一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括：滲流槽；水平井模擬井筒，安裝在滲流槽內(nèi)，且開設(shè)有第一射孔；等效水平井模擬井筒，開設(shè)有與第一射孔對(duì)應(yīng)連通的第二射孔，連通第一射孔和第二射孔的管路上設(shè)有節(jié)流閥，等效水平井模擬井筒安裝有壓力變送器，支架上安裝滑竿，滑竿上安裝有粒子成像測(cè)試系統(tǒng)；與滲流槽連通的水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)；三相流量計(jì)，其兩個(gè)出口分別與水相供給系統(tǒng)和油相供給系統(tǒng)連通，另一個(gè)出口與等效水平井模擬井筒連通，其上還設(shè)有氣相出口端。本發(fā)明所模擬的地層系統(tǒng)、水平井模擬井筒與實(shí)際情況相符，具有代表性，因而所做的實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)具有很好的指導(dǎo)意義。
【專利說(shuō)明】一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)雜結(jié)構(gòu)井三維流動(dòng)物理模型，更具體地說(shuō)，涉及一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其對(duì)提高油氣井產(chǎn)能、剩余油挖潛，具有重要的作用。但其流動(dòng)規(guī)律及其在數(shù)模、試井及油藏方面的影響還不清楚，而目前的研究主要集中在理論推導(dǎo)及利用水電相似原理進(jìn)行規(guī)則井流場(chǎng)模擬；對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)井與地層耦合流動(dòng)主要通過(guò)對(duì)井結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化來(lái)研究。
[0003]由于電模擬的局限，不能對(duì)地層中三維空間的真實(shí)流動(dòng)進(jìn)行反映，更對(duì)井筒中的復(fù)雜流動(dòng)無(wú)能為力。因此需要建立真實(shí)反映地層與復(fù)雜結(jié)構(gòu)井耦合流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，搞清其流動(dòng)規(guī)律建立能夠反映其復(fù)雜流動(dòng)規(guī)律的模型，為后續(xù)數(shù)模，試井及油藏工程研究提供基礎(chǔ)。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01010219164.5的中國(guó)專利申請(qǐng)《復(fù)雜結(jié)構(gòu)井井筒固液兩相變質(zhì)量流動(dòng)模擬系統(tǒng)》。此裝置系統(tǒng)包括一模擬井筒，模擬井筒由多段管體固定連通構(gòu)成；模擬井筒的入口端連接有固液兩相流體供給裝置，模擬井筒的出口端連接有固液兩相流體分離裝置；提供一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井井筒兩相變質(zhì)量流動(dòng)模擬系統(tǒng)，可模擬油氣開采過(guò)程中地層砂粒隨產(chǎn)出液進(jìn)入井筒的固液兩相變質(zhì)量流動(dòng)過(guò)程，以及地層沙粒與產(chǎn)出液在井筒中的固液兩相定質(zhì)量流動(dòng)過(guò)程，由此可進(jìn)一步深入研究疏松砂巖油藏開發(fā)中砂粒進(jìn)入管路以及被攜帶至井口整個(gè)過(guò)程。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01210562671.8的中國(guó)專利申請(qǐng)《復(fù)雜結(jié)構(gòu)井井筒油氣水三相流體變質(zhì)量流動(dòng)的模擬裝置》。該模擬裝置包括模擬井筒和模擬井筒連接的供氣裝置、供油裝置和供水裝置，該模擬裝置可以模擬單相流體、氣液兩相流體及油氣水三相流體流動(dòng)。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?01210071679.4的中國(guó)專利申請(qǐng)《水平井滲流實(shí)驗(yàn)裝置》。該發(fā)明裝置由主體支架、滲流觀察板、高壓氣泵、儲(chǔ)水槽、水泵、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、滲流槽、水平段模擬井筒和攝像機(jī)組成。該裝置的發(fā)明目的是提供一種模擬和研究水平井周圍地層向水平井筒穩(wěn)定滲流的物理模型，清晰展現(xiàn)水平井滲流狀態(tài)，同時(shí)分析不同水平井完井方式對(duì)水平井周圍地層滲流的影響。
[0007]現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置均沒(méi)有地層模擬系統(tǒng)，不能模擬油氣水在地層當(dāng)中的滲流以及地層流動(dòng)與井筒流動(dòng)的耦合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)模擬油氣水在地層當(dāng)中的滲流以及地層流動(dòng)與井筒流動(dòng)的耦合。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0010]一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括:[0011]滲流槽；
[0012]水平井模擬井筒，安裝在滲流槽內(nèi)，且所述水平井模擬井筒均勻開設(shè)有第一射孔；
[0013]設(shè)置于支架10上的等效水平井模擬井筒，所述等效水平井模擬井筒上開設(shè)有與所述第一射孔一一對(duì)應(yīng)的第二射孔，所述第一射孔與所述第二射孔通過(guò)管路連通，連通所述第一射孔和所述第二射孔的管路上設(shè)有節(jié)流閥，所述第二射孔的兩側(cè)分別安裝有壓力變送器，所述滑竿通過(guò)滑動(dòng)塊安裝在支架上，并與等效水平井模擬井筒保持一定的距離，滑竿上安裝有粒子成像測(cè)試系統(tǒng)；
[0014]與所述滲流槽連通的水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)；
[0015]三相流量計(jì)，所述三相流量計(jì)的兩個(gè)出口分別與所述水相供給系統(tǒng)和油相供給系統(tǒng)連通，另一個(gè)出口與所述等效水平井模擬井筒連通，所述三相流量計(jì)上還設(shè)有氣相出口端，所述三相流量計(jì)與所述等效水平井模擬井筒連通的管路上安裝有流量計(jì)和節(jié)流閥。
[0016]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與所述滲流槽連通的管路上均設(shè)置有向所述滲流槽方向連通的單向節(jié)流閥。
[0017]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與所述滲流槽均具有多個(gè)連通點(diǎn)，且多個(gè)連通點(diǎn)沿所述滲流槽的長(zhǎng)度方向均勻布置。
[0018]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于所述滲流槽上的法蘭盤，所述法蘭盤上開設(shè)有與所述第一射孔一一連通的第三射孔，所述第二射孔與所述第三射孔一一連通。
[0019]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，水平井模擬井筒與所述等效水平井模擬井筒結(jié)構(gòu)相同。
[0020]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，連通所述第一射孔和所述第二射孔的管路上設(shè)有流量計(jì)。
[0021]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述水相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的由水槽、水泵、穩(wěn)壓器、第一控制閥、壓力計(jì)、渦輪流量計(jì)、第二控制閥和示蹤劑注入盒，所述水相供給系統(tǒng)具有水槽的一端與所述三相流量計(jì)連通。
[0022]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，油相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的油槽、油泵、穩(wěn)壓器、第一控制閥、壓力計(jì)、渦輪流量計(jì)、第二控制閥和示蹤劑注入盒，所述油相供給系統(tǒng)具有油槽的一端與所述三相流量計(jì)連通。
[0023]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述氣相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器、冷干機(jī)、第一控制閥、壓力計(jì)、渦街流量計(jì)、第二控制閥和示蹤劑注入盒，所述空氣壓縮機(jī)與所述儲(chǔ)氣罐之間安裝有節(jié)流閥，所述儲(chǔ)氣罐具有放空閥。
[0024]優(yōu)選地，在上述復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器為多個(gè)。
[0025]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有如下技術(shù)效果:[0026](I)本發(fā)明所模擬的地層系統(tǒng)(由滲流槽來(lái)模擬)、水平井模擬井筒與實(shí)際情況相符，具有代表性，因而所做的實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)具有很好的指導(dǎo)意義；
[0027](2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際模擬的油藏選擇均質(zhì)、非均質(zhì)以及分層填砂，滲流槽中分布的壓力變送器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層中壓力波的傳播情況，分析流體在地層中的滲流規(guī)律；
[0028](3)等效水平井模擬井筒的第二射孔處的壓力變送器、流量計(jì)和滑竿上粒子成像測(cè)試系統(tǒng)的安裝，可以清晰反映流量沿井筒的分布，水平井模擬井筒內(nèi)不同壓降的分布，水平井模擬井筒內(nèi)的壓力分布以及水平井產(chǎn)量隨長(zhǎng)度的變化；
[0029](4)本發(fā)明既可以單獨(dú)研究油氣水單相滲流及耦合，也可以研究油氣、油水、氣水兩相滲流及耦合，還可以研究油氣水三相滲流及耦合，具有多用性；
[0030](5)水平井模擬井筒、等效水平井模擬井筒的高度可以調(diào)節(jié)，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整傾斜度，還可以改變模擬井筒形狀，如蛇曲形、分支型、魚骨形等，用以研究水平井實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程；
[0031](6)本發(fā)明可模擬底水錐進(jìn)、氣頂油藏，可模擬定流量開采，可模擬水平井筒內(nèi)兩相變質(zhì)量流動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲流槽的俯視圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲流槽的正視圖；
[0036]圖4為圖3沿A-A面的剖視圖；
[0037]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲流槽的透視圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井模擬井筒的俯視圖；
[0039]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的等效水平井模擬井筒的正視圖。
[0040]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:1.滲流槽，2.連通點(diǎn)，3.單相節(jié)流閥,4法蘭盤,5、12.流量計(jì),6.等效水平井模擬井筒，7.粒子成像測(cè)試系統(tǒng)，8、47.壓力變送器，9、13、35.節(jié)流閥，10.支架，
11.滑動(dòng)塊，14.三相流量計(jì)，15.氣相出口端，16.油相出口端，17.水相出口端，18.水槽，19.水泵，20、28.穩(wěn)壓器，21、29、42.第一控制閥，22、30、43.壓力計(jì)，23、31.渦輪流量計(jì)，24,32,45.第二控制閥，25、33、46.示蹤劑注入盒，26.油槽，27.油泵，34.空氣壓縮機(jī)，36.放空閥，37.儲(chǔ)氣罐，38、40、41.帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器，39.冷干機(jī)，44.渦街流量計(jì)，48.水平井模擬井筒，49.第一射孔，50.滑竿。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明公開了一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)模擬油氣水在地層當(dāng)中的滲流以及地層流動(dòng)與井筒流動(dòng)的耦合。
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]請(qǐng)參閱圖1-圖7，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲流槽的俯視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲流槽的正視圖；圖4為圖3沿A-A面的剖視圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的滲流槽的透視圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井模擬井筒的俯視圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的等效水平井模擬井筒的正視圖。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括滲流槽1、水平井模擬井筒48、等效水平井模擬井筒6、水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)、氣相供給系統(tǒng)和三相流量計(jì)14。
[0045]其中，滲流槽I可以安裝在水泥臺(tái)底座上，滲流槽頂和底及前后共四個(gè)面的中部分別均勻開孔，并安裝注入管線組，頂面安裝氣相供給系統(tǒng)的氣相注入管線組，底面安裝水相供給系統(tǒng)的水相注入管線組，前后兩側(cè)安裝油相供給系統(tǒng)的油相注入管線組，注入管線與滲流槽I壁面上孔眼一一對(duì)應(yīng)連通。
[0046]用于模擬地層系統(tǒng)的滲流槽I可為一個(gè)矩形槽，矩形槽的底板和框架用不銹鋼制成，其它面用鋼化玻璃制成。在矩形槽中充填石英砂，形成均質(zhì)和非均質(zhì)砂巖油氣藏。其中非均勻油氣藏模型是由等厚三層組成，自下而上分別為高滲透層、中滲透層和低滲透層，模擬正韻律沉積地層。裂縫性儲(chǔ)層的模型是通過(guò)在地層中放入有機(jī)玻璃實(shí)現(xiàn)。
[0047]滲流槽I頂面注入管線注氣，底面注入管線注水，兩側(cè)注入管線注油，這種注入方式更加貼近真實(shí)油藏中油氣水的分布規(guī)律。
[0048]滲流槽I模擬地層中布入壓力變送器，用來(lái)測(cè)量地層中滲流場(chǎng)和壓力場(chǎng)的分布狀況。
[0049]設(shè)置于支架10上的水平井模擬井筒48安裝在滲流槽I內(nèi)，且水平井模擬井筒48均勻開設(shè)有第一射孔49。等效水平井模擬井筒6上開設(shè)有與第一射孔49 一一對(duì)應(yīng)的第二射孔，第一射孔49與第二射孔通過(guò)管路連通，連通第一射孔49和第二射孔的管路上設(shè)有節(jié)流閥9，第二射孔的兩側(cè)分別安裝有壓力變送器8，滑竿通過(guò)滑動(dòng)塊安裝在支架上，并與等效水平井模擬井筒保持一定的距離，滑竿上安裝有粒子成像測(cè)試系統(tǒng)。
[0050]水平井模擬井筒48是由透明的有機(jī)玻璃管制成，便于對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行可視化觀察。
[0051]粒子成像測(cè)試系統(tǒng)7可以對(duì)單孔眼的流動(dòng)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，在滲流槽I的流入端安有示蹤劑注入盒，通過(guò)示蹤劑注入盒向滲流場(chǎng)中注入示蹤粒子。粒子成像測(cè)試系統(tǒng)7不與流體直接接觸，而是用脈沖激光片光照射所測(cè)流場(chǎng)的切面區(qū)域，通過(guò)成像記錄系統(tǒng)攝取兩次或者多次曝光的粒子圖像，形成實(shí)驗(yàn)圖像，再利用圖像互相關(guān)方法分析圖像，獲得每一小區(qū)域中粒子圖像的平均位移，由此確定流場(chǎng)切面上整個(gè)區(qū)域的二維速度。
[0052]水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與滲流槽I連通，三相流量計(jì)14的兩個(gè)出口分別與水相供給系統(tǒng)和油相供給系統(tǒng)連通，另一個(gè)出口與等效水平井模擬井筒6連通，三相流量計(jì)14上還設(shè)有氣相出口端15，三相流量計(jì)14與等效水平井模擬井筒6連通的管路上安裝有流量計(jì)12和節(jié)流閥13。
[0053]流體經(jīng)三相流量計(jì)14后實(shí)現(xiàn)油氣水分離，氣體經(jīng)氣相出口端15放出，水經(jīng)水相流出端17回流到水槽18中，油經(jīng)油相流出端16回流到油槽26中。
[0054]在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與滲流槽I連通的管路上均設(shè)置有向滲流槽I方向連通的單向節(jié)流閥3。水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與滲流槽I均具有多個(gè)連通點(diǎn)2，且多個(gè)連通點(diǎn)沿滲流槽I的長(zhǎng)度方向均勻布置。
[0055]在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，本發(fā)明還可包括設(shè)置于滲流槽I上的法蘭盤4，法蘭盤4上開設(shè)有與第一射孔49 一一連通的第三射孔，第二射孔與第三射孔一一連通，法蘭盤4更易于實(shí)現(xiàn)兩種孔的連通。水平井模擬井筒48與等效水平井模擬井筒6結(jié)構(gòu)相同，水平井模擬井筒48與等效水平井模擬井筒6的形狀、高度均一致，且二者壁上孔眼的位置、大小相同。連通第一射孔49和第二射孔的管路上設(shè)有流量計(jì)5。
[0056]在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，水相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的由水槽18、水泵19、穩(wěn)壓器20、第一控制閥21、壓力計(jì)22、渦輪流量計(jì)23、第二控制閥24和示蹤劑注入盒25，水相供給系統(tǒng)具有水槽18的一端與三相流量計(jì)14連通。
[0057]油相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的油槽26、油泵27、穩(wěn)壓器28、第一控制閥29、壓力計(jì)30、渦輪流量計(jì)31、第二控制閥32和示蹤劑注入盒33，油相供給系統(tǒng)具有油槽26的一端與三相流量計(jì)14連通。
[0058]氣相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的空氣壓縮機(jī)34、儲(chǔ)氣罐37、帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器、冷干機(jī)39、第一控制閥42、壓力計(jì)43、渦街流量計(jì)44、第二控制閥45和示蹤劑注入盒46，空氣壓縮機(jī)34與儲(chǔ)氣罐37之間安裝有節(jié)流閥35，儲(chǔ)氣罐37具有放空閥36，帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器為多個(gè)。所通入的氣體可經(jīng)過(guò)帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器和冷干機(jī)39進(jìn)行干燥、凈化，可以通過(guò)放空閥3，6對(duì)注氣系統(tǒng)進(jìn)行放空。
[0059]本發(fā)明中的壓力變送器、壓力計(jì)、流量計(jì)、三相流量計(jì)和粒子成像測(cè)試系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)。水平井模擬井筒可根據(jù)模擬需要調(diào)整其傾斜角和形狀，例如蛇曲形井筒，階梯形井筒，多分支井等。本發(fā)明中每個(gè)管線的氣體、液體分別通過(guò)渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。
[0060]油田開發(fā)方式分為天然能量開采和人工補(bǔ)充能量開采兩大類，人工補(bǔ)充能量開采又分為注水、注氣和熱力采油等多種類型。天然能量開采就是利用天然能量驅(qū)替原油；由于油藏的天然能量十分有限，在原油開采過(guò)程中將不斷被消耗，進(jìn)而油氣產(chǎn)量下降，因此需要人工補(bǔ)充。本發(fā)明可模擬封閉油氣藏天然能量開采、邊底水驅(qū)替油氣藏天然能量開采、油氣藏注水開采。
[0061]實(shí)施例一(油氣水三相封閉油氣藏天然能量開采):
[0062]實(shí)驗(yàn)開始前，設(shè)置油藏初始狀態(tài)，關(guān)閉滲流槽I流出管線上的節(jié)流閥9，開啟第一控制閥21和第二控制閥24，將水注入滲流槽1，達(dá)到預(yù)定值后關(guān)閉第一控制閥21和第二控制閥24 ;開啟第一控制閥29和第二控制閥32，將油注入滲流槽1，達(dá)到預(yù)定值后關(guān)閉第一控制閥29和第二控制閥32 ;開啟第一控制閥42和第二控制閥45，將氣注入滲流槽1，達(dá)到預(yù)定值后關(guān)閉第一控制閥42和第二控制閥45 ;滲流槽I初始狀態(tài)設(shè)定好后開始實(shí)驗(yàn)，打開滲流槽流出管線上的節(jié)流閥9，滲流槽I中流體流入水平模擬井筒48，壓力變送器47記錄滲流槽I中各處壓力值，該實(shí)驗(yàn)?zāi)M天然能量驅(qū)動(dòng)下油藏中的壓力場(chǎng)和滲流場(chǎng)變化。
[0063]實(shí)施例二 (油水兩相大型邊底水驅(qū)替油藏天然能量開采):
[0064]實(shí)驗(yàn)開始前，設(shè)置油藏初始狀態(tài)，關(guān)閉滲流槽I流出管線上的節(jié)流閥9，開啟第一控制閥21和第二控制閥24，將水注入滲流槽，達(dá)到預(yù)定值后關(guān)閉第一控制閥21和第二控制閥24 ;開啟第一控制閥29和第二控制閥32，將油注入滲流槽，達(dá)到預(yù)定值后關(guān)閉第一控制閥29和第二控制閥32 ;滲流槽初始狀態(tài)設(shè)定好后開始實(shí)驗(yàn)，打開滲流槽流出管線上的節(jié)流閥9，滲流槽中流體流入水平模擬井筒48，然后再通過(guò)管線流入等效水平井模擬井筒6，同時(shí)開啟第一控制閥21、第二控制閥24、第一控制閥29和第二控制閥32，油水按一定流量比例注入滲流槽，等效水平井模擬井筒6上的壓力變送器8監(jiān)測(cè)井筒沿程壓降，流量計(jì)5記錄各支路管線流量，粒子成像測(cè)試系統(tǒng)7攝取井筒流態(tài)，流量計(jì)12記錄井筒總流量，流體流出井筒后進(jìn)入三相流量計(jì)14，三相流量計(jì)分離油水并記錄油水流量，分離后的油從油相出口端16流出，回收到油槽26中，水從水相出口端17流出回收到水槽18中，該實(shí)驗(yàn)?zāi)M底水錐進(jìn)時(shí)井筒變質(zhì)量流動(dòng)規(guī)律。
[0065]綜上所述，本發(fā)明提供的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有如下技術(shù)效果:
[0066](I)本發(fā)明所模擬的地層系統(tǒng)(由滲流槽來(lái)模擬)、水平井模擬井筒與實(shí)際情況相符，具有代表性，因而所做的實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)具有很好的指導(dǎo)意義；
[0067](2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際模擬的油藏選擇均質(zhì)、非均質(zhì)以及分層填砂，滲流槽中分布的壓力變送器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層中壓力波的傳播情況，分析流體在地層中的滲流規(guī)律；
[0068](3)等效水平井模擬井筒的第二射孔處的壓力變送器、流量計(jì)和滑竿上粒子成像測(cè)試系統(tǒng)的安裝，可以清晰反映流量沿井筒的分布，水平井模擬井筒內(nèi)不同壓降的分布，水平井模擬井筒內(nèi)的壓力分布以及水平井產(chǎn)量隨長(zhǎng)度的變化；
[0069](4)本發(fā)明既可以單獨(dú)研究油氣水單相滲流及耦合，也可以研究油氣、油水、氣水兩相滲流及耦合，還可以研究油氣水三相滲流及耦合，具有多用性；
[0070](5)水平井模擬井筒、等效水平井模擬井筒的高度可以調(diào)節(jié)，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整傾斜度，還可以改變模擬井筒形狀，如蛇曲形、分支型、魚骨形等，用以研究水平井實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程；
[0071](6)本發(fā)明可模擬底水錐進(jìn)、氣頂油藏，可模擬定流量開采，可模擬水平井筒內(nèi)兩相變質(zhì)量流動(dòng)。
[0072]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 滲流槽(I); 水平井模擬井筒(48 )，安裝在滲流槽(I)內(nèi)，且所述水平井模擬井筒(48 )均勻開設(shè)有第一射孔(49)； 設(shè)置于支架(10)上的等效水平井模擬井筒(6)，所述等效水平井模擬井筒(6)上開設(shè)有與所述第一射孔(49) 一一對(duì)應(yīng)的第二射孔，所述第一射孔(49)與所述第二射孔通過(guò)管路連通，連通所述第一射孔(49)和所述第二射孔的管路上設(shè)有節(jié)流閥(9)，所述第二射孔的兩側(cè)分別安裝有壓力變送器(8 )，所述支架(10 )上的滑竿(50 )上安裝有粒子成像測(cè)試系統(tǒng)(7)； 與所述滲流槽(I)連通的水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)； 三相流量計(jì)(14)，所述三相流量計(jì)(14)的兩個(gè)出口分別與所述水相供給系統(tǒng)和油相供給系統(tǒng)連通，另一個(gè)出口與所述等效水平井模擬井筒(6)連通，所述三相流量計(jì)(14)上還設(shè)有氣相出口端(15)，所述三相流量計(jì)(14)與所述等效水平井模擬井筒(6)連通的管路上安裝有流量計(jì)(12)和節(jié)流閥(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水相供給系統(tǒng) 、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與所述滲流槽(I)連通的管路上均設(shè)置有向所述滲流槽(I)方向連通的單向節(jié)流閥(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水相供給系統(tǒng)、油相供給系統(tǒng)和氣相供給系統(tǒng)與所述滲流槽(I)均具有多個(gè)連通點(diǎn)(2)，且多個(gè)連通點(diǎn)沿所述滲流槽(I)的長(zhǎng)度方向均勻布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置于所述滲流槽(I)上的法蘭盤(4)，所述法蘭盤(4)上開設(shè)有與所述第一射孔(49)一一連通的第三射孔，所述第二射孔與所述第三射孔一一連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，水平井模擬井筒(48)與所述等效水平井模擬井筒(6)結(jié)構(gòu)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，連通所述第一射孔(49)和所述第二射孔的管路上設(shè)有流量計(jì)(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述水相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的由水槽(18)、水泵(19)、穩(wěn)壓器(20)、第一控制閥(21)、壓力計(jì)(22 )、渦輪流量計(jì)(23 )、第二控制閥(24 )和示蹤劑注入盒(25 )，所述水相供給系統(tǒng)具有水槽(18)的一端與所述三相流量計(jì)(14)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，油相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的油槽(26)、油泵(27)、穩(wěn)壓器(28)、第一控制閥(29 )、壓力計(jì)(30 )、渦輪流量計(jì)(31)、第二控制閥(32 )和示蹤劑注入盒(33 )，所述油相供給系統(tǒng)具有油槽(26)的一端與所述三相流量計(jì)(14)連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣相供給系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的空氣壓縮機(jī)(34)、儲(chǔ)氣罐(37)、帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器、冷干機(jī)(39)、第一控制閥(42)、壓力計(jì)(43)、渦街流量計(jì)(44)、第二控制閥(45 )和示蹤劑注入盒(46 )，所述空氣壓縮機(jī)(34 )與所述儲(chǔ)氣罐(37 )之間安裝有節(jié)流閥(35)，所述儲(chǔ)氣罐(37)具有放空閥(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井地層流動(dòng)與管內(nèi)流動(dòng)耦合流動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，帶有自動(dòng)排水器的過(guò)濾器為多個(gè)。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK103510950SQ201310482131
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】吳鋒, 胡曉華, 李溢龍, 李曉平, 魯新便, 曹麗娜, 姚卓成, 劉啟國(guó) 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)