高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置与方法与流程

本发明涉及油气藏开发，具体地涉及一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置以及一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟方法。

背景技术：

1、高倾角非均质砂岩油藏资源分布广泛，水驱开发过程中，高倾角油藏油水渗流规律受重力作用影响大，顶部原油动用难度高，油藏高部及边角处形成大量剩余油，水驱采收率偏低。采用顶部注气底部注水驱替方式，充分利用高倾角的地质特征，能有效提高该类油藏的采出程度，进一步提高油藏开发潜力。然而，高倾角砂岩油藏非均质特征造成不同区域流体渗流规律不同，同时地层倾角大也加剧了驱替过程中储层渗流的复杂性，造成原油动用机制认识困难。

2、目前常规模拟地层岩心的填砂管装置为两端密封的单层直筒型，只能模拟单一地层的岩心，无法研究非均质性对渗流的影响，且无法直观观察不同时间段填砂管内部流体渗流状态，分析剩余油分布规律。在高倾角砂岩油藏的研究中，常规模拟装置难以体现倾角特征，模拟过程无法体现双向驱替渗流规律。

3、本发明提供一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置以及一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟方法，设计了模块化的非均质渗流装置，模拟组成不同成分的非均质砂岩储层，可以系统开展高倾角油藏注气注水实验研究。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置以及一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟方法，该设备高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置能够模块化的填充砂石，形成不同成分组成，模拟不同非均质砂岩储层结构，模拟条件更接近于实际油藏。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，所述模拟装置包括填砂腔体；所述填砂腔体内设有多个分层指示板，所述分层指示板将所述填砂腔体划分为多个填砂模块，每个填砂模块填充不同粒径砂石；所述分层指示板的一端连接所述填砂腔体的侧壁，并平铺设于所述填砂腔体内，所述分层指示板的宽度小于所述填砂腔体的宽度，用于保证两个填砂模块之间的流体运移规律。

3、优选的，所述模拟装置还包括紧压模块，所述紧压模块包括压实板、螺杆以及电机；

4、所述分层指示板的长度小于所述填砂腔体的长度，以使所述填砂腔体内形成紧压区域，所述紧压区域处于所述填砂腔体的端部；

5、所述压实板置于所述紧压区域内，所述螺杆与所述压实板连接，所述电机驱动所述螺杆运动，使得所述压实板从所述填砂腔体的端部向中心部移动，以压实所述填砂腔体内的砂石。

6、优选的，所述模拟装置还包括密封模块，所述密封模块包括第一密封盖以及第二密封盖，所述第一密封盖以及第二密封盖分别设于所述填砂腔体两端，用于密封所述填砂腔体；所述螺杆穿过所述第二密封盖并与所述第二密封盖螺纹连接，所述螺杆的一端置于所述紧压区域内并与所述压实板连接，所述螺杆的另一端置于所述第二密封盖的外侧，并与所述电机的输出轴连接。

7、优选的，所述第一密封盖包括第一耐压密封圈以及一体设置的第一密封块与第一密封外壳，所述第一密封块置于所述填砂腔体内，所述第一密封外壳与所述填砂腔体的外壳连接，所述第一密封盖与所述填砂腔体通过所述第一耐压密封圈实现密封；

8、所述第二密封盖包括第二耐压密封圈以及一体设置的第二密封块与第二密封外壳，所述第二密封块置于所述填砂腔体内，所述第二密封外壳与所述填砂腔体的外壳连接，所述第二密封盖与所述填砂腔体通过所述第二耐压密封圈实现；所述第二密封盖设有螺纹孔，所述螺杆通过所述螺纹孔与所述第二密封盖密封连接。

9、优选的，所述模拟装置还包括连通所述填砂腔体的高部注采通道低部注采通道，所述高部注采通道位于所述第一密封盖，所述低部注采通道位于所述第二密封盖。

10、优选的，所述模拟装置还包括多个腰部注采通道，所述腰部注采通道连通所述填砂腔体，所述腰部注采通道均匀设于所述填砂腔体的侧壁，以监测整个填砂腔体内的流体分布。

11、优选的，所述模拟装置还包括微流量取样器，所述微流量取样器与注采通道连接，所述微流量取样器通过注采通道取样。

12、优选的，所述模拟装置还包括变倾角模块，所述变倾角模块使得所述填砂腔体根据预设倾斜角度倾斜。

13、优选的，所述填砂腔体设有可视化窗口，所述可视化窗口安装有耐压耐磨玻璃。

14、第二方面，本发明实施例提供一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟方法，通过如上所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置实现，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

15、测试准备：安装所述高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，对所述高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置进行测试准备；其中，所述测试准备包括模块化填充填砂腔体、真空处理填砂腔体以及饱和流体处理填砂腔体；

16、双向驱替：向高倾角非均质砂岩油藏模拟装置的高部注入气体，低部注入水，对高倾角非均质砂岩油藏模拟装置的腰部采油，形成双向驱开发，直至腰部采出的液体含水率达预设含水率，驱替结束；

17、分析腰部采出的液体的生产参数，观察双向驱过程中油气、油水界面运移规律以及剩余油分布规律；

18、采集流体微样，分析流体微样的成分，判断流体运移特征。

19、本发明高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置中，设计分层指示板，填砂过程根据提示进行分层，使用不同目数多孔介质材料开展区分性填砂，实现模型非均质要求。分层指示板实现模块化设计，实现装置内部非均质性可控。满足了高温高压条件下气相运移动态及不同开发阶段剩余油分布的监测要求，辅助可视化窗口掌握气体和水双向驱替过程中原油、水、油水及油气过渡带分布特征和运移过程，分析气体对剩余油的动用规律。

20、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括填砂腔体(1)；所述填砂腔体(1)内设有多个分层指示板(3)，多个分层指示板(3)将所述填砂腔体(1)划分为多个填砂模块，每个填砂模块填充不同粒径砂石；所述分层指示板(3)的一端连接所述填砂腔体(1)的侧壁，并平铺设于所述填砂腔体(1)内，所述分层指示板(3)的宽度小于所述填砂腔体(1)的宽度，用于保证两个填砂模块之间的流体运移规律。

2.根据权利要求1所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括紧压模块，所述紧压模块包括压实板(4)、螺杆(5)以及电机(6)；

3.根据权利要求2所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括密封模块，所述密封模块包括第一密封盖(7)以及第二密封盖(8)，所述第一密封盖(7)以及第二密封盖(8)分别设于所述填砂腔体(1)两端，用于密封所述填砂腔体(1)；所述螺杆(5)穿过所述第二密封盖(8)并与所述第二密封盖(8)螺纹连接，所述螺杆(5)的一端置于所述紧压区域(17)内并与所述压实板(4)连接，所述螺杆(5)的另一端置于所述第二密封盖(8)的外侧，并与所述电机(6)的输出轴连接。

4.根据权利要求3所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述第一密封盖(7)包括第一耐压密封圈(18)以及一体设置的第一密封块与第一密封外壳，所述第一密封块置于所述填砂腔体(1)内，所述第一密封外壳与所述填砂腔体(1)的外壳连接，所述第一密封盖(7)与所述填砂腔体(1)通过所述第一耐压密封圈(18)实现密封；

5.根据权利要求3所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括连通所述填砂腔体(1)的高部注采通道(9)和低部注采通道(10)，所述高部注采通道(9)位于所述第一密封盖(7)，所述低部注采通道(10)位于所述第二密封盖(8)。

6.根据权利要求1所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括多个腰部注采通道(11)，所述腰部注采通道(11)连通所述填砂腔体(1)，所述腰部注采通道(11)均匀设于所述填砂腔体(1)的侧壁，以监测整个填砂腔体(1)内的流体分布。

7.根据权利要求1所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括微流量取样器，所述微流量取样器与注采通道连接，所述微流量取样器通过注采通道取样。

8.根据权利要求1所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括变倾角模块，所述变倾角模块使得所述填砂腔体(1)根据预设倾斜角度倾斜。

9.根据权利要求1所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置，其特征在于，所述填砂腔体(1)设有可视化窗口(12)，所述可视化窗口(12)安装有耐压耐磨玻璃。

10.一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟方法，通过权利要求1-9中任一项所述的高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置实现，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

技术总结本发明实施例提供一种高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置及方法，属于油气藏开发领域。所述高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置包括填砂腔体；所述填砂腔体内设有多个分层指示板，所述分层指示板将所述填砂腔体划分为多个填砂模块，每个填砂模块填充不同粒径砂石；所述分层指示板的一端连接所述填砂腔体的侧壁，并平铺设于所述填砂腔体内，所述分层指示板的宽度小于所述填砂腔体的宽度，用于保证两个填砂模块之间的流体运移规律。发明高倾角非均质砂岩油藏双向驱模拟装置中，设计分层指示板，填砂过程根据提示进行分层，使用不同目数多孔介质材料开展区分性填砂，实现模型非均质要求。技术研发人员：窦立荣,李香玲,肖康,李贤兵,肖坤叶受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10