專利名稱：一種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于蒸汽驅(qū)油汽竄機(jī)理研究中的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
蒸汽驅(qū)是開(kāi)采稠油油藏、提高稠油油藏原油采收率的有效技術(shù)，但有許多因素直接或間接影響著其驅(qū)油效果。例如，蒸汽驅(qū)過(guò)程中出現(xiàn)的蒸汽超覆和汽竄，將導(dǎo)致注入的蒸汽大量損失和波及系數(shù)的降低，嚴(yán)重影響蒸汽驅(qū)的效果。因此，為了提高蒸汽驅(qū)的驅(qū)油效果，應(yīng)深入研究其影響因素，尤其是需要研究蒸汽驅(qū)的蒸汽超覆機(jī)理和探索控制或緩解蒸汽超覆的方法。室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)是研究這些問(wèn)題的重要組成部分，而在室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)?shù)膸r心模型必不可少。目前，油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中開(kāi)展室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)所用的巖心模型主要有①取自地層的天然圓柱形巖心，其特點(diǎn)是真實(shí)地反映了地下巖石的礦物組成和孔隙結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，但是獲取困難，成本高；②微觀玻璃蝕刻模型，采用光化學(xué)蝕刻技術(shù)工藝將天然巖心的孔隙結(jié)構(gòu)光刻到平面玻璃上。其特點(diǎn)是驅(qū)替過(guò)程可視，可重復(fù)使用，但尺寸小，成本高，不能耐溫和耐壓；③人造的柱狀或平板巖心，目前廣泛應(yīng)用于室內(nèi)物理模擬。其特點(diǎn)是可以在一定程度上模擬地下巖石孔隙度和滲透率，造價(jià)低，但大多采用環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)，其耐溫和耐壓性能一般不適合開(kāi)展蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)；④填砂管模型，采用不同粒徑的石英砂和不同的壓實(shí)程度模擬稠油油藏，多表現(xiàn)為一維填砂管，其特點(diǎn)是可重復(fù)填裝、造價(jià)低，可耐高溫高壓，適用于進(jìn)行一維蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)，但常規(guī)填砂管模型的長(zhǎng)度和垂直高度一般尺寸太小，而且測(cè)溫點(diǎn)與測(cè)壓點(diǎn)數(shù)量有限，不適宜開(kāi)展蒸汽驅(qū)蒸汽超覆現(xiàn)象的模擬研究。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)提出的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型，該種模型可以耐受高溫和高壓，填裝方便，可以模擬蒸汽在地層流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的超覆現(xiàn)象，能與現(xiàn)有室內(nèi)蒸汽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中注采設(shè)備配套使用，可用于蒸汽驅(qū)油汽竄機(jī)理的研究以及蒸汽驅(qū)油汽竄控制方法的效果評(píng)價(jià)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型，包括由不銹鋼材質(zhì)制成的矩形砂箱，其改進(jìn)之處在于所述矩形砂箱的外部包敷保溫層，其兩個(gè)端口與兩個(gè)端蓋之間通過(guò)螺栓緊固后實(shí)現(xiàn)封閉連接；所述端蓋上開(kāi)有帶連接螺紋的注采接口，所述矩形砂箱的保溫層外開(kāi)有貫通箱體的測(cè)壓孔和測(cè)溫孔；貫穿所述矩形砂箱固定有一根帶有軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。此外，為避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中流體沿砂箱表面發(fā)生竄流，將所述矩形砂箱的內(nèi)表面制成粗糙的磨砂面。另外，為提高實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度，在所述端蓋與矩形砂箱之間設(shè)置一個(gè)密封膠墊，所述密封膠墊上開(kāi)有對(duì)應(yīng)的螺栓通過(guò)孔。本實(shí)用新型具有如下有益效果本種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)用模型的不足，在矩形砂箱的外部設(shè)置保溫層，并均勻分布若干個(gè)測(cè)溫孔和測(cè)壓孔，端蓋采用耐高溫膠墊密封，用螺栓組裝，模型設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，可以任意角度放置。該填砂模型的特點(diǎn)在于可以耐受高溫和高壓，可在注蒸汽過(guò)程中監(jiān)測(cè)模型頂面和地面上的壓力和溫度沿注入方向的變化，從而了解注入蒸汽在模型中的運(yùn)行情況，模擬蒸汽驅(qū)過(guò)程中發(fā)生的蒸汽超覆，能與現(xiàn)有室內(nèi)蒸汽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中注采設(shè)備配套使用，可用于蒸汽驅(qū)蒸汽超覆機(jī)理研究以及蒸汽驅(qū)蒸汽超覆控制方法效果評(píng)價(jià)等。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖中1-螺栓，2-端蓋，3-注采接口，4-矩形砂箱，5-保溫層，6-轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示，該種用于蒸汽超覆研究的高溫、高壓長(zhǎng)方填砂模型，包括一個(gè)由不銹鋼材質(zhì)制成的矩形砂箱4，在所述矩形砂箱4的外部包敷保溫層5，其兩個(gè)端口與兩個(gè)端蓋 2之間通過(guò)螺栓1緊固后實(shí)現(xiàn)封閉連接；所述端蓋2上開(kāi)有帶連接螺紋的注采接口 3，所述矩形砂箱4的保溫層外開(kāi)有貫通箱體的測(cè)壓孔7和測(cè)溫孔8 ；貫穿所述矩形砂箱4固定有一根帶有軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)軸6。另外，經(jīng)過(guò)加工，使得所述矩形砂箱4的內(nèi)表面變?yōu)榇植诘哪ド懊?。同時(shí)，在所述端蓋2與矩形砂箱4之間設(shè)置有一個(gè)密封膠墊，所述密封膠墊上開(kāi)有對(duì)應(yīng)的螺栓通過(guò)孔。下面以注氮?dú)鈱?duì)蒸汽驅(qū)蒸汽超覆的影響室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)為例來(lái)描述本實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法。首先，進(jìn)行長(zhǎng)方填砂模型的準(zhǔn)備。按照石英砂粒度與滲透率的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，根據(jù)油藏實(shí)際情況，選擇填裝用石英砂的粒徑；將長(zhǎng)方填砂模型的一個(gè)端蓋用螺栓組裝好，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸將長(zhǎng)方填砂模型垂直放置，組裝端蓋的一端朝下；用選定粒徑的石英砂9逐步填裝長(zhǎng)方填砂模型，在填砂過(guò)程中，將相應(yīng)高度的溫度探頭和壓力探頭連接好；填砂完成后，將另一個(gè)端蓋用螺栓組裝好，將長(zhǎng)方填砂模型水平放置；連接注入和采出管線，連接好溫度和壓力顯示器，長(zhǎng)方填砂模型準(zhǔn)備完畢。然后，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)在不注氮?dú)獾那闆r下，按照實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的速度注入設(shè)計(jì)溫度的蒸汽，記錄長(zhǎng)方填砂模型頂面和底面的溫度和壓力隨蒸汽注入的變化；待長(zhǎng)方填砂模型冷卻之后，首先按照實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)向填砂模型中注入一定量的氮?dú)?，之后再以同樣的注入速度注入相同溫度的蒸汽，并記錄長(zhǎng)方填砂模型頂面和底面的溫度和壓力隨蒸汽注入的變化。通過(guò)對(duì)比上述情況下注蒸汽過(guò)程中，長(zhǎng)方填砂模型頂面和底面溫度和壓力變化的差異， 了解注氮?dú)鈱?duì)蒸汽驅(qū)蒸汽超覆的影響規(guī)律。
權(quán)利要求1.一種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型，包括由不銹鋼材質(zhì)制成的矩形砂箱(4)，其特征在于所述矩形砂箱(4)的外部包敷保溫層(5)，其兩個(gè)端口與兩個(gè)端蓋(2)之間通過(guò)螺栓 (1)緊固后實(shí)現(xiàn)封閉連接；所述端蓋(2)上開(kāi)有帶連接螺紋的注采接口(3)，所述矩形砂箱 (4)的保溫層外開(kāi)有貫通箱體的測(cè)壓孔(7)和測(cè)溫孔(8)；貫穿所述矩形砂箱(4 )固定有一根帶有軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型，其特征在于所述矩形砂箱(4)的內(nèi)表面為粗糙的磨砂面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型，其特征在于所述端蓋(2)與矩形砂箱(4)之間有一個(gè)密封膠墊，所述密封膠墊上開(kāi)有對(duì)應(yīng)的螺栓通過(guò)孔。
專利摘要一種用于蒸汽超覆研究的高溫高壓長(zhǎng)方填砂模型。主要解決現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置在進(jìn)行蒸汽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)功能受限，不能耐受高溫和高壓的問(wèn)題。其特征在于所述矩形砂箱(4)的外部包敷保溫層(5)，其兩個(gè)端口與兩個(gè)端蓋(2)之間通過(guò)螺栓(1)緊固后實(shí)現(xiàn)封閉連接；所述端蓋(2)上開(kāi)有帶連接螺紋的注采接口(3)，所述矩形砂箱(4)的保溫層外開(kāi)有貫通箱體的測(cè)壓孔(7)和測(cè)溫孔(8)；貫穿所述矩形砂箱(4)固定有一根帶有軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)。該種模型可以耐受高溫和高壓，填裝方便，可以模擬蒸汽在地層流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的超覆現(xiàn)象，能與現(xiàn)有室內(nèi)蒸汽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中注采設(shè)備配套使用，可用于蒸汽驅(qū)油汽竄機(jī)理的研究以及蒸汽驅(qū)油汽竄控制方法的效果評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)E21B43/24GK202250011SQ20112035333
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者劉永建, 胡紹彬, 郭玲玲 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)