[实用新型]一种非均质碎屑岩水平井物理模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非均质碎屑岩水平井物理模型。

背景技术

水平井技术在油田勘探开发过程中发挥着重要作用，单口水平井产量约是同等条件下直井的3-8倍，整体效益明显。但是，水平井开发特点如完井方式、井眼轨迹、避水高度对开发速度和采收率的影响，各种作业措施如机械堵水、化学堵水、酸化等的作用机理认识不清，影响了水平井开发的技术优化。针对这一问题，需要通过物理模型开展模拟研究，在物模实验基础上建立数学模型，最终指导水平井开发。

国内外进行水平井物模实验的模型主要是二维非均质模型和三维均质模型，主要存在问题为：未考虑相似原则，与油藏相似程度低，不能反映油藏实际，难以充分模拟非均质条件下的水平井开发和各种配套作业措施。不具备可视化模拟功能，机理认识不直观。尚未建立既可直观可视观察油水分布，又可以通过数据采集再现三维油水分布的模型。

实用新型内容

针对现有水平井物理模型缺乏三维非均质模型，与实际油藏相似程度低，难以指导水平井开发特点和各种作业措施机理的研究的问题，本实用新型提供一种非均质碎屑岩水平井物模装置，通过建立壁面可视化、含水饱和度、压力三维数据采集（利用装置连接图图1的含水饱和度传感器12、压力变送器13实现），在相似原则指导下可充分模拟非均质性油藏的非均质碎屑岩水平井物模装置。可以实现常规出水和剩余油分布模拟功能，还可以进行堵水等各种增产技术的机理和工艺优化研究，兼顾井网和提高采收率措施的模拟功能。

本实用新型利用相似性准则由目标油藏条件确定物理模型的具体参数，利用不同粒径的石英砂在压实条件下，模拟油藏非均质性，利用相似雷诺数的人工井筒模拟不同完井条件的水平井。模型骨架为不锈钢筋板，壁面采用加固钢化玻璃，可视化模拟开发过程和作业措施后油水界面的变化。模型中布设传感器阵列，测定含水饱和度、压力，分析采集数据建立三维的油水饱和度曲线。

本实用新型的非均质碎屑岩水平井物模装置的模型主体的一个侧面（A面）为可视面，用耐压钢化玻璃制成，实现可视化功能；另一面为可动面（B面），从该面可向主模型内进行填砂等工作，实现物模装置的重复使用。可视化和三维压力饱和度采集模拟开发过程、堵水、酸化等工作液注入展布形态和措施后生产情况。

本实用新型涉及的非均质碎屑岩水平井物模装置，是在相似准则指导下三维物模，符合塔河碎屑岩油藏实际特点，依靠材料内层的加热组件，以及注水的加热组件，通过建立渗流、管流、井筒耦合的数学模型，几何相似、压力相似、物性相似、生产动态及井筒摩阻相似推导出水平井模型，具有与高压高温油藏的相似性，因此具有模拟高温、高压的能力，换句话说，此模型在低温（不高于50℃）低压（3MPa）下可以模拟油藏。此外，通过整体打压3MPa，为了提高压力传感器的捕捉压力变化灵敏度，开井模拟井筒压降、生产压差数据更为准确。通过可视化与三维饱和度、压力采集相结合，实现机理的直观认识。配备上覆压实密封模块（是指侧面剖面图图2的压盖及密封圈等）、井筒及轨迹模块（如图3所示，轨迹模块由三个平行布置的管道和数条竖直管线组成，水平井筒B通过管线连接水平井筒A，水平井井筒B通过管线连接水平井筒C，由智能开关控制管线的开关操作，从而实现水平井井轨迹的变化）、堵剂等工作液注入模块等基本组件，在常规出水和剩余油分布模拟功能之外，还可以进行堵水等各种增产技术的机理和工艺优化研究，兼顾井网和提高采收率措施的模拟功能。

所述的非均质碎屑岩水平井物模装置，按照油藏相似准则确定模型填砂厚度、砂体渗透率、驱替排量（驱替排量是指：能量供给装置向物模装置供给流体的流量，单位ml/min）等参数，可进行底水油藏产出、堵剂、酸液等措施工作液注入和作业后生产情况观察。

具体而言，本实用新型涉及一种非均质碎屑岩水平井物理模型，其特征在于，该模型由水平井主模型（1）、能量供给系统（2）、油水自动计量系统（3）、回压控制系统（4）和数据采集系统（5）构成，其中水平井主模型（1）分别与能量供给系统（2）、回压控制系统（4）、数据采集系统（5）相连，数据采集系统（5）分别与其余四个系统电连接，回压控制系统（4）又与水平井主模型（1）、油水自动计量系统（3）相连；

其中，所述水平井主模型包括模型主体（10），位于模型主体（10）内部的水平井筒（11）；