CN1267782A - 试井物理模拟装置 - Google Patents

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一种用于模拟多孔介质中的弹性渗流过程,其中最主要的是模拟油气田试井的弹性渗流过程的试井物理模拟装置,包括高压容器盖1、多孔介质模型2、快速阀门3、模拟井筒7、密封圈8、传感器10、高压容器11等,多孔介质模型2在模型高压容器11中,模拟井筒7在多孔介质模型2中,可成功测定及模拟出试井过程的试井物理模拟装置,从根本上解决了很多试井问题无法通过物理模拟解决的问题,给油田的开发方案设计带来很大的方便。

Description

试井物理模拟装置
本发明是一种用于模拟多孔介质中的弹性渗流过程，其中最主要的是模拟油气田试井的弹性渗流过程的试井物理模拟装置，是模拟和测定一定边界条件下，多孔介质的孔隙流体的流压、流量发生变化时，多孔介质中弹性不稳定渗流的装置。
油气田开发过程是油气在油气藏中的渗流过程。油气藏的渗流参数是油田开发设计的重要依据。在实际中油气藏的渗流参数是通过试井来测定的。所谓试井是通过对油井关井和开井，引起油藏的弹性不稳定渗流并测定弹性不稳定渗流过程中井底的压力随时间关系曲线。通过该曲线和试井理论求得油藏渗流参数。试井技术已有几十年的历史，却没有试井物理模拟装置。这一现象使得很多试井问题无法通过物理模拟解决，这给油田的开发方案设计带来很大的困难。
本发明的目的在于提供一种可成功测定及模拟出试井过程的试井物理模拟装置。
本发明是这样实现的：包括高压容器盖1、多孔介质模型2、快速阀门3、膜片4、管线5、限流阀6、模拟井筒7、密封圈8、传感器10、高压容器11、二次仪表12、数据采集器13、细孔14、密封腔15、微孔16、防砂层17，多孔介质模型2在模型高压容器11中，模拟井筒7在多孔介质模型2中，并穿出多孔介质模型，井筒限流阀6在井筒7的上部，快速阀门3安装在井筒限流阀6的上部，传感器10与井筒7底部连通或与多孔介质模型相连通，传感器10与二次仪表12相连，二次仪表12和高频采集信号器13相连。
高压容器11是可以改变内部空间厚度的密封容器。
高压容器盖1上有密封圈8、顶盖螺钉18。
多孔介质模型2采甲硬度高球型介质，可以是松散颗粒堆积而成，也可以使用固接的多孔介质。
多孔介质模型2所采用硬度高球型介质可以是玻璃微珠。
玻璃微珠粒径在2mm～1μm之间。
多孔介质模型2，使用固接的多孔介质模型可以是烧结模型，也可以是胶结模型。
井筒7上带微孔16，其外部有防砂层17。
井筒限流阀6有细孔14。
细孔14可以是一个，也可以是多个，其孔径在5mm以下。
快速阀门3由密封腔15、加压管线5、膜片4组成，密封腔15上部有膜片4，旁边有加压管线5。
本发明的优点在于：从根本上解决了很多试井问题无法通过物理模拟解决的问题，给油田的开发方案设计带来很大的方便，可成功测定及模拟出试井过程的试井物理模拟装置。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明井筒7的外部结构图；
图3为本发明井筒7的剖视图。
下面结合附图对本发明做进一步描述：
高压容器11的上盖1有一个堵头，堵头上有密封圈8起到压实模型及密封的作用，模型上有顶盖螺钉18，它即可以使开启容器方便，也可以压实模型，高压容器11是可以改变内部空间厚度的密封容器。
井筒7是带微孔16的金属细管，使用松散颗粒组成的介质模型时，金属细管外面有阻挡松散颗粒进入井筒7的防砂层17。
模型的高压容器11用金属制成，模型高压容器11的上盖1上有密封圈8，地层模型2为玻璃微珠堆积而成，井筒7用打了很多孔的不锈钢管制成，不锈钢管的外部裹有不锈钢防砂层17，井筒限流阀6为一带孔14的金属堵头，细孔14的孔径在5mm以下，一般在3mm至0.1mm。井筒限流阀6的上部有一密封腔15，密封腔15的上部有一膜片4，密封腔15通过加压管线5与外部的加压装置相连。测定过程中，通过与密封腔15连接的管线5，给快速阀门3的密封腔15、井筒7和地层模型的流体缓慢加压，达到膜片4的破裂压力时，膜片4突然破裂，地层模型中产生一个弹性不稳定渗流过程，并通过传感器10测定模型中和井筒7的压力随时间的变化数据。
多孔介质模型2采用硬度高球型介质，可以是松散颗粒堆积而成，也可以使用固接的多孔介质，松散的颗粒堆积可以使用玻璃微珠；固接的多孔介质模型，是指烧结模型，如刚玉砂，也可以是胶结模型，如磷酸铝。
传感器10采用固有频率大于2000赫兹的传感器，可以是压电石英传感器，也可以是压阻传感器。
二次仪表12采用固有频率大于2000赫兹的高速放大电路，可以是电荷放大器。
高频采集信号器13为采样速率大于10000赫兹的高频数据采集***。

Claims (12)

1.试井物理模拟装置，包括高压容器盖(1)、多孔介质模型(2)、快速阀门(3)、膜片(4)、管线(5)、限流阀(6)、模拟井筒(7)、密封圈(8)、传感器(10)、高压容器(11)、二次仪表(12)、数据采集器(13)、细孔(14)、密封腔(15)、微孔(16)、防砂层(17)，其特征在于：多孔介质模型(2)在模型高压容器(11)中，井筒(7)在多孔介质模型(2)中，并穿出多孔介质模型(2)，井筒限流阀(6)在井筒(7)的上部，快速阀门(3)安装在井筒限流阀(6)的上部，传感器(10)与井筒(7)底部连通或与多孔介质模型(2)相连通，传感器(10)与二次仪表(12)相连，二次仪表(12)和高频采集信号器(13)相连。
2.根据权利要求1所述的试井物理模拟装置，其特征在于：高压容器(11)是可以改变内部空间厚度的密封容器。
3.根据权利要求2所述的试井物理模拟装置，其特征在于：高压容器盖(1)上有密封圈(8)、顶盖螺钉(18)。
4.根据权利要求1所述的试井物理模拟装置，其特征在于：多孔介质模型(2)采用硬度高球型介质，可以是松散颗粒堆积而成，也可以使用固接的多孔介质。
5.根据权利要求4所述的试井物理模拟装置，其特征在于：多孔介质模型(2)所采用硬度高球型介质可以是玻璃微珠。
6.根据权利要求5所述的试井物理模拟装置，其特征在于：玻璃微珠粒径在2mm～1μm之间。
7.根据权利要求4所述的试井物理模拟装置，其特征在于：多孔介质模型(2)使用固接的多孔介质模型可以是烧结模型，也可以是胶结模型。
8.根据权利要求1所述的试井物理模拟装置，其特征在于：井筒(7)上带微孔(16)，其外部有防砂层(17)。
9.根据权利要求1所述的试井物理模拟装置，其特征在于：井筒限流阀(6)上有细孔(14)。
10.根据权利要求9所述的试井物理模拟装置，其特征在于：细孔(14)可以是一个，也可以是多个，其孔径在5mm以下。
11.根据权利要求1所述的试井物理模拟装置，其特征在于：快速阀门(3)由密封腔(15)、加压管线(5)、膜片(4)组成。
12.根据权利要求11所述的试井物理模拟装置，其特征在于：密封腔(15)的上部有膜片(4)，旁边有加压管线(5)。
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