專利名稱：物理模擬可視化實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于ー種物理模擬可視化實驗裝置。
背景技術：
三維可視化物理模擬試驗系統(tǒng)能夠直觀、真實地反映開發(fā)底水油藏過程中，水平生產(chǎn)井在不同含水率和生產(chǎn)壓差條件下的水錐的形態(tài)和上升速度，能夠反映出水平生產(chǎn)井的水淹動態(tài)和模式。在滿足模型裝置內(nèi)流體的流動符合達西滲流規(guī)律、物模實驗和真實油藏具有一定可比性的前提下，應用三維可視化物理模擬試驗設備，有效地模擬了使用水平生產(chǎn)井開采均質(zhì)底水油藏時底水脊進的形成和發(fā)展過程，以及油藏見水的時間，從而對底水油藏中不同的生產(chǎn)壓差與不同水平生產(chǎn)井長度下水平生產(chǎn)井的見水規(guī)律進行研究。對使用水平生產(chǎn)井來開發(fā)油藏的過程進行物理模擬實驗，國內(nèi)外大多利用水電模擬或者采用人工填砂模型對水平生產(chǎn)井周圍空間的滲流場和壓カ場的分布特征進行分析和研究。目前，在水平生產(chǎn)井相關的文獻中，都是采用數(shù)值模擬方法來確定水平生產(chǎn)井開發(fā)·見水之后的含水率的變化。現(xiàn)有的底水油藏水平生產(chǎn)井三維可視化物理模擬裝置。該裝置由底水供給系統(tǒng)、三維可視化模型和記錄計量系統(tǒng)組成。三維可視化模型是由透明的有機玻璃板通過三氯甲烷(氯仿)粘結(jié)而成的一種實驗裝置。由于上述三維可視化物理模擬裝置中，可視化模型采用的是有機玻璃板，模擬油藏的介質(zhì)采用的是玻璃珠，井筒采用的是有機玻璃管，計量系統(tǒng)采用的是量筒等設備，因此，在對于模擬底水油藏的時候存在以下幾個方面的缺陷(I)在上述可視化物理模擬實驗中，只能是單獨對注入井或者是對生產(chǎn)井的模擬，不能對井網(wǎng)進行模擬。(2)油藏多孔介質(zhì)的模擬采用玻璃珠，和真實的砂地層相差太多，這對于模擬的相似度有很大影響，對于實驗的準確度有一定的影響程度。(3)測量系統(tǒng)存在誤差較大。該測量系統(tǒng)中的流體計量采用量筒等工具，通過工作人員來讀取數(shù)據(jù)，也就是采用人エ計量，這樣就會存在人為的誤差，大大增加了測量結(jié)果的不準確性，影響了測量的精度。(4)井筒模擬采用有機玻璃管，并沒有考慮有機玻璃管內(nèi)壁的粗糙度，實際上玻璃面是比較光滑的，這樣就大大降低了井筒的阻力。然而在實際的井筒中，是存在一定的井筒阻力的，而且這種阻カ對油藏產(chǎn)能的影響是不能忽略的，因此有機玻璃管不能客觀的反映油藏中井筒的真實情況。(5)此三維可視化模型難以模擬薄油藏。對于油藏厚度較薄的油層，此模型不能實現(xiàn)。如果采用此模型來模擬油層較薄的油藏，那么油藏壓カ等都難以實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是，提供ー種物理模擬可視化實驗裝置，其可以三維模擬的方式對水平生產(chǎn)井和注水井同時進行模擬，從而可對油藏生產(chǎn)動態(tài)有個更為近似的模擬。本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現(xiàn)ー種物理模擬可視化實驗裝置，其包括箱體，其呈立方體，所述箱體的頂部具有頂蓋，所述箱體內(nèi)充填有多孔介質(zhì)；注水井，其一端設在所述箱體內(nèi)，另一端伸出所述箱體而外露；水平生產(chǎn)井，其水平設置，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設有至少ー個分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱體的內(nèi)部，而連接筒位于所述箱體的外部，所述 主井筒和分支井筒上都均勻地設有多個射孔。在優(yōu)選的實施方式中，所述主井筒和分支井筒的外部包覆有防砂網(wǎng)；所述射孔為間隔垂直交叉式射孔。在優(yōu)選的實施方式中，所述注水井呈豎直設置，其位于所述箱體的邊緣部分。在優(yōu)選的實施方式中，所述實驗裝置還包括滲流板，所述滲流板水平地連接在所述箱體內(nèi)，所述注水井水平地位于所述滲流板的下方，所述水平生產(chǎn)井位于所述滲流板的上方。在優(yōu)選的實施方式中，所述主井筒和分支井筒均為鋼管制成，所述主井筒與分支井筒相互焊接連接。在優(yōu)選的實施方式中，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為0° -90°之間，所述主井筒和分支井筒的直徑相同。在優(yōu)選的實施方式中，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為30°，45°或60。。在優(yōu)選的實施方式中，所述多孔介質(zhì)物為細砂，或者為蒙脫石粉和砂的混合物，蒙脫石粉和砂的混合比例為1:4。本實用新型實施例的可視化實驗裝置的特點和優(yōu)點是I、其可以三維模擬的方式對水平生產(chǎn)井和注水井同時進行模擬，模擬底水油藏脊進現(xiàn)象和底水油藏開發(fā)時見水規(guī)律的研究，對油藏生產(chǎn)動態(tài)有個更為近似的模擬。2、在以往的可視化物理模擬實驗中，模擬的均為單一水平井直井，不能對多分支井進行模擬；本實用新型實施例由于水平生產(chǎn)井包括主井筒和分支井筒，使得該實驗裝置可對多分支水平井進行模擬，而多分支井的應用越來越廣泛，因此本實驗裝置提高了其使用的廣泛性。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的ー些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是包含有本實用新型的可視化實驗裝置的實驗系統(tǒng)示意圖；圖2是本實用新型的可視化實驗裝置的第一種實施方式的立體示意圖，其可用于厚油藏的模擬；[0030]圖3是本實用新型的可視化實驗裝置的第一種實施方式的主視示意圖；圖4是本實用新型的可視化實驗裝置的第二種實施方式的立體示意圖，其可用于薄油藏的模擬；圖5是本實用新型的可視化實驗裝置的第二種實施方式的主視示意圖；圖6A是本實用新型的可視化實驗裝置的一分支井的第一種結(jié)構的主視示意圖；圖6B是本實用新型的可視化實驗裝置的一分支井的第二種結(jié)構的主視示意圖；圖6C是本實用新型的可視化實驗裝置的一分支井的第三種結(jié)構的主視示意圖；圖7A是本實用新型的可視化實驗裝置的二分支井的第一種結(jié)構的主視示意圖；圖7B是本實用新型的可視化實驗裝置的二分支井的第二種結(jié)構的主視示意圖；圖7C是本實用新型的可視化實驗裝置的二分支井的第三種結(jié)構的主視示意圖；圖7D是本實用新型的可視化實驗裝置的二分支井的第四種結(jié)構的主視示意圖；圖8A是本實用新型的可視化實驗裝置的三分支井的第一種結(jié)構的主視示意圖；圖SB是本實用新型的可視化實驗裝置的三分支井的第二種結(jié)構的主視示意圖；圖SC是本實用新型的可視化實驗裝置的三分支井的第三種結(jié)構的主視示意圖；圖8D是本實用新型的可視化實驗裝置的三分支井的第四種結(jié)構的主視示意圖；圖9A是本實用新型的可視化實驗裝置的四分支井的第一種結(jié)構的主視示意圖；圖9B是本實用新型的可視化實驗裝置的四分支井的第二種結(jié)構的主視示意圖；圖9C是本實用新型的可視化實驗裝置的四分支井的第三種結(jié)構的主視示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。首先對本文中所涉及的一些技術術語說明如下可視化通過對事物的實時觀察，能夠觀察到不可見的對象，對事物的實時動態(tài)最直接的觀察。水平生產(chǎn)井在鉆到目的層部位吋，井段斜度超過85度，其水平距離超過目的層厚度10倍的井叫水平生產(chǎn)井。分支井指一個主井眼中有兩個或兩個以上分叉井眼進入油(氣)層的井。水平生產(chǎn)井網(wǎng)以某ー含油層為目標而設計的水平生產(chǎn)井和水平注水井，由其所組成的開發(fā)井網(wǎng)。滲流與地下滲流流體在多孔介質(zhì)中的流動稱為滲流。流體在地層中流動叫做地下滲流。底水與邊水在油(氣)藏中，整個含油(氣)邊界(緣)范圍內(nèi)的油(氣)層底部都有托著油(氣)的水叫底水；只在油(氣)藏邊部(氣水或油水過渡帶)的油(氣)層底部有托著油(氣)的水叫邊水。封閉邊界指油藏被不滲透巖層或斷層包圍的邊界叫封閉邊界。當封閉邊界影響達到井筒后，油藏壓カ隨時間的變化率為ー常數(shù)，即壓カ與時間呈直線關系。[0056]定壓邊界在存在巨大氣頂、活躍邊水或邊緣注水時，邊界上的壓カ可看成不隨時間而變化，這種邊界叫定壓邊界。由于水平井的水平段在油藏中深入較多，因此在建立油藏物理模型吋，不僅要考慮流體在多孔介質(zhì)中的流動，還要考慮流體在水平井的水平段井筒中流動。依據(jù)的相似準則如下表所示
權利要求1.ー種物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置包括 箱體，其呈立方體，所述箱體的頂部具有頂蓋，所述箱體內(nèi)充填有多孔介質(zhì)； 注水井，其一端設在所述箱體內(nèi)，另一端伸出所述箱體而外露； 水平生產(chǎn)井，其水平設置，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設有至少ー個分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱體的內(nèi)部，而連接筒位于所述箱體的外部，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設有多個射孔。
2.根據(jù)權利要求I所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述主井筒和分支井筒的外部包覆有防砂網(wǎng)；所述射孔為間隔垂直交叉式射孔。
3.根據(jù)權利要求I所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述注水井呈豎直設置，其位于所述箱體的邊緣部分。
4.根據(jù)權利要求I所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括滲流板，所述滲流板水平地連接在所述箱體內(nèi)，所述注水井水平地位于所述滲流板的下方，所述水平生產(chǎn)井位于所述滲流板的上方。
5.根據(jù)權利要求I至4任意一項所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述主井筒和分支井筒均為鋼管制成，所述主井筒與分支井筒相互焊接連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為0° -90°之間，所述主井筒和分支井筒的直徑相同。
7.根據(jù)權利要求6所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在干，所述分支井筒與所述主井筒之間的角度為30°，45°或60°。
8.根據(jù)權利要求I所述的物理模擬可視化實驗裝置，其特征在于，所述多孔介質(zhì)為細砂。
專利摘要本實用新型公開了一種物理模擬可視化實驗裝置，所述實驗裝置包括箱體，其呈立方體，所述箱體的頂部具有頂蓋，所述箱體內(nèi)充填有多孔介質(zhì)；注水井，其一端設在所述箱體內(nèi)，另一端伸出所述箱體而外露；水平生產(chǎn)井，其水平設置，所述水平生產(chǎn)井包括主井筒，所述主井筒的尾端連接有連接筒，所述主井筒的側(cè)邊設有至少一個分支井筒，所述分支井筒位于所述主井筒的水平面上，所述主井筒和分支井筒均位于所述箱體的內(nèi)部，而連接筒位于所述箱體的外部，所述主井筒和分支井筒上都均勻地設有多個射孔。因此，本實用新型可以三維模擬的方式對水平生產(chǎn)井和注水井同時進行模擬，從而可對油藏生產(chǎn)動態(tài)有個更為近似的模擬。
文檔編號E21B47/00GK202417477SQ20112054681
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權日2011年12月23日
發(fā)明者吳曉東, 安永生, 張睿, 徐立坤, 曹光朋, 朱明 , 范衛(wèi)潮, 韓國慶, 高慎帥, 高飛 申請人:中國石油大學(北京)