專利名稱：儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及石油地質(zhì)和開發(fā)地質(zhì)領(lǐng)域，特別是綜合模擬儲(chǔ)層非均質(zhì)對油氣成藏、注水開發(fā)、水驅(qū)油及剩余油形成分布的影響。
背景技術(shù)：
:儲(chǔ)層非均質(zhì)是石油地質(zhì)和開發(fā)地質(zhì)領(lǐng)域里的一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容，儲(chǔ)層非均質(zhì)對油氣的成藏以及開采開發(fā)、水驅(qū)油、剩余油的形成和分布等都有重要的影響。在油氣勘探和開發(fā)過程中，具有相似油源條件、構(gòu)造背景的不同砂巖油氣藏，含油氣性卻有很大差別，其原因很可能是由不同的儲(chǔ)層非均質(zhì)性所導(dǎo)致，油氣成藏中的二次運(yùn)移和聚集過程實(shí)際上是油驅(qū)替地層水的過程，這一過程在儲(chǔ)層中進(jìn)行，必然受到儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響。由于不同沉積環(huán)境中所形成的砂體其儲(chǔ)層非均質(zhì)性各有特點(diǎn)，從而影響到油氣的成藏和分布，近年來，伴隨著油氣勘探實(shí)踐的進(jìn)行，針對復(fù)雜、隱蔽的巖性油氣藏、構(gòu)造-巖性油氣藏的成藏機(jī)理研究有了較大發(fā)展，儲(chǔ)層非均質(zhì)性對油氣成藏和油氣分布的影響也逐漸引起人們的重視，越來越多的實(shí)例與研究表明，儲(chǔ)層非均質(zhì)性對油氣成藏過程和油氣富集特征有著不可忽視的控制作用。與此同時(shí)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究也一直是油氣儲(chǔ)層評價(jià)研究和油藏描述的核心內(nèi)容，儲(chǔ)層非均質(zhì)影響著流體和巖石之間的滲流和驅(qū)替過程、流體分布規(guī)律、波及系數(shù)和驅(qū)替效果、剩余油形成與分布、油田最終采收率以及開采方式等，因此研究儲(chǔ)層非均質(zhì)對在開發(fā)階段尋找剩余油、提高采收率具有重要的作用。開展物理模擬一直是石油地質(zhì)以及開發(fā)地質(zhì)相關(guān)研究中的重要手段，一方面人們試圖通過“微縮模型”去探索運(yùn)移機(jī)理或者再現(xiàn)地質(zhì)歷史時(shí)期油氣的運(yùn)移過程，為勘探實(shí)踐提供理論依據(jù)，另一方面隨著油田開發(fā)的需要，人們也試圖通過建立不同模型去探索在注水開發(fā)中油水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、剩余油的分布以及不同開發(fā)方案的效果等，為有效地進(jìn)行油田開發(fā)提供服務(wù)。目前針對油氣的運(yùn)移聚集和水驅(qū)油過程設(shè)計(jì)過許多相關(guān)的物理模擬裝置，但現(xiàn)有的技術(shù)手段多以單功能研究為主，只針對油氣成藏或者油氣開發(fā)某一方面的內(nèi)容進(jìn)行研究，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多功能的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)現(xiàn)有的技術(shù)手段在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕陷^單一，對復(fù)雜的儲(chǔ)層非均質(zhì)表征能力較弱，在實(shí)驗(yàn)配置上不夠先進(jìn)，缺少科學(xué)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析功能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果粗糙，自動(dòng)化程度低
發(fā)明內(nèi)容
:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明主要從研究內(nèi)容、模型設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)配置、實(shí)驗(yàn)過程采集控制等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，將整個(gè)油氣成藏、開發(fā)過程作為有機(jī)的統(tǒng)一體，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，建立起一套系統(tǒng)完整的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，具有多模型、多功能、實(shí)時(shí)分析及動(dòng)態(tài)控制等方面的特點(diǎn)，可以通過實(shí)驗(yàn)深化和提升對儲(chǔ)層非均質(zhì)的認(rèn)識(shí)和研究。儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置是可以將油氣的成藏和開發(fā)過程綜合起來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模擬的一體化實(shí)驗(yàn)裝置，主要由流體注入系統(tǒng)(I)、地質(zhì)模型建立系統(tǒng)(2)和實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)(3)組成，其中流體注入系統(tǒng)主要包括流體容器、恒流泵和真空機(jī)；地質(zhì)模型建立系統(tǒng)主要包括二維的非均質(zhì)平板模型設(shè)備(2-1)和三維的非均質(zhì)模擬箱模型設(shè)備(2-2);實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)主要包括恒溫箱、油水自動(dòng)計(jì)量裝置、傳感裝置、數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)算機(jī)裝置和攝影錄像裝置。所述的流體注入系統(tǒng)中流體容器(1-1)中盛有所需要注入的流體，與恒流泵(1-2)連接；恒流泵主要包括注水泵和注油泵，用來將容器中的流體注入到建立的地質(zhì)模型中，恒流泵可以設(shè)定和顯示流體注入流速和壓力，并可以設(shè)置最高壓力限制，避免壓力過大造成安全事故；真空機(jī)(1-3)可以將地質(zhì)模型抽真空，方便流體充注。所述的地質(zhì)模型建立系統(tǒng)中的二維非均質(zhì)平板模型設(shè)備主要包括有模型本體、擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置，所述模型本體頂部為帶有鋼化玻璃的前面板(2-1-1)，能夠方便實(shí)驗(yàn)觀察，前面板與下部的立體腔室之間有密封墊，可以實(shí)現(xiàn)螺栓密封，立體腔室的后面板(2-1-2)均勻開有測量孔，用以安裝傳感探頭，后面板的下部為推板(2-1-3)和底面板(2-1-4)，底面板與液壓裝置相連，可實(shí)現(xiàn)推板的上下移動(dòng)，模型本體的兩側(cè)存在多個(gè)流體的注入口(2-1-5)和流體的排出口(2-1-6)，在注入口和排出口處安有控制流量的閥門(2-1-7)，可以靈活控制流體的流入、流出和布置不同的注采關(guān)系；所述擠壓裝置主要包括與模型本體相連的液壓活塞(2-1-8)和擠壓泵(2-1-9)，通過擠壓泵向液壓活塞中注入液體，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)底面板和推板向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)向模型中加壓；所述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置在模型本體的兩側(cè)連接有模型軸承(2-1-10)，在軸承上安有鎖緊裝置(2-1-11)，可以實(shí)現(xiàn)模型按照一定的角度旋轉(zhuǎn)并固定，模型軸承固定在弧形支架(2-1-12)的兩端頭，弧形支架與底座(2-1-13)相連，起到支撐作用，底座的底部連有滾輪(2-1-14)，滾輪上安有制動(dòng)裝置(2-1-15)，可實(shí)現(xiàn)模型裝置的整體移動(dòng)和固定。所述的地質(zhì)模型建立系統(tǒng)中的三維非均質(zhì)模擬箱模型設(shè)備主要包括有模型本體、擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置，其中模型本體為三維正方體箱體，在立體腔室的前面和后面為帶有鋼化玻璃的面板(2-2-1)，能夠方便實(shí)驗(yàn)觀察，前后面板與立體腔室之間有密封墊，可以實(shí)現(xiàn)螺栓密封，其他面板為法蘭密封，在箱體的上面板(2-2-2)分布有垂直井孔(2-2-3)，在井孔處可以插入有割槽和閥門的井管(2-2-4)，實(shí)現(xiàn)控制流體的注入和排出以及不同注采關(guān)系的布置，模型箱體的底面板(2-2-5)與可移動(dòng)活塞相連，可以實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，在箱體的左右兩側(cè)左面板(2-2-6)和右面板(2-2-7)上均勻開孔，用以安裝傳感探頭；所述擠壓裝置主要包括與模型本體相連的可移動(dòng)活塞(2-2-8)，通過螺栓擠壓推動(dòng)模型底面板上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維模型內(nèi)部有效體積可變，向模型中加壓；所述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置中模型軸承(2-2-9)與模型本體相連，軸承上安有鎖緊裝置(2-2-10)，可以實(shí)現(xiàn)模型按照一定的角度旋轉(zhuǎn)并固定，軸承固定在支架(2-2-11)上，支架與底座(2-2-12)相連，起到支撐作用，底座的底部連有滾輪(2-2-13)，滾輪上安有制動(dòng)裝置(2-2-14)，可實(shí)現(xiàn)模型裝置的整體移動(dòng)和固定。所述的實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)中的恒溫箱(3-1)可以放置建立好的地質(zhì)模型設(shè)備，并通過設(shè)定一定的溫度，封閉加熱實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境，恒溫箱內(nèi)有照明裝置(3-2)，恒溫箱前后面帶有鋼化玻璃(3-3)，可以方便觀察實(shí)驗(yàn)；在恒溫箱兩側(cè)為油水自動(dòng)計(jì)量裝置(3-4)，與地質(zhì)模型設(shè)備出水口相連，可以自動(dòng)循環(huán)計(jì)量；傳感裝置主要為傳感探頭和傳感探線，傳感探頭主要安裝在地質(zhì)模型的開口處，可以用來探測模型內(nèi)的溫度、壓力以及電阻率，傳感探頭根據(jù)模型不同可分為二維模型探頭(3-5)和三維模型探頭(3-6)，二維模型探頭每個(gè)探頭只有一個(gè)探針，而三維模型探頭每個(gè)探頭有三個(gè)探針，按照探針長短分為長探針、中探針和短探針，可以實(shí)現(xiàn)三維立體分布，最大限度地增加探測范圍，傳感探線(3-7)位于恒溫箱內(nèi)，每根傳感探線都有自己的標(biāo)識(shí)號(hào)碼，一端有接口可與探針自由連接，一端與數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換裝置相連，起到傳輸信號(hào)的作用；系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換裝置主要包括采集控制面板和數(shù)字電橋裝置，采集控制面板(3-8)位于恒溫箱的頂部，與油水計(jì)量裝置和傳感探線相連，用來收集采集的信息，數(shù)字電橋裝置(3-9)可以將采集控制面板收集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)；計(jì)算機(jī)裝置(3-10)與數(shù)字電橋裝置相連，計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有儲(chǔ)層非均質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)，能動(dòng)態(tài)地控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理和分析，攝影錄像裝置(3-11)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄。所述的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)油氣成藏和油氣開發(fā)過程的綜合模擬，其主要的實(shí)驗(yàn)過程包括飽和水過程、油驅(qū)水過程和水驅(qū)油過程，基本的步驟為:(I)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，安裝和連接好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在模型本體中利用一定材料構(gòu)造設(shè)計(jì)好的儲(chǔ)層非均質(zhì)地質(zhì)模型，并進(jìn)行密封。(2)利用擠壓裝置向地質(zhì)模型中加壓，將模型壓實(shí)并實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)的高壓條件。(3)將儲(chǔ)層非均質(zhì)地質(zhì)模型放置恒溫箱內(nèi)，開啟恒溫箱，實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)的高溫條件。(4)打開儲(chǔ)層非均質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)軟件，進(jìn)行相應(yīng)操作，設(shè)置好參數(shù)，開啟模擬實(shí)驗(yàn)。(5)利用流體注入系統(tǒng)以一定的方式向模型中注入模擬地層水，實(shí)現(xiàn)飽和地層水。(6)利用流體注入系統(tǒng)以一定的方式向模型中注入模擬石油，實(shí)現(xiàn)油驅(qū)水過程。(7)利用流體注入系統(tǒng)以一定的方式向模型中注入模擬地層水，實(shí)現(xiàn)水驅(qū)油過程。(8)實(shí)驗(yàn)過程中軟件實(shí)時(shí)采集記錄探測信息，并對結(jié)果進(jìn)行處理分析，利用攝影錄像裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄。本發(fā)明建立起一套系統(tǒng)完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置，將油氣成藏和開發(fā)過程有機(jī)結(jié)合起來，提供一個(gè)更加開放的系統(tǒng)，整體實(shí)驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)分析，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計(jì)靈活、組裝方便，可以實(shí)現(xiàn)多模型、多條件、多功能的模擬實(shí)驗(yàn)，例如可以開展不同圈閉類型、不同構(gòu)造背景下的油氣運(yùn)移聚集模擬實(shí)驗(yàn)以及開展不同儲(chǔ)層構(gòu)型、不同注采關(guān)系下的驅(qū)替開發(fā)效果和剩余油分布模擬實(shí)驗(yàn)等，用途廣泛。


:圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)流程示意2為二維非均質(zhì)模型設(shè)備剖視結(jié)構(gòu)示意3為三維非均質(zhì)模型設(shè)備剖視結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牟煌謩e進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)和流程。實(shí)施例一:二維模型的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)(I)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的相關(guān)物品，檢測儀器，將二維模型平板置平，按照實(shí)驗(yàn)方案連接和安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并在模型本體中的立體腔室內(nèi)利用砂、粘土等實(shí)驗(yàn)材料構(gòu)造具有不同巖性、物性、幾何形態(tài)及組合關(guān)系的儲(chǔ)層非均質(zhì)二維地質(zhì)模型，在完成后蓋上密封墊和前面板(2-1-1)，實(shí)現(xiàn)螺栓密封。(2)利用擠壓泵(2-1-9)向液壓活塞(2-1-8)中注入液體，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)底面板(2-1-4)和推板(2-1-3)向上移動(dòng)，向模型中進(jìn)行加壓，將模型壓實(shí)并實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)所需要的高壓條件。(3)將二維模型裝置放置恒溫箱內(nèi)封閉，開啟恒溫箱(3-1)進(jìn)行加熱，設(shè)定一定的溫度，實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)所需要的高溫條件。(4)打開計(jì)算機(jī)(3-10)儲(chǔ)層非均質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)軟件，選擇平面模型，設(shè)置好參數(shù)并保存，進(jìn)入流程，開啟實(shí)驗(yàn)。(5)開啟水恒流泵(1-2)，設(shè)定一定的流速和流壓，將水容器(1-1)中的模擬地層水注入到地質(zhì)模型中，為方便實(shí)現(xiàn)飽和地層水，可以用真空機(jī)(1-3)將模型抽真空；在軟件中選擇飽和水過程，設(shè)置采樣間隔，采集記錄探頭電阻率值；在實(shí)驗(yàn)中可以時(shí)時(shí)觀察記錄平面模型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并查看平面模型的電阻率值、電阻率的平面分布和流體的計(jì)量情況；至模型中飽和模擬地層水，探頭電阻率值保持穩(wěn)定，此時(shí)記錄計(jì)算模型中最大電阻值和注入的飽和模擬地層水量。(6)結(jié)束注水過程，開啟油恒流泵(1-2)，設(shè)定一定的流速和流壓，將油容器(1-1)中的模擬石油注入到地質(zhì)模型中；在軟件中選擇飽和油過程，設(shè)置采樣間隔，采集記錄探頭電阻率值；在實(shí)驗(yàn)中可以時(shí)時(shí)觀察記錄平面模型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并查看平面模型的電阻率值、電阻率的平面分布和流體的計(jì)量情況；至模型中飽和模擬石油，電阻率基本不變，油大量出來，此時(shí)記錄計(jì)算模型中最小電阻值和注入的飽和模擬石油量。(7)結(jié)束注油過程，開啟水恒流泵(1-2)，設(shè)定一定的流速和流壓，將水容器(1-1)中的模擬地層水注入到地質(zhì)模型中；在軟件中設(shè)置添加新介質(zhì)參數(shù)，包括填入飽和水的情況下電阻率的最大值、飽和油情況下的含水飽和度和電阻率的最小值；填入模型中的油體積，選擇水驅(qū)油過程，設(shè)置采樣間隔，采集記錄探頭電阻率值，并計(jì)算相應(yīng)的飽和度值，在實(shí)驗(yàn)中可以時(shí)時(shí)觀察記錄平面模型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并查看平面模型的電阻率值、飽和度值和電阻率、飽和度的平面分布以及流體的計(jì)量情況；至不出油時(shí)水驅(qū)油過程結(jié)束，導(dǎo)出數(shù)據(jù)結(jié)果，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理分析。實(shí)施例二:三維模型的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)(I)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的相關(guān)物品，檢測儀器，將三維模型箱體置平，按照實(shí)驗(yàn)方案連接和安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并在模型本體中的立體腔室內(nèi)利用砂、粘土等實(shí)驗(yàn)材料構(gòu)造具有不同巖性、物性、幾何形態(tài)及組合關(guān)系的儲(chǔ)層非均質(zhì)三維地質(zhì)模型，在完成后蓋上密封墊和前面板，實(shí)現(xiàn)螺栓和法蘭密封。(2 )通過螺栓擠壓可移動(dòng)活塞(2-2-8 )推動(dòng)模型底面板(2-2-5 )移動(dòng)，向模型中進(jìn)行加壓，將模型壓實(shí)并實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)所需要的高壓條件。(3)將三維模型裝置放置恒溫箱內(nèi)封閉，開啟恒溫箱(3-1)進(jìn)行加熱，設(shè)定一定的溫度，實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)所需要的高溫條件。(4)打開計(jì)算機(jī)儲(chǔ)層非均質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)軟件，選擇三維模型，設(shè)置好參數(shù)保存，進(jìn)入流程，開啟實(shí)驗(yàn)。(5)開啟水恒流泵(1-2)，設(shè)定一定的流速和流壓，將水容器(1-1)中的模擬地層水注入到地質(zhì)模型中，為方便實(shí)現(xiàn)飽和地層水，可以用真空機(jī)(1-3)將模型抽真空；在軟件中選擇飽和水過程，設(shè)置采樣間隔，采集記錄探頭電阻率值；在實(shí)驗(yàn)中可以時(shí)時(shí)觀察記錄三維面模型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并查看三維模型的電阻率值、電阻率的立體分布和流體的計(jì)量情況；至模型中飽和模擬地層水，探頭電阻率值保持穩(wěn)定，此時(shí)記錄計(jì)算模型中最大電阻值和注入的飽和模擬地層水量。(6)結(jié)束注水過程，開啟油恒流泵((1-2))，設(shè)定一定的流速和流壓，將油容器(1-1)中的模擬石油注入到地質(zhì)模型中；在軟件中選擇飽和油過程，設(shè)置采樣間隔，采集記錄探頭電阻率值；在實(shí)驗(yàn)中可以時(shí)時(shí)觀察記錄三維模型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并查看三維模型的電阻率值、電阻率的立體分布和流體的計(jì)量情況；至模型中飽和模擬石油，電阻率基本不變，油大量出來，此時(shí)記錄計(jì)算模型中最小電阻值和注入的飽和模擬石油量。(7)結(jié)束注油過程，開啟水恒流泵(1-2)，設(shè)定一定的流速和流壓，將水容器(1-1)中的模擬地層水注入到地質(zhì)模型中；在軟件中設(shè)置添加新介質(zhì)參數(shù)，包括填入飽和水的情況下電阻率的最大值、飽和油情況下的含水飽和度和電阻率的最小值；填入模型中的油體積，選擇水驅(qū)油過程，設(shè)置采樣間隔，采集記錄探頭電阻率值，并計(jì)算相應(yīng)的飽和度值，在實(shí)驗(yàn)中可以時(shí)時(shí)觀察記錄三維模型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并查看三維模型的電阻率值、飽和度值和電阻率、飽和度的立體分布以及流體的計(jì)量情況；至不出油時(shí)水驅(qū)油過程結(jié)束，導(dǎo)出數(shù)據(jù)結(jié)果，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理分析。
權(quán)利要求
1.儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置是可以將油氣的成藏和開發(fā)過程綜合起來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模擬的一體化實(shí)驗(yàn)裝置，主要由流體注入系統(tǒng)(I)、地質(zhì)模型建立系統(tǒng)(2)和實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)(3)組成，其中每個(gè)系統(tǒng)和系統(tǒng)間都配有一系列相應(yīng)的連接裝置(4)，其中流體注入系統(tǒng)主要包括流體容器、恒流泵和真空機(jī)；地質(zhì)模型建立系統(tǒng)主要包括二維的非均質(zhì)平板模型設(shè)備和三維的非均質(zhì)模擬箱模型設(shè)備；實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)主要包括恒溫箱、油水自動(dòng)計(jì)量裝置、傳感裝置、數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)算機(jī)裝置和攝影錄像裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于流體注入系統(tǒng)中的流體容器(1-1)與恒流泵(1-2)連接；恒流泵包括注水泵和注油泵，用來將容器中的流體注入到建立的地質(zhì)模型中，恒流泵可以設(shè)定和顯示流體注入流速和壓力，并可以設(shè)置最高壓力限制，避免壓力過大造成安全事故；真空機(jī)(1-3)可以將地質(zhì)模型抽真空，方便流體充注。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于地質(zhì)模型建立系統(tǒng)中的二維非均質(zhì)平板模型設(shè)備主要包括有模型本體、擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置，所述模型本體頂部為帶有鋼化玻璃的前面板(2-1-1)，能夠方便實(shí)驗(yàn)觀察，前面板與下部的立體腔室之間有密封墊，可以實(shí)現(xiàn)螺栓密封，立體腔室的后面板(2-1-2)均勻開有測量孔，用以安裝傳感探頭，后面板的下部為推板(2-1-3)和底面板(2-1-4)，底面板與液壓裝置相連，可實(shí)現(xiàn)推板的上下移動(dòng)，模型本體的兩側(cè)分別為流體的注入口(2-1-5)和流體的排出口(2-1-6),在注入口和排出口處安有控制流量的閥門(2-1-7);所述擠壓裝置主要包括與模型本體相連的液壓活塞(2-1-8)和擠壓泵(2-1-9)，用來向模型中加壓；所述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置中在模型本體兩側(cè)連接有模型軸承(2-1-10)，軸承上安有鎖緊裝置(2-1-11)，可以實(shí)現(xiàn)模型按照一定的角度旋轉(zhuǎn)并固定，模型軸承固定在弧形支架(2-1-12)的兩端頭，弧形支架通過與底座(2-1-13)相連，起到支撐作用，底座的底部連有滾輪(2-1-14)，滾輪上安有制動(dòng)裝置(2-1-15)，可實(shí)現(xiàn)模型裝置的整體移動(dòng)和固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于地質(zhì)模型建立系統(tǒng)中的三維非均質(zhì)模擬箱模型設(shè)備主要包括有模型本體、擠壓裝置和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置，其中所述模型本體為三維正方體箱體，在立體腔室的前面和后面為帶有鋼化玻璃的面板(2-2-1)，能夠方便實(shí)驗(yàn)觀察，前后面板與立體腔室之間有密封墊，可以實(shí)現(xiàn)螺栓密封，其他面板為法蘭密封，在箱體的上面板(2-2-2 )分布有垂直井孔(2-2-3 )，在井孔處可以插入有割槽和閥門的井管(2-2-4)，實(shí)現(xiàn)控制流體的注入和排出以及不同注采關(guān)系的布置，模型箱體的底面板(2-2-5)與可移動(dòng)活塞相連，可以實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，在箱體的左右兩側(cè)左面板(2-2-6)和右面板(2-2-7)上均勻開孔，用以安裝傳感探頭；所述擠壓裝置主要包括與模型本體相連的可移動(dòng)活塞(2-2-8)，實(shí)現(xiàn)三維模型內(nèi)部有效體積可變；所述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置中模型軸承(2-2-9)與模型本體相連，軸承上安有鎖緊裝置(2-2-10)，可以實(shí)現(xiàn)模型按照一定的角度旋轉(zhuǎn)并固定，軸承固定在支架(2-2-11)上，支架與底座(2-2-12)相連，起到支撐作用，底座的底部連有滾輪(2-2-13)，滾輪上安有制動(dòng)裝置(2-2-14)，可實(shí)現(xiàn)模型裝置的整體移動(dòng)和固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)中的恒溫箱(3-1)可以放置建立好的地質(zhì)模型設(shè)備，并設(shè)定一定的溫度，加熱實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境，恒溫箱內(nèi)有照明裝置(3-2)，恒溫箱前后面帶有鋼化玻璃(3-3)，可以方便觀察實(shí)驗(yàn)；在恒溫箱兩側(cè)為油水自動(dòng)計(jì)量裝置(3-4)，與地質(zhì)模型設(shè)備出水口相連，可以自動(dòng)循環(huán)計(jì)量；傳感裝置主要為傳感探頭和傳感探線，傳感探頭主要安裝在地質(zhì)模型的接口處，可以用來探測模型內(nèi)的溫度、壓力以及電阻率，傳感探頭根據(jù)模型不同可分為二維模型探頭(3-5)和三維模型探頭(3-6)，二維模型探頭每個(gè)探頭只有一個(gè)探針，而三維模型探頭每個(gè)探頭有三個(gè)探針，按照探針長短分為長探針、中探針和短探針，傳感探線(3-7)位于恒溫箱內(nèi)，每根傳感探線都有自己的標(biāo)識(shí)號(hào)碼，一端可與探針自由連接，一端與數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換裝置相連，起到傳輸信號(hào)的作用；系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換裝置主要包括采集控制面板和數(shù)字電橋裝置，采集控制面板(3-8)位于恒溫箱的頂部，與油水計(jì)量裝置和傳感探線相連，用來收集信息，數(shù)字電橋裝置(3-9)可以將采集控制面板收集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)；計(jì)算機(jī)裝置(3-10)與數(shù)字電橋裝置相連，計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有儲(chǔ)層非均質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)，能動(dòng)態(tài)地控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理和分析；攝影錄像裝置(3-11)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于可以實(shí)現(xiàn)油氣成藏和油氣開發(fā)過程的綜合模擬，其主要的實(shí)驗(yàn)過程包括飽和水過程、油驅(qū)水過程和水驅(qū)油過程，同時(shí)所述儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)靈活、組裝方便，通過協(xié)調(diào)配置可以實(shí)現(xiàn)多種 實(shí)驗(yàn)功能。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是儲(chǔ)層非均質(zhì)綜合模擬實(shí)驗(yàn)裝置，屬于石油地質(zhì)和開發(fā)地質(zhì)領(lǐng)域模擬實(shí)驗(yàn)裝置。主要解決了以往模擬地質(zhì)模型簡單、模擬功能單一以及成藏和開發(fā)模擬脫節(jié)的問題。本實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了油氣成藏和開發(fā)過程的一體化模擬，特別是儲(chǔ)層非均質(zhì)性對油氣成藏、注水開發(fā)及剩余油形成與分布的影響。本裝置主要由流體注入系統(tǒng)、地質(zhì)模型建立系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)采集及控制系統(tǒng)組成，每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)間都配有相應(yīng)的連接裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)全面，綜合性強(qiáng)，同時(shí)設(shè)計(jì)靈活，結(jié)構(gòu)合理，操作方便，自動(dòng)化程度高，不但可以對油藏流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行直接觀察，還可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測油藏各處流體的變化，因此可以實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)功能，用途廣泛。
文檔編號(hào)E21B49/00GK103206209SQ201310098490
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者林承焰, 李紅南, 任麗華, 張憲國, 任懷強(qiáng), 朱兆群 申請人:中國石油大學(xué)(華東)