[实用新型]非均质模型CT扫描模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田勘探开发技术领域，特别涉及一种非均质模型油藏物理模拟实验装置，是一种用于CT扫描非均质模型的夹持器。

背景技术

我国多数油藏具有陆相沉积的特点，储层非均质严重。据统计，我国河流相与三角洲相储层的地质储量占投入开发总地质储量70％以上，储层非均质性严重，河流相沉积砂体通常以正韵律为主，从砂体底部向顶部由粗变细，渗透率由高变低，非均质程度跟沉积类型有很大关系，从曲流河砂体——分流河道砂体——水下分流河道砂体，渗透率的级差依次为＞10、3～10、2～5，渗透率变异系数约为0.718。入湖三角洲内前缘相常见的砂体结构为复合韵律砂体，砂体中部粒度较粗且均匀，向顶、底部略有变细，渗透率也略有变低，渗透率级差为3左右，变异系数0.639～0.427。三角洲前缘相席状砂体较常见中薄层反韵律砂体，从砂体底部向顶部粒度由细变粗，渗透率由低到高，渗透率级差2～3，渗透率变异系数约为0.621。油气藏的非均质性控制了流体在多孔介质中的渗流过程，也是影响油气采收率的主要内因。岩心物理模拟实验是研究油气运移规律的重要手段，非均质岩心物理模拟实验有助于认识非均质油藏油气运移的渗流机理，对非均质油藏的科学高效开发具有一定的指导和参考作用。

目前对非均质油藏渗流机理物理模拟研究通常采用并联填砂管模型或人工胶结非均质岩心模型。由于非均质油藏存在层间窜流，常规实验无法精细研究非均质岩心各渗透层位的动用情况，更无法实时观察到各层位含油变化及水驱流线特征，实验只能得到岩心驱油的综合信息，如采收率、含水率等。常规非均质油藏物理模型外壳均采用不锈钢材质以承受较高模拟压力，而CT扫描机产生的X射线无法穿透不锈钢材质。

CT扫描技术是一种专门用来进行无损检测和探伤的技术，随着计算机工业的发展，CT扫描系统性能不断提高，在石油工业许多领域得到了广泛的应用。CT扫描系统在岩石不被破坏的状态下进行岩石物理参数的测量与描述，研究岩心孔隙变化特征和非均质性。观察岩心内流动过程和测量驱替过程岩心内流体饱和度随时间变化。目前，碳纤维夹持器已用于短岩心柱驱替模拟系统的CT扫描，但岩心长度通常为5～8cm，无法对多层非均质模型在油藏条件下驱替过程进行实时跟踪扫描。从查新结果看，还未见有一种物理模拟实验装置能够实现对非均质模型在油藏条件下驱替过程实时CT扫描。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种非均质模型CT扫描模拟装置，该装置使用能够更接近真实非均质油藏特性的大尺寸非均质模型，非均质模型类型即可采用人工胶结非均质模型、取心岩心叠置非均质模型、露头岩心叠置非均质模型或填砂非均质模型。模型的尺寸较常规岩心实验采用的岩心柱大得多，更能完整、全面的反映非均质油藏真实特征。通过与CT扫描成像技术相结合，实时跟踪驱替过程中非均质模型内部油水分布、水驱流线改变、流体饱和度分布及其动态变化，为非均质油藏渗流与驱替机理研究提供可视化手段。

本实用新型采用的技术方案是：非均质模型CT扫描模拟装置，主要包括：铝合金外壳、碳纤维层、左堵头、右堵头、围压胶筒、非均质模型腔、轴向应力加载端头和密封圈，其特征在于：铝合金外壳为圆筒形，铝合金外壳的外壁包有碳纤维层，使模拟装置具备较高的承压水平，而且X射线可以穿透铝合金外壳，并对非均质模型驱替过程清晰扫描成像。非均质模型铝合金外壳，用碳纤维层加固，使实验围压能达到70MPa，孔隙流体压力能达到65MPa。

在铝合金外壳的左端有圆柱状的左堵头，左堵头的一端插入铝合金外壳的中心孔内，左堵头外壁凸起的环形台阶与铝合金外壳的端面接触，在铝合金外壳的左端螺纹固定有固定压帽，固定压帽旋紧后压在左堵头环形台阶上。左堵头有中心孔，在左堵头中心孔的外端部是注入口，注入口内壁有螺纹，能连接注入接头。在左堵头上有加热腔，加热腔是与中心孔平行的圆柱形孔，加热腔可以插入电加热棒进行加热，模型加热温度范围为30～200℃。在左堵头上有与中心孔平行的围压孔，在围压孔的外端部是围压接口，围压接口内壁有螺纹，能连接围压接头。围压孔的内端与铝合金外壳内腔联通。