特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置

摘要

本实用新型涉及一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置。一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置，包括依次连接的液体注入系统、储层模拟系统及液体采出系统；还包括位于储层模拟系统外的真空泵以及围压泵，真空泵以及围压泵的输出端连接至平板填砂模型内；还包括监测系统。本实用新型可以模拟特低渗透油藏蓄能增渗全周期过程中不同注采井网、不同注采方式、不同注采参数特征下液体注入、焖井、开井生产过程中注入井、对应采出井井口、井底及储层内不同位置处的压力变化特征，为特低渗透油藏蓄能增渗注采井组确定合理的注水参数、焖井时间、油井生产参数等合理开发技术政策的确定提供基础实验数据。

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气田开发专业研究领域，尤其是一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置。

背景技术

油田注水是目前低渗、特低渗透油藏的主要二次采油技术，通过注水保持地层能量，注水产生的驱替及渗吸双重作用提高了单井产量，为油田持续稳产做出了重要贡献；随着油田注水配套工程的不断推进与完善，油区内适合于注水的区域基本上已经全面实现了注水开发，但仍存在部分区域无法实现注水或已注水区域存在注水困难等现象，尤其是地处于鄂尔多斯盆地的延长及长庆油田，其主要油区处于陕北的黄土高原之上，其地面沟壑纵横的地理条件限制了注水管网的施工及后期维护管理；为克服注水管网建设成本高等困难，同时满足提高未注水区单井产量的要求，提出了一种适合于特低渗透油藏的蓄能增渗开发模式，该开发模式主要通过短时间、大液量快速高效注水补充地层能量，在注入井附近形成高压区，通过压驱作用及渗吸交换机理提高周围油井产量，进而实现特低渗透油藏的高效开发。

目前针对于矿场蓄能增渗开展的试验相对较少，其中延长油田、胜利油田、江苏油田、华北油田已经实施了部分矿场大液量压驱注水技术先导试验，已经取得了一定的认识，但目前针对于特低渗透油藏蓄能增渗注入过程、焖井过程及开井生产阶段压力的实时监测资料仍相对较少，对于后期进行分析造成了一定的困难，因此需要研制一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置，模拟特低渗透油藏蓄能增渗注入、焖井、开井过程中井口、井底及储层内的压力变化状况，为特低渗透油藏蓄能增渗矿场实施及提高油井产量提供技术支撑。

发明内容

本实用新型旨在针对上述问题，提出一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置。

本实用新型的技术方案在于：

一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置，包括依次连接的液体注入系统、储层模拟系统及液体采出系统；

所述储层模拟系统包括一凹型填砂框架，凹型填砂框架的顶端设有一上钢板作为凹型填砂框架的顶盖，顶盖与凹型填砂框架构成的区域为填砂空间；所述填砂空间内设有一平板填砂模型；

所述平板填砂模型包括以不同目数石英砂粒依次铺设在凹型填砂框架内底部构成的砂层，还包括注入井模拟装置及采出井模拟装置；其中，注入井模拟装置及采出井模拟装置均为中空圆柱体模拟井筒，所述中空圆柱体模拟井筒的顶端超出砂层的最高点且与凹型填砂框架的顶盖相接触，底端与凹型填砂框架的底部相接触；中空圆柱体模拟井筒内设有与中空圆柱体模拟井筒等高的细钢管，细钢管超出砂层的最高点的部分与对应中空圆柱体模拟井筒构成的环空处设有封隔器，细钢管的底端与凹型填砂框架的底部接触处设有压力传感器，细钢管伸入砂层内部的部分与中空圆柱体模拟井筒构成的环空处间隔设有封隔器，位于封隔器之间的细钢管的侧壁上均匀分布有孔；

还包括位于储层模拟系统外的真空泵以及围压泵，真空泵以及围压泵的输出端连接至平板填砂模型内；

还包括监测系统，所述监测系统包括与注入井模拟装置连接的注入井井口监测系统、与采出井模拟装置连接的采出井井底监测系统、及与储层模拟系统连接的储层内部监测系统；储层内部监测系统包括设置在砂层内其与砂层高度一致的监测臂，监测臂侧壁上均匀螺旋环绕有感应点。

所述液体注入系统包括高压注入管线，高压注入管线的一端连接有储液桶，另一端连接至注入井模拟装置，高压注入管线上设有阀门及恒速恒压泵；所述液体采出系统包括高压采出管线，高压采出管线的一端连接至采出井模拟装置，另一端连接有废液桶。

所述注入井井口监测系统包括位于高压注入管线上的压力传感器、流量传感器、压力表及流量表。

所述采出井井底监测系统包括位于细钢管的底端与凹型填砂框架的底部接触处的压力传感器及压力表。

还包括数据采集及处理系统，所述数据采集及处理系统包括电脑及与电脑连接的报警器，注入井井口监测系统、采出井井口监测系统及储层内部监测系统均与电脑连接。

所述上钢板通过紧固螺栓与凹型填砂框架固定，上钢板与紧固螺栓之间设有弹性密封垫圈。

所述上钢板与凹型填砂框架固定的一面、凹型填砂框架的内侧壁及底面均设有密封胶套。

所述中空圆柱体模拟井筒与砂层的接触面设有滤纸。

所述感应点以60°相位角螺旋型设置。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型可以模拟特低渗透油藏蓄能增渗全周期过程中不同注采井网、不同注采方式、不同注采参数特征下液体注入、焖井、开井生产过程中注入井、对应采出井井口、井底及储层内不同位置处的压力变化特征，为特低渗透油藏蓄能增渗注采井组确定合理的注水参数、焖井时间、油井生产参数等合理开发技术政策的确定提供基础实验数据，为特低渗透油藏蓄能增渗全周期矿场实施及参数优化调整提供可靠的基础数据，保障了特低渗透油藏蓄能增渗的实施效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中储层模拟系统的剖面图。

图3为本实用新型圆柱体模拟井筒的剖面图。

图4为本实用新型监测臂上压力传感器感应点位置示意图。

附图标记：1、储水桶；2、阀门；3、恒速恒压泵；4、高压注入管线；5、注入井模拟装置；6、采出井模拟装置；7、废液桶；8、凹型填砂框架；9、平板填砂模型；10、上钢板；11、密封胶套；12、紧固螺栓；13、弹性密封垫圈；14、真空泵；15、围压泵；16、高压采出管线；17、中空圆柱体模拟井筒；18、滤纸；19、细钢管；20、封隔器；21、压力传感器；22、孔；23、压力表；24、监测臂；25、感应点；26、电脑；27、流量表；28、流量传感器；29、报警器。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

一种特低渗透油藏蓄能增渗全周期压力实时监测的实验装置，包括依次连接的液体注入系统、储层模拟系统及液体采出系统；

所述储层模拟系统包括一凹型填砂框架8，凹型填砂框架8的顶端设有一上钢板10作为凹型填砂框架8的顶盖，顶盖与凹型填砂框架8构成的区域为填砂空间；所述填砂空间内设有一平板填砂模型9；

所述平板填砂模型9包括以不同目数石英砂粒依次铺设在凹型填砂框架8内底部构成的砂层，还包括注入井模拟装置5及采出井模拟装置6；其中，注入井模拟装置5及采出井模拟装置6均为中空圆柱体模拟井筒17，所述中空圆柱体模拟井筒17的顶端超出砂层的最高点且与凹型填砂框架8的顶盖相接触，底端与凹型填砂框架8的底部相接触；中空圆柱体模拟井筒17内设有与中空圆柱体模拟井筒17等高的细钢管19，细钢管19超出砂层的最高点的部分与对应中空圆柱体模拟井筒17构成的环空处设有封隔器20，细钢管19的底端与凹型填砂框架8的底部接触处设有压力传感器21，细钢管19伸入砂层内部的部分与中空圆柱体模拟井筒17构成的环空处间隔设有封隔器20，位于封隔器20之间的细钢管19的侧壁上均匀分布有孔22；

还包括位于储层模拟系统外的真空泵14以及围压泵15，真空泵14以及围压泵15的输出端连接至平板填砂模型9内；

还包括监测系统，所述监测系统包括与注入井模拟装置5连接的注入井井口监测系统、与采出井模拟装置6连接的采出井井底监测系统、及与储层模拟系统连接的储层内部监测系统；储层内部监测系统包括设置在砂层内其与砂层高度一致的监测臂24，监测臂24侧壁上均匀螺旋环绕有感应点25。

实施例2

在实施例1的基础上，还包括：

所述液体注入系统包括高压注入管线4，高压注入管线4的一端连接有储液桶，另一端连接至注入井模拟装置5，高压注入管线4上设有阀门2及恒速恒压泵3；所述液体采出系统包括高压采出管线16，高压采出管线16的一端连接至采出井模拟装置6，另一端连接有废液桶7；

所述注入井井口监测系统包括位于高压注入管线4上的压力传感器21、流量传感器28、压力表23及流量表27。所述采出井井底监测系统包括位于细钢管19的底端与凹型填砂框架8的底部接触处的压力传感器21及压力表23。还包括数据采集及处理系统，所述数据采集及处理系统包括电脑26及与电脑26连接的报警器29，注入井井口监测系统、采出井井口监测系统及储层内部监测系统均与电脑26连接。

实施例3

在实施例2的基础上，还包括：

所述上钢板10通过紧固螺栓12与凹型填砂框架8固定，上钢板10与紧固螺栓12之间设有弹性密封垫圈13。所述上钢板10与凹型填砂框架8固定的一面、凹型填砂框架8的内侧壁及底面均设有密封胶套11。所述中空圆柱体模拟井筒17与砂层的接触面设有滤纸18。所述感应点25以60°相位角螺旋型设置。

实验例1--模拟菱形反九点注采井网下蓄能增渗全周期压力变化

步骤（1）：平板填砂模型9制作及饱和

根据目的层储层参数利用不同目数石英砂粒进行平板填砂模型9的制作，模拟储层非均质性特征及相关地层参数进行实际模拟，模拟开始前对平板填砂模型9进行饱和工作；

步骤（2）：连接注采井网及确定注采参数

依据菱形反九点注采井网确定中空圆柱体模拟井筒17中哪些作为注入井模拟装置5，哪些作为采出井模拟装置6，注入井模拟装置5连接括高压注入管线4，采出井模拟装置6连接高压采出管线16，实现菱形反九点注采井网的实验模拟；同时确定注入井阶段注入量、阶段注入速度、累计注入量，采出井采液速度及采液量参数；

步骤（3）：注采方式

确定注入井模拟装置5的注入层位及采出井模拟装置6的采出层位，且注入层位及采出层位对应；

步骤（4）：全周期压力变化监测

1）注入程序

该阶段注入井模拟装置5投注，采出井模拟装置6关闭；第一阶段注入，注入井模拟装置5按照阶段注入速度达到阶段配注量后停注；第二阶段注入，注入井模拟装置5按照阶段注入速度达到阶段配注量后停注，以此类推，当达到注入井模拟装置5累计注入量后停注，注入过程中对注入井模拟装置5的井口压力、井底压力，采出井模拟装置6的井底及储层内部不同位置压力进行监测并进行数据采集处理显示；

2）焖井程序

该阶段注入井模拟装置5关闭，采出井模拟装置6关闭；通过对不同时刻注入井模拟装置5的井口压力、井底压力，采出井模拟装置6的井底及储层内部不同位置压力进行监测并进行数据采集处理显示；当注入井模拟装置5的井口压力、井底压力，采出井模拟装置6的井底压力基本稳定后焖井阶段结束；

3）采出程序

该阶段注入井模拟装置5关闭，采出井模拟装置6生产；对应采出井模拟装置6按照确定采液速度及采液量进行生产，采出过程中对注入井模拟装置5的井口压力、井底压力，采出井模拟装置6的井底及储层内部不同位置压力进行监测并进行数据采集处理显示；

4）参数敏感性分析

通过改变注入井模拟装置5的注入速度及累计注入量，焖井时间、采出井模拟装置6的采液速度及采液量等参数对各因素的敏感性进行分析；

步骤（5）：综合分析

通过对全周期压力变化数据进行采集、处理及分析，可以确定模拟菱形反九点注采井网开发模式下注入井合理的注入速度、注入量、焖井时间，采出井采液速度、采液量等参数。

实验例2--模拟不同注采方式下蓄能增渗全周期压力变化

步骤（1）及步骤（2）同实验例1；

步骤（3）：注采方式

通过对注入井模拟装置5及采出井模拟装置6设置实现单注单采、单注多采、多注多采、多注单采等不同注采方式下的压力监测；

步骤（4）同实验例1；

步骤（5）：综合分析

通过对全周期压力变化数据进行采集、处理及分析，可以确定不同注采井网、不同注采方式模式下注入井合理的注入速度、注入量、焖井时间，采出井采液速度、采液量等参数。