[发明专利]三维物理模拟实验装置及模拟致密油藏开发的方法

权利要求书

1.一种三维物理模拟实验装置，其特征在于，包括筒体、与所述筒体匹配的密封盖、胶筒、管线密封保护装置、测量电极、压力监测装置、注采井网；

所述密封盖包括同轴且依次相连的第一圆柱段、第二圆台段、第三圆柱段，所述第一圆柱段的外径与所述筒体的内径匹配，所述第二圆台段外径较大的一端与所述第一圆柱段相连，且外径小于所述筒体的内径，所述第三圆柱段的外径与所述第二圆台段外径较小的一端的外径相同；所述筒体与所述第一圆柱段之间设有密封圈一；

所述胶筒的上端套设在所述第二圆台段和所述第三圆柱段的外表面，所述胶筒与所述筒体之间形成围压腔，所述围压腔对应的筒体侧壁设有围压加压口，所述胶筒的内底部设有多孔介质模型，所述多孔介质模型与所述第三圆柱段之间设有橡胶密封垫；

所述管线密封保护装置包括第一垂直腔体、第二平行腔体、第三垂直腔体，所述密封盖和所述橡胶密封垫上均设有贯穿轴向的通道，所述通道的形状与所述第一垂直腔体相匹配，所述第一垂直腔体设置在所述通道中且上端位于密封盖的通道中、下端设置在所述多孔介质模型中且底部密封，位于所述多孔介质模型中的第一垂直腔体的径向设有至少一个通孔一，所述第二平行腔体的一端与所述通孔一相连，所述第二平行腔体的另一端密封，所述第二平行腔体轴线方向的底部上设有至少一个通孔二，所述第三垂直腔体的一端与所述通孔二相连，所述第三垂直腔体的另一端密封；

所述测量电极的检测端和所述压力监测装置的压力监测管线穿过所述第三垂直腔体插入所述多孔介质模型，所述测量电极的另一端和所述压力监测管线的另一端均通过所述管线密封保护装置导出；

所述注采井网包括注入井和采出井，所述注入井和采出井设置在所述多孔介质模型上，且所述注入井和采出井的管线通过所述管线密封保护装置导出。

2.根据权利要求1所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述第一圆柱段的上表面设有拉环。

3.根据权利要求1所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述管线密封保护装置与所述橡胶密封垫之间设有密封圈二。

4.根据权利要求1所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述测量电极与所述第三垂直腔体之间、所述压力监测管线与所述第三垂直腔体之间、所述注采井网的管线与所述第三垂直腔体之间均设有固体胶。

5.根据权利要求1所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述测量电极的电极线采用氟塑料电线，所述胶筒采用氟橡胶制成，所述筒体和所述密封盖采用不锈钢材料制成。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，还包括用于防止所述密封盖滑出所述筒体的压盖。

7.根据权利要求6所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述压盖包括依次相连的顶盖、侧壁、向内凸出的下缘，所述侧壁设有用于滑入所述筒体的开口，所述筒体的侧壁设有限位块，所述向内凸出的下缘作为所述限位块的卡齿，所述顶盖上设有贯穿所述顶盖的螺纹孔，所述螺纹孔内设有螺栓，通过旋转所述螺栓使所述压盖与所述密封盖抵接。

8.根据权利要求7所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述密封盖的上表面设有与所述螺栓匹配的限位槽。

9.根据权利要求8所述的三维物理模拟实验装置，其特征在于，所述螺栓的底部为球缺形。

10.一种模拟致密油藏开发的方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的三维物理模拟实验装置进行实验，通过设置所述注采井网的注入井和采出井，进行同步注采、异步注采、同步吞吐三类开采模式中的任意一项物理模拟实验；

进行同步注采实验时，多孔介质模型初始饱和油，加围压后，注入井以高压条件注入介质，生产井保持开放，记录各压力点及饱和度测量点数据以及产液状况，绘制饱和度场及压力场随时间的变化图；注入指定孔隙体积倍数以后，关闭注入井、生产井，等待指定周期以后，重复以上同步注采过程；

进行异步注采实验时，多孔介质模型初始饱和油，加围压后，关闭生产井，注入井按照实验要求以不同的压力恒压注入一定时间，然后关闭注入井，等待指定周期后，打开生产井，记录各压力点及饱和度测量点数据以及产液状况，绘制饱和度场及压力场随时间的变化图；重复以上过程，执行不同轮次的异步注采过程；

进行同步吞吐实验时，多孔介质模型初始饱和油，加围压后，注入井、生产井以实验设定的压力恒压注入一定时间，然后同时关闭注入井、生产井，等待指定周期后，同时打开注入井、生产井，记录各压力点及饱和度测量点数据以及产液状况，绘制饱和度场及压力场随时间的变化图；重复以上过程，执行不同轮次的同步吞吐过程。