管柱4，模拟三口生产井，堵塞生产井模拟管柱5布置在堵塞区6模拟生产过程中堵塞井。
3、模型准备好后，在各个进出口安装阀门，进行称干重，抽真空饱和水，再次称湿重，根据油藏实际以油驱水的驱替方式进行饱和油，记录原始孔隙体积和饱和油体积，计算孔隙度和饱和度。
4、根据设计方案，恒定速度水驱至方案设计含水85％，转恒定压力0.4MPa进行化学驱试验，依据设计方案进行生产井与堵塞井的开井/关井转换，模拟化学驱过程中的堵塞产生及解除，观察注入压力、产液等情况并进行记录、计量，对化学驱不同堵塞影响产液及开发效果进行评价。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：包括模型箱、注入井模拟管柱、生产井模拟管柱、堵塞生产井模拟管柱、饱和度电极对和压力传感器；
所述模型箱为封闭正方体箱体结构，其中填充石英砂，所述模型箱内部空间按照填充的石英砂目数分为原始孔渗区和堵塞区，所述堵塞区内石英砂的目数大于所述原始孔渗区内石英砂的目数；
所述注入井模拟管柱由模型箱侧壁处***所述原始孔渗区内，所述生产井模拟管柱也由模型箱侧壁处***所述原始孔渗区内，所述堵塞生产井模拟管柱由模型箱侧壁处***所述堵塞区内；
所述模型箱内填充的石英砂中设置有饱和度电极对和压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述模型箱的尺寸为30cm*30cm*4.5cm。
3.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述原始孔渗区内石英砂为60-80目，所述堵塞区内石英砂为100-120目。
4.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述注入井模拟管柱、生产井模拟管柱和堵塞生产井模拟管柱上均设置有阀门。
5.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述注入井模拟管柱、生产井模拟管柱和堵塞生产井模拟管柱由不锈钢管线割缝，外部采用不锈钢网环绕而成。
6.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述生产井模拟管柱包括第一生产井模拟管柱、第二生产井模拟管柱和第三生产井模拟管柱，所述第一生产井模拟管柱、第二生产井模拟管柱和第三生产井模拟管柱分别从与所述注入井模拟管柱不同的模型箱的侧壁***。
7.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述饱和度电极对呈矩阵间隔排列设置。
8.根据权利要求1所述的一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟装置，其特征在于：所述压力传感器与所述饱和度电极间隔进行布置。
9.一种化学驱注入井和生产井堵塞模拟方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤一、根据设计方案以及堵塞实际情况，确定模型箱内的原始孔渗区和堵塞区，并预先沿整个模型设置饱和度电极和压力传感器，然后向原始孔渗区和堵塞区内分别填充不同目数的石英砂；
步骤二、设置与所述原始孔渗区相连通的注入井模拟管柱和生产井模拟管柱，设置与所述堵塞区相连通的堵塞生产井模拟管柱，在各个进出口安装阀门；
步骤三、进行称干重，抽真空饱和水，再次称湿重，根据油藏实际以油驱水的驱替方式进行饱和油，记录原始孔隙体积和饱和油体积，计算孔隙度和饱和度；
步骤四、根据设计方案，恒定速度水驱至方案设计含水，转恒定压力进行化学驱试验，依据设计方案进行生产井与堵塞井的开井/关井转换，模拟化学驱过程中的堵塞产生及解除，观察注入压力和产液情况并进行记录、计量，对化学驱不同堵塞影响产液及开发效果进行评价。
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| CN114059998B (zh) | 2023-07-28 |
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