CN211819350U - 一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，包括内桶、外桶、盖体、边水驱动动力***、流体输出计量***和数据采集***，所述外桶竖直设置所述内桶同轴固定在所述外桶内，其上端与所述外桶的上端平齐，并与所述外桶之间形成一个空腔，所述盖体为与所述外桶匹配的圆盘结构，其可拆卸的安装在所述外桶的上端，以打开或遮住所述外桶的上端，所述外桶上设有第一通孔组件，多组所述第一通孔组件分别沿所述外桶的周向间隔分布，并可与所述外桶的内部连通或封闭，所述内桶上设有多组与第二通孔组件，多组所述第二通孔组件沿所述内桶的周向间隔分布，并可与所述内桶的内部连通或封闭，其中至少一组所述第一通孔组件与所述第一通孔组件连通。

Description

一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置

技术领域

本实用新型涉及油藏开采技术领域，尤其涉及一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置。

背景技术

碳酸盐岩油藏约占世界石油储量的52％、全球油气总产量的60％，油藏物性较好，油田产量高，是世界重要的石油增储上产领域之一。

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的地质研究表明，其储层中发育着很多大型的溶蚀洞、缝，储层的平面展布呈现出极度的非均质性，形成了典型的缝洞型碳酸盐岩油藏，根据各种孔隙介质在储层中的组合，将储层分为了溶洞型、裂缝-溶洞型和裂缝型三类。其中溶洞型储层中的垮塌堆积给开发带来了很大的难度。

在油田实际生产过程中，边水油藏在利用天然能量开发的过程中，如果开发速度过快，油井过早见水，容易造成边水舌进，井桶附近剩余油少，井间剩余油开发潜力大，剩余油动用困难，注水调整难度大。需要根据边水舌进的影响因素制定合理的开发方案来抑制或避免边水舌进，达到提高油藏采收率的目的。

室内物理模拟技术是油藏开采特征描述的重要方法之一。但是现有技术中没有相关的模拟设备可以实现对模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的研究，这对垮塌堆积储集体边水油藏的生产动态规律，探索边水驱动速度大小与最终采收率关系的研究带来了很多不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置。

本实用新型提供一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，包括内桶、外桶、盖体、边水驱动动力***、流体输出计量***和数据采集***，所述外桶竖直设置所述内桶同轴固定在所述外桶内，其上端与所述外桶的上端平齐，并与所述外桶之间形成一个空腔，所述盖体为与所述外桶匹配的圆盘结构，其可拆卸的安装在所述外桶的上端，以打开或遮住所述外桶的上端，所述外桶上设有第一通孔组件，多组所述第一通孔组件分别沿所述外桶的周向间隔分布，并可与所述外桶的内部连通或封闭，所述内桶上设有多组与第二通孔组件，多组所述第二通孔组件沿所述内桶的周向间隔分布，并可与所述内桶的内部连通或封闭，其中至少一组所述第一通孔组件与所述第一通孔组件连通，以形成检测通道，另外几组所述第一通孔组件处均设有边水驱动动力***，所述边水驱动动力***用于向所述外桶内输送边水，所述盖体的中部设有上下贯穿其的第三通孔，所述流体输出计量***与所述第三通孔连接，其用于驱动流体输出，并对输出的流体进行计量和存储，所述数据采集***分别与所述检测通道和所述流体输出计量***连接，以采集所述内桶内部的压力值和流体的重量。

进一步地，所述内桶内设有铁丝网，所述铁丝网与所述内桶的内壁固定连接。

进一步地，述第一通孔组件包括多个第一通孔，多个所述第一通孔分别沿所述外桶的轴向均匀间隔分布，所述第二通孔组件包括多个第二通孔，且多个所述第二通孔分别沿所述内桶的轴向间隔分布，其中一组所述第一通孔组件的多个所述第一通孔分别与所述第一通孔组件对应的所述第一通孔连通，以形成多个检测子通道，所述数据采集***分别与多个所述检测子通道连接，另外所述第二通孔和所述第一通孔处均可拆卸的安装有密封堵头。

进一步地，所述数据采集***包括数据处理终端和压力采集单元，所述压力采集单元与多个所述检测子通道连接，以用于采集所述内桶内部的压力，所述数据处理终端与所述压力采集单元和所述流体输出计量***连接。

进一步地，所述压力采集单元包括电路板、显示屏和与多个所述检测子通道对应设置的测压管，所述测压管的一端与对应的所述检测子通道连接，其另一端与所述电路板电连接，所述显示屏与所述电路板和所述数据处理终端电连接，所述测压管上设有与其内部连通进气口，所述进气口处可拆卸的安装有密封件，所述密封件用于关闭和打开所述进气口。

进一步地，所述流体输出计量***包括第一蠕动泵、第一储液容器和计量单元，所述第一蠕动泵通过第二软管与所述第二通孔连通，所述第一储液容器设置在所述计量单元上，计量单元用于对第一储液容器进行计重处理，所述第二软管的排出端伸入所述第一储液容器内，所述计量单元与所述数据处理终端电连接，所述第二软管靠近所述第二通孔的一端设第一阀门。

进一步地，所述边水驱动动力***包括第三软管、第二储液容器和第二蠕动泵，所述第三软管一端与对应所述第二通孔组件上的任一所述第二通孔可持续连接连接，其另一端伸入所述第二出液容器内，所述第二蠕动泵设置在所述第三软管上，所述第三软管靠近对应的所述第二通孔的一端设有第二阀门。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型所述一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，具有以下优点：

1、本实用新型所述的实验装置设有相互独立的内桶空间和外桶空间，内桶空间用来填充介质模拟储层，外桶空间为储存边水的环形空间，以独特的结构达到了模拟边水油藏的目的；

2、本实用新型所述的实验装置可在外桶上任选的四个不同边水注入口，从而实现从不同位置向外桶内注入边水的目的，而通过选择性地打开内桶上的部分孔位，实现了选择性地使边水从不同高度层位进入储层，可研究边水注入储层位置对采收率的影响和影响程度；

3、本实用新型所述的实验装置可设置不同的边水驱动速度大小来研究边水驱动速度大小对采收率的影响和影响程度。

附图说明

图1是本实用新型所述一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置的结构示意图；

图3是本实用新型所述内桶的结构示意图；

图4是本实用新型所述测压管的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

在本实用新型中，实验所需模拟有为原油，选取地表水模拟地层水，本实验在常温常压的条件下进行。

请参考图1-4，本实用新型的实施例提供了一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，包括内桶10、外桶20、盖体30、边水驱动动力***、流体输出计量***和数据采集***，所述外桶20竖直设置，其下端设有底座21，所述内桶10同轴固定在所述外桶20内，其上端与所述外桶20的上端平齐，并与所述外桶20之间形成一个空腔22，所述盖体30为与所述外桶20匹配的圆盘结构，其可拆卸的安装在所述外桶20的上端，以打开或遮住所述外桶20的上端，所述外桶20上设有第一通孔组件，多组所述第一通孔组件分别沿所述外桶20 的周向间隔分布，并可与所述外桶20的内部连通或封闭，所述内桶10上设有多组与所述第一通孔组件一一对应设置的第二通孔组件，多组所述第二通孔组件沿所述内桶10的周向间隔分布，并可与所述内桶10的内部连通或封闭，其中至少一组所述第一通孔组件与对应的所述第一通孔组件连通，以形成检测通道，另外几组所述第一通孔组件处均对应的设有边水驱动动力***，所述边水驱动动力***用于向所述外桶20内输送边水，所述盖体30的中部设有上下贯穿其的第三通孔31，所述流体输出计量***与所述第三通孔31连接，其用于驱动流体输出，并对输出的流体进行计量和存储，所述数据采集***分别与所述检测通道和所述流体输出计量***连接，以采集所述内桶10内部的压力值和流体的重量。

在本实用新型中，内桶10和外桶20均由有机玻璃材质制成，内桶10用以填充介质来模拟垮塌堆积储集体，而设置在内桶10上的多个第二通孔组件，将内桶10形成一个筛网，筛网起到支撑垮塌堆积储层边界的作用。空腔22的功能为储存边水。外桶20和内桶10上分别设有5组第一通孔组件和第二通孔组件，其中一组第一通孔组件价与第二通孔组件形成检测通道，而剩下4个第一通孔组件则作为边水输入通道，对应的，边水驱动动力***也设有4个。盖体30与外桶20直接的连接和固定通过安装和拆卸螺栓来实现，为了提高盖体30与外桶20连接时的密闭性，所述盖体30的下端同轴设有第一密封圈和第二密封圈，其中，第一密封圈用于密封外桶20，第二密封圈用于密封内桶10。在试验过程中，选择第二通孔组件与内桶10的内部连通的位置，通过四组第一通孔组件和对应的边水驱动动力***，向内桶10内输入边水，边水第二通孔组件与内桶10的内部连通的位置与进入垮塌堆积储层内，进而将垮塌堆积储层内的油从第三通孔31顶出流入流体输出计量***内，由流体输出计量***对油进行计重后，将重量信息发送至数据采集***，由数据采集***进行记录和存储，同时，数据采集***时刻采集内桶10内部的压力，以记录和存储实验过程中的压力条件。

其中，底座21可提高对外桶20的支撑力，其高度为240mm，宽度为630mm，外桶20的内径为600mm、外径为630mm，高度为490mm、壁厚为15mm，内桶10的内径为280mm、外径为300mm、高度为490mm、壁厚为10mm，第一通孔24和第二通孔11的直径均为5mm，盖体30直径为680mm、外边缘厚度为10mm、长度为25mm，密封圈直径为620mm、厚度为3mm，第二密封圈的直径290mm，厚度3mm。

在上述实施例中，所述第一通孔组件包括多个第一通孔24，多个所述第一通孔24分别沿所述外桶20的轴向均匀间隔分布，所述第二通孔组件包括多个第二通孔11，且多个所述第二通孔11分别沿所述内桶10的轴向间隔分布，其中一组所述第一通孔组件的多个所述第一通孔24分别与所述第一通孔组件对应的所述第一通孔24连通，以形成多个检测子通道，所述数据采集***分别与多个所述检测子通道连接，另外所述第二通孔11和所述第一通孔24处均可拆卸的安装有密封堵头50。

在本实用新型中，可根据实验需要，通过拆下设置在每个第一通孔24或第二通孔11处的密封堵头50，以实现自由选择边水的注入位置和边水流入内桶 10的高度位置的目的，达到通过选择性地使边水从不同高度层位进入储层来研究边水注入储层位置对采收率的影响和影响程度的目的。具体为，在每组第一通孔组件中任意选择一个第一通孔24与边水驱动动力***连通，同一第一通孔组件中剩下的第一通孔24则用密封堵头50进行封闭，同理，在每组第二通孔组件中任意选择一个第二通孔11与内桶10的内部连通，同一第二通孔组件中剩下的第二通孔11则用密封堵头50进行封闭。

在上述实施例中，所述数据采集***包括数据处理终端60和压力采集单元，所述压力采集单元与多个所述检测子通道连接，以用于采集所述内桶10内部的压力，所述数据处理终端60与所述压力采集单元和所述流体输出计量***连接。

在本实用新型中，数据处理终端60为计算机，计算机具有接受和处理信号速度快、处理及时和反应快等优点。

在上述实施例中，所述压力采集单元包括电路板61、显示屏62和与多个所述检测子通道对应设置的测压管63，每个所述检测子通道内均设有毛细玻璃管 64，且所述毛细玻璃管64的一端与对应的所述第二通孔11固定连接，其另一端穿过并伸出对应的所述第一通孔24外，所述毛细玻璃管64伸出所述第一通孔24的一端设有第一软管图中未示出，所述测压管63的一端与安装在对应所述检测子通道处的第一软管连接，其另一端与均与所述电路板61电连接，所述显示屏62与所述电路板61和所述数据处理终端60电连接，所述测压管63上设有与其内部连通进气口65，所述进气口65处可拆卸的安装有密封件(图中未示出)，所述密封件用于关闭和打开所述进气口65。

在本实用新型中，毛细玻璃管64由有机玻璃材质制成，其用于将内桶10 内部空间与测压管63空间连接，进而测量内桶10内的压力。多根测压管63通过固定件(图中未示出)进行固定，在本实用新型中，所述固定件为有机玻璃板，测压管63通过注入液体后其内空气柱的压缩情况来测量压力的大小，并通过电路板61转换后显示在显示屏62上，同时，通过电路将采集到的压力信息发送至数据处理终端60进行记录和存储，本实用新型所述的压力采集单元具有测量速度快和测量结果精准等优点。本实用新型对密封件的结构不进行限制，现有技术中能实现对进气口65密封的结构均可作为本实用新型中密封件的具体实施例，如堵头和螺栓等。其中，测压管63总长为530mm，直径为5mm，固定件的宽度为880mm，长度为78mm。

在上述实施例中，所述内桶10内设有铁丝网12，所述铁丝网12与所述内桶10的内壁固定连接，在此，需要说明的是，铁丝网12铺满了整个内桶10内壁，铁丝网12使边水能够均匀进入储层。

在上述实施例中，所述流体输出计量***包括第一蠕动泵70、第一储液容器71和计量单元72，所述第一蠕动泵70通过第二软管73与所述第三通孔31 连通，所述计量单元72为电子天平，其水平设置，所述第一储液容器71设置在所述计量单元72上，所述第二软管73的排出端伸入所述第一储液容器71内，并伸入所述第一储液容器71内1-2cm，所述计量单元72与所述数据处理终端 60电连接，所述第二软管73靠近所述第三通孔31的一端设有第一阀门74。

在本实用新型中，第一蠕动泵70可控制输出流体(即油)的速度，被边水顶替出来的油通过第二软管73和第一蠕动泵70输入至第一储液容器71内，此时，计量单元72则开始对采出来的油进行计重，并重量信息不断发生至数据处理终端60进行记录和存储，同时，第一储液容器71还对采出的油进行收集和存储。其中，第一阀门74的长度为50mm，直径为5mm。

在上述实施例中，所述边水驱动动力***包括第三软管80、第二储液容器 81和第二蠕动泵82，所述第三软管80一端与对应所述第二通孔组件上的任一所述第二通孔11可持续连接连接，其另一端伸入所述第二储液容器81内，所述第二蠕动泵82设置在所述第三软管80上，所述第三软管80靠近对应的所述第二通孔11的一端设有第二阀门84。

在本实用新型中，第二储液容器81用于存储边水，通过第二蠕动泵82，即可将对应的第二储液容器81内的边水输入至外桶20内。其中，第二蠕动泵82 可针对不同边水的注入位置提供稳定可调节的边水驱动速度，以使得边水获得充足的动力进入储层内，进而将油从储层内顶出来。

本实用新型所述实验装置的工作原理为：拆下每组第二通孔11中位于内桶 10底部部分的第二通孔11上的密封堵头50，将内桶10内填满灰岩碎石介质，并向内桶10和外桶20中满地表水，盖上盖体30，分别接上第一蠕动泵70和第一软管。根据实验条件，向第一储液容器71内加入提前称量所需量的实验油。选取四组第一通孔组件中靠近外桶20底部的4个孔位为边水注入口，分别接上对应的第三软管80、第二阀门84和第二蠕动泵82，取下每根测压管63上的封闭件，使其与大气相通，以保证每根测压管63管内压力相同。打开所述第一阀门74和第二阀门84，调整第一蠕动泵70和第二蠕动泵82的螺旋桨旋转方向，设置第一蠕动泵70和第二蠕动泵82的泵速，其中，第一蠕动泵70泵速等于第二蠕动泵82泵速之和同时开启第一蠕动泵70和第二蠕动泵82，启动第一蠕动泵70和第二蠕动泵82正转，利用水循环分别将第一软管和第三软管80中气体排出，避免其对实验后期数据计算的影响。气体排净后，关闭第一蠕动泵70和第二蠕动泵82。启动第一蠕动泵70和多个第二蠕动泵82反转，在第一蠕动泵 70的作用下，第一储液容器71内的油输入内桶10内，并囤积在储层顶部，同时，在第二蠕动泵82的作用下，地表水从外桶20底部打开的第二通孔11排出，当输入内桶10内的油量达到预期油量后关闭第一蠕动泵70。通过计算第一储液容器71内剩余的油量，即可得到利进入内桶10中的原始成藏油量。

封闭测压管63的出气口，确保整个装置处于封闭状态。在计量单元72上重新放置一个已经称量过质量的容器，第三软管80的管口悬置于盛放产出液的容器上1-2cm处，开启数据处理终端60中的天平数据记录软件，连通连接测压管63的电路。启动第一蠕动泵70和第二蠕动泵82正转，同时打开第一阀门74 和第二阀门84，向外桶20内注入地表水，储层中被顶出的有通过第一软管和第一蠕动泵70流向第一储液容器71中。在此期间，通过测压管63时刻监测内桶 10内的压力值，同时，通过数据采集***对实验条件进行记录和存储，待实验结束后，即可获取本次实验实际的排油量数据。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，包括内桶（10）、外桶（20）、盖体（30）、边水驱动动力***、流体输出计量***和数据采集***，所述外桶（20）竖直设置，所述内桶（10）同轴固定在所述外桶（20）内，其上端与所述外桶（20）的上端平齐，并与所述外桶（20）之间形成一个空腔（22），所述盖体（30）为与所述外桶（20）匹配的圆盘结构，其可拆卸的安装在所述外桶（20）的上端，以打开或遮住所述外桶（20）的上端，所述外桶（20）上设有多组沿所述外桶（20）周向间隔分布的第一通孔组件，所述第一通孔组件可与所述外桶（20）的内部连通或封闭，所述内桶（10）上设有多组沿所述内桶（10）周向间隔分布的多组第二通孔组件，所述第二通孔组件可与所述内桶（10）的内部连通或封闭，其中至少一组所述第一通孔组件与所述第一通孔组件连通，以形成检测通道，另外几组所述第一通孔组件处均设有边水驱动动力***，所述边水驱动动力***用于向所述外桶（20）内输送边水，所述盖体（30）的中部设有上下贯穿其的第三通孔（31），所述流体输出计量***与所述第三通孔（31）连接，其用于驱动流体输出，并对输出的流体进行计量处理，所述数据采集***分别与所述检测通道和所述流体输出计量***连接，以采集所述内桶（10）内部的压力值和流体的重量。

2.根据权利要求1所述的一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，所述内桶（10）内设有铁丝网（12），所述铁丝网（12）与所述内桶（10）的内壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，所述第一通孔组件包括多个第一通孔（24），多个所述第一通孔（24）分别沿所述外桶（20）的轴向均匀间隔分布，所述第二通孔组件包括多个第二通孔（11），且多个所述第二通孔（11）分别沿所述内桶（10）的轴向间隔分布，其中一组所述第一通孔组件的多个所述第一通孔（24）分别与所述第一通孔组件对应的所述第一通孔（24）连通，以形成多个检测子通道，所述数据采集***分别与多个所述检测子通道连接，另外所述第二通孔（11）和所述第一通孔（24）处均可拆卸的安装有密封堵头（50）。

4.根据权利要求3所述的一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，所述数据采集***包括数据处理终端（60）和压力采集单元，所述压力采集单元与多个所述检测子通道连接，以用于采集所述内桶（10）内部的压力，所述数据处理终端（60）与所述压力采集单元和所述流体输出计量***连接。

5.根据权利要求4所述的一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，所述压力采集单元包括电路板（61）、显示屏（62）和与多个所述检测子通道对应设置的测压管（63），所述测压管（63）的一端与对应的所述检测子通道连接，其另一端与所述电路板（61）电连接，所述显示屏（62）与所述电路板（61）和所述数据处理终端（60）电连接，所述测压管（63）上设有与其内部连通进气口（65），所述进气口（65）处可拆卸的安装有密封件，所述密封件用于关闭和打开所述进气口（65）。

6.根据权利要求4所述的一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，所述流体输出计量***包括第一蠕动泵（70）、第一储液容器（71）和计量单元（72），所述第一蠕动泵（70）通过第二软管（73）与所述第二通孔（11）连通，所述第二软管（73）靠近所述第三通孔（31）的一端设第一阀门（74），其远离所述第三通孔（31）的一端与所述第一储液容器（71）连接，所述第一储液容器（71）设置在所述计量单元（72）上，所述计量单元（72）与所述数据处理终端（60）电连接，其用于对第一储液容器（71）进行计重处理，并将信号发送至所述数据处理终端（60）。

7.根据权利要求3所述的一种模拟垮塌堆积储集体边水驱动采油的实验装置，其特征在于，所述边水驱动动力***包括第三软管（80）、第二储液容器（81）和第二蠕动泵（82），所述第三软管（80）一端与对应所述第二通孔组件上的任一所述第二通孔（11）可拆卸连接，其另一端伸入所述第二储液容器（81）内，所述第二蠕动泵（82）设置在所述第三软管（80）上，所述第三软管（80）靠近对应的所述第二通孔（11）的一端设有第二阀门（84）。

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