一種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬方法以及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬方法以及裝置。主要為了解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏可以有效模擬石油儲(chǔ)層構(gòu)型的方法以及裝置的問(wèn)題。其特征在于本發(fā)明構(gòu)建了一個(gè)物理模擬裝置，這種物理模擬裝置由有機(jī)玻璃箱體和可旋轉(zhuǎn)90度并定位的支撐框架兩部分組成，有機(jī)玻璃箱體采用四面粘接固定、兩面可活動(dòng)拆卸的機(jī)構(gòu)，并配合若干塊可任意彎曲成型的薄鋁板，同時(shí)在有機(jī)玻璃箱體的底部設(shè)置測(cè)試高度可以調(diào)整的電極，而在箱體兩側(cè)設(shè)置有注入采出系統(tǒng)端口，電極的輸出端經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接至24芯航空插頭上作為三維電阻率檢測(cè)監(jiān)測(cè)端口。利用薄鋁板的特性折出各種角度和弧度來(lái)模擬實(shí)際地質(zhì)構(gòu)型，擠壓結(jié)實(shí)后，再將薄鋁板抽出，然后改變方向利用粘土、真空硅脂等封閉，再重新壓實(shí)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬方法以及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于石油地質(zhì)勘探和油氣田開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)控制剩余油已經(jīng)給予了充分的重視，并針對(duì)其作用對(duì)有可能形成剩余油的部位進(jìn)行了相應(yīng)的井網(wǎng)調(diào)整及水平井開(kāi)發(fā)，但是效果有好有差，矛盾極其突出。究其原因，主要是由于物理模擬裝填模型難度的限制，只能在宏觀上稍加體現(xiàn)石油儲(chǔ)層構(gòu)型，而不能按照實(shí)際儲(chǔ)層構(gòu)型通過(guò)裝置進(jìn)行有效的物理模擬，從而導(dǎo)致不能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)揭示儲(chǔ)層內(nèi)注入劑的驅(qū)替特征及剩余油分布特征的機(jī)理，也就無(wú)法為揭示儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)控制剩余油分布提供系統(tǒng)支持，為老油田挖潛提高采收率提供科學(xué)的地質(zhì)導(dǎo)向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中所提到的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬方法以及裝置，利用該種方法和裝置能夠簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的模擬出各種結(jié)構(gòu)的石油儲(chǔ)層構(gòu)型，不但可以直觀觀測(cè)到整個(gè)模型內(nèi)部的油水變化特征，而且能夠配合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室三維電阻率檢測(cè)系統(tǒng)、油水自動(dòng)分離計(jì)量分析系統(tǒng)工作。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:該種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬裝置，包括一個(gè)帶有底部行走輪的方形底座，在方形底座的左右兩端固定有支撐板，支撐板的頂端帶有半圓弧型的轉(zhuǎn)軸托板，在方形底座上沿橫向分布有兩排可沿垂直方向調(diào)整支撐高度的螺旋千斤頂，同時(shí)，在方形底座的中間固定有一對(duì)齒條千斤頂；
所述模擬裝置還包括一個(gè)后部托架、一塊前擠壓框架板、六塊透明的有機(jī)玻璃板、若干單入口排空閥以及有多個(gè)入口的總排空閥；
其中，后部托架為一個(gè)由若干角鋼焊接后構(gòu)成的長(zhǎng)方體框架，但兩個(gè)靠?jī)?nèi)的外側(cè)邊則采用板形鋼材焊接，外側(cè)邊的中部固定有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，左右兩個(gè)外側(cè)邊的上端對(duì)稱(chēng)焊接有兩塊平面支撐耳板，左右兩個(gè)外側(cè)邊的下端對(duì)稱(chēng)焊接有兩個(gè)頂塊，而后部托架頂部的外側(cè)則分別焊接有兩個(gè)后部垂向支撐耳板；轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸托板相配合；
前擠壓框架板為由角鋼焊接而成的長(zhǎng)方體，前擠壓框架板的長(zhǎng)度和寬度與后部托架的長(zhǎng)度和寬度相一致，前擠壓框架板的上、下兩端分別焊接有兩個(gè)前部第一垂向支撐耳板和前部第二垂向支撐耳板；第一垂向支撐耳板上所開(kāi)的螺栓孔與后部垂向支撐耳板上所開(kāi)的螺栓孔，具有相同的孔徑和中心軸線(xiàn)；下壓緊螺栓穿過(guò)前部第二垂向支撐耳板上的螺栓孔后，螺栓的端部與頂塊相觸；上壓緊螺栓的兩端分別穿過(guò)第一垂向支撐耳板和后部垂向支撐耳板；前擠壓框架板上開(kāi)有螺紋孔以供密封壓力調(diào)節(jié)螺栓旋入；
在兩塊平面支撐耳板上分別焊接固定有左側(cè)支撐螺紋桿和右側(cè)支撐螺紋桿，上加壓機(jī)構(gòu)固定橫板的左右兩端開(kāi)有內(nèi)螺紋孔，通過(guò)螺帽緊固后固定在左側(cè)支撐螺紋桿和右側(cè)支撐螺紋桿上；上加壓機(jī)構(gòu)固定橫板的中央開(kāi)有內(nèi)螺紋孔，通過(guò)所述螺紋孔與帶有連接螺桿的配重塊相連接，配重塊的底部固定有水平壓板；
所述六塊透明的有機(jī)玻璃板分別為前面板、兩個(gè)側(cè)立板、底板、上壓板以及后面板；其中，兩個(gè)側(cè)立板、后面板與底板之間為不可分拆的固定連接，所述有機(jī)玻璃板與其它面接觸部分均刻有直徑為0.5cm的半圓形凹槽，所述半圓形凹槽內(nèi)放入涂抹有硅脂的直徑為
0.8cm的橡膠密封條；底板的下面固定一張同尺寸的鋼板，貫穿底板和鋼板，開(kāi)有若干呈陣列樣均勻分布的電極高度調(diào)整螺紋孔，由絕緣材料制成的電極高度調(diào)整螺桿通過(guò)螺紋連接位于電極高度調(diào)整螺紋孔內(nèi)，電極高度調(diào)整螺母套在電極高度調(diào)整螺桿的尾端，電極高度調(diào)整螺桿的頂端固定電阻率檢測(cè)用電極，電阻率檢測(cè)用電極采用銀質(zhì)電極，由此電極引出的導(dǎo)線(xiàn)連接至固定在后面板上的2 4芯航空插頭；側(cè)立板上沿垂向間隔開(kāi)有若干不同高度的通過(guò)活動(dòng)絲堵封閉的注入采出端口 ；上壓板上開(kāi)有固定單入口排空閥的固定孔；兩個(gè)側(cè)立板、后面板與底板連接后固定在后部托架內(nèi)，前面板的內(nèi)側(cè)與兩個(gè)側(cè)立板與底板相接觸部分亦刻有直徑為0.5cm的半圓形凹槽，所述半圓形凹槽內(nèi)放入涂抹有硅脂的直徑為
0.8cm的橡膠密封條；
所述模擬裝置還包括若干長(zhǎng)度不同但寬度均與底板相同的薄鋁板；上壓板的尺寸與兩個(gè)側(cè)立板和后面板連接后形成的矩形腔體的截面尺寸相吻合，恰可使得上壓板在外力作用下沿此矩形腔體上下移動(dòng)而不發(fā)生邊緣外露。
[0005]利用以上裝置完成對(duì)石油儲(chǔ)層構(gòu)型進(jìn)行物理模擬的方法如下:
(1)將所述物理模擬裝置的后部托架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度后利用齒條千斤頂撐起后固定，此時(shí)，前面板和前擠壓框架板未連接在該物理模擬裝置上；
(2)按照欲模擬的儲(chǔ)層構(gòu)型確定實(shí)際沉積模式，按照所需要的夾層個(gè)數(shù)和角度選取若干塊薄鋁板彎曲成型作為底部沉積體和若干上部側(cè)向加積體的分割板，然后將若干塊薄鋁板插入步驟(I)中由上壓板、兩個(gè)側(cè)立板和后面板組合后形成的矩形腔體內(nèi)，薄鋁板的底部與后面板相觸，若干薄鋁板插入后形成若干個(gè)分隔的小腔體；
(3)按照欲模擬的儲(chǔ)層構(gòu)型為每個(gè)夾層選擇不同滲透率和目數(shù)的石英砂，噴濕后，按照從上到下、從左到右的順序填充至步驟(2)中所構(gòu)成的若干個(gè)小腔體內(nèi)；緊鄰薄鋁板的夾層兩側(cè)采用泥質(zhì)填充，底板最下層采用泥質(zhì)填充；
(4)將若干薄鋁板沿垂直方向抽出；
(5)將前面板固定在前擠壓框架板上，連接后使前面板壓緊在兩個(gè)側(cè)立板和底板上；
(6)按照測(cè)量水驅(qū)過(guò)程中側(cè)積體中水體側(cè)向的波及范圍和高度調(diào)整電阻率檢測(cè)用電極的高度；
(7)將權(quán)利要求1中所述物理模擬裝置的后部托架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，提升配重塊，取出上壓板；
(8)在步驟(7)中構(gòu)建的儲(chǔ)層模型的上部填制5-lOcm粘土，壓實(shí)；在此粘土層上覆蓋一層真空硅脂，在真空硅脂層之上填制10-15cm由水泥和防水密封材料構(gòu)成的防滲材料；
(9)放入上壓板，轉(zhuǎn)動(dòng)配重塊上的連接螺桿，使上壓板壓實(shí)；
(10)按照實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)前擠壓框架板上的密封壓力調(diào)節(jié)螺栓；
(11)根據(jù)實(shí)際需要，開(kāi)關(guān)用來(lái)模擬排空井的相關(guān)排空閥門(mén)，并由導(dǎo)管導(dǎo)出，以實(shí)現(xiàn)砂體上部油水流體的充分飽和。
[0006]本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明構(gòu)建了一個(gè)物理模擬裝置，這種物理模擬裝置由有機(jī)玻璃箱體和可旋轉(zhuǎn)90度并定位的支撐框架兩部分組成，有機(jī)玻璃箱體采用四面粘接固定、兩面可活動(dòng)拆卸的機(jī)構(gòu)，并配合若干塊可任意彎曲成型的薄鋁板，同時(shí)在有機(jī)玻璃箱體的底部設(shè)置測(cè)試高度可以調(diào)整的電極，而在箱體兩側(cè)設(shè)置有注入采出系統(tǒng)端口，電極的輸出端經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接至24芯航空插頭上作為三維電阻率檢測(cè)監(jiān)測(cè)端口。這樣，就可以利用薄鋁板的特性折出各種角度和弧度來(lái)模擬實(shí)際地質(zhì)構(gòu)型，擠壓結(jié)實(shí)后，再將薄鋁板抽出，然后改變方向利用粘土、真空硅脂等封閉，再重新壓實(shí)。利用本發(fā)明所構(gòu)建的模型，可以按照需要精確模擬石油儲(chǔ)層構(gòu)型，解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能在宏觀上稍加體現(xiàn)石油儲(chǔ)層構(gòu)型的缺陷，該裝置配合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室三維電阻率檢測(cè)系統(tǒng)、油水自動(dòng)分離計(jì)量分析系統(tǒng)工作，實(shí)驗(yàn)者可以在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，實(shí)時(shí)檢測(cè)任意一點(diǎn)電極與同一組其它電極以及與相鄰不同電極組中其它電極間的電阻率變化，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)整電極在不同夾層中的位置，從而反映出不同方向三維電阻率變化，并且實(shí)時(shí)成云圖。該裝置可直觀監(jiān)測(cè)整個(gè)模型內(nèi)部油水變化特征，根據(jù)需要還可形成不同時(shí)期含油飽和度場(chǎng)變化云圖，為揭示儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)控制剩余油分布提供系統(tǒng)支持，為老油田挖潛提高采收率提供科學(xué)的地質(zhì)導(dǎo)向。
[0007]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之前視圖。
[0008]圖2是圖1的右視圖。
[0009]圖3是本發(fā)明所述前面板、側(cè)立板、底板以及后面板壓緊后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明所述前面板與側(cè)立板利用前擠壓框架板壓緊后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5是實(shí)施本發(fā)明所述方法時(shí)，將薄鋁板彎曲成型后插入由上壓板、兩個(gè)側(cè)立板和后面板組合后形成的矩形腔體內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
由圖1結(jié)合圖2所示，該種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬裝置，包括一個(gè)帶有底部行走輪I的方形底座2,在方形底座2的左右兩端固定有支撐板14,支撐板14的頂端帶有半圓弧型的轉(zhuǎn)軸托板16，在方形底座2上沿橫向分布有兩排可沿垂直方向調(diào)整支撐高度的螺旋千斤頂6,同時(shí),在方形底座2的中間固定有一對(duì)齒條千斤頂5。
[0013]所述模擬裝置還包括一個(gè)后部托架30、一塊前擠壓框架板13、六塊透明的有機(jī)玻璃板、若干單入口排空閥19以及有多個(gè)入口的總排空閥25。
[0014]其中，后部托架30為一個(gè)由若干角鋼焊接后構(gòu)成的長(zhǎng)方體框架，但兩個(gè)靠?jī)?nèi)的外側(cè)邊39則采用板形鋼材焊接，外側(cè)邊39的中部固定有轉(zhuǎn)動(dòng)軸17，左右兩個(gè)外側(cè)邊39的上端對(duì)稱(chēng)焊接有兩塊平面支撐耳板21，左右兩個(gè)外側(cè)邊39的下端對(duì)稱(chēng)焊接有兩個(gè)頂塊40，而后部托架30頂部的外側(cè)則分別焊接有兩個(gè)后部垂向支撐耳板32 ;轉(zhuǎn)動(dòng)軸17與轉(zhuǎn)軸托板16相配合。
[0015]前擠壓框架板13為由角鋼焊接而成的長(zhǎng)方體，前擠壓框架板13的長(zhǎng)度和寬度與后部托架30的長(zhǎng)度和寬度相一致，前擠壓框架板13的上、下兩端分別焊接有兩個(gè)前部第一垂向支撐耳板29和前部第二垂向支撐耳板12 ;第一垂向支撐耳板29上所開(kāi)的螺栓孔與后部垂向支撐耳板32上所開(kāi)的螺栓孔，具有相同的孔徑和中心軸線(xiàn)；下壓緊螺栓11穿過(guò)前部第二垂向支撐耳板12上的螺栓孔后，螺栓的端部與頂塊40相觸；上壓緊螺栓28的兩端分別穿過(guò)第一垂向支撐耳板29和后部垂向支撐耳板32 ;前擠壓框架板13上開(kāi)有螺紋孔以供密封壓力調(diào)節(jié)螺栓3旋入。
[0016]在兩塊平面支撐耳板21上分別焊接固定有左側(cè)支撐螺紋桿27和右側(cè)支撐螺紋桿22，上加壓機(jī)構(gòu)固定橫板26的左右兩端開(kāi)有內(nèi)螺紋孔，通過(guò)螺帽緊固后固定在左側(cè)支撐螺紋桿27和右側(cè)支撐螺紋桿22上；上加壓機(jī)構(gòu)固定橫板26的中央開(kāi)有內(nèi)螺紋孔，通過(guò)所述螺紋孔與帶有連接螺桿24的配重塊23相連接，配重塊23的底部固定有水平壓板。
[0017]所述六塊透明的有機(jī)玻璃板分別為前面板7、兩個(gè)側(cè)立板15、底板4、上壓板20以及后面板36 ;其中，兩個(gè)側(cè)立板15、后面板36與底板4之間為不可分拆的固定連接,所述有機(jī)玻璃板與其它面接觸部分均刻有直徑為0.5cm的半圓形凹槽,所述半圓形凹槽內(nèi)放入涂抹有硅脂的直徑為0.8cm的橡膠密封條；底板4的下面固定一張同尺寸的鋼板41，貫穿底板4和鋼板41，開(kāi)有若干呈陣列樣均勻分布的電極高度調(diào)整螺紋孔34，如圖3所示，由絕緣材料制成的電極高度調(diào)整螺桿8通過(guò)螺紋連接位于電極高度調(diào)整螺紋孔34內(nèi)，電極高度調(diào)整螺母9套在電極高度調(diào)整螺桿8的尾端，電極高度調(diào)整螺桿8的頂端固定電阻率檢測(cè)用電極10，電阻率檢測(cè)用電極10采用銀質(zhì)電極，由此電極引出的導(dǎo)線(xiàn)連接至固定在后面板36上的2 4芯航空插頭；側(cè)立板15上沿垂向間隔開(kāi)有若干不同高度的通過(guò)活動(dòng)絲堵封閉的注入采出端口 31 ;上壓板20上開(kāi)有固定單入口排空閥19的固定孔；兩個(gè)側(cè)立板15、后面板36與底板4連接后固定在后部托架30內(nèi)，前面板7的內(nèi)側(cè)與兩個(gè)側(cè)立板15與底板4相接觸部分亦刻有直徑為0.5cm的半圓形凹槽,如圖4所示,所述半圓形凹槽內(nèi)放入涂抹有娃脂的直徑為0.8cm的橡膠密封條35 ；
如圖5所示，所述模擬裝置還包括若干長(zhǎng)度不同但寬度均與底板4相同的薄鋁板37 ；上壓板20的尺寸與兩個(gè)側(cè)立板15和后面板36連接后形成的矩形腔體的截面尺寸相吻合，恰可使得上壓板20在外力作用下沿此矩形腔體上下移動(dòng)而不發(fā)生邊緣外露。利用上述物理模擬裝置可以根據(jù)具體的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)型進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)，【具體實(shí)施方式】如下:
通過(guò)對(duì)研究區(qū)取芯井的巖樣進(jìn)行分析化驗(yàn)，得出儲(chǔ)層中各沉積巖石的孔隙度、滲透率、巖性、粒度、夾層(個(gè)數(shù)、傾向、傾角)等參數(shù)，同時(shí)參考現(xiàn)代河流沉積規(guī)律明確研究區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層構(gòu)型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取不同粒度的石英砂，進(jìn)而達(dá)到不同的孔、滲要求。
[0018]然后按照如下步驟完成對(duì)石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬:
(1)將所述物理模擬裝置的后部托架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度后利用齒條千斤頂撐起后固定，此時(shí)，前面板和前擠壓框架板未連接在該物理模擬裝置上；
(2)按照欲模擬的儲(chǔ)層構(gòu)型確定實(shí)際沉積模式，按照所需要的夾層個(gè)數(shù)和角度選取若干塊薄鋁板彎曲成型作為底部沉積體和若干上部側(cè)向加積體的分割板，然后將若干塊薄鋁板插入由上壓板、兩個(gè)側(cè)立板和后面板組合后形成的矩形腔體內(nèi)，薄鋁板的底部與后面板相觸，若干薄鋁板插入后形成若干個(gè)分隔的小腔體；
(3)如圖5所示，按照欲模擬的儲(chǔ)層構(gòu)型為每個(gè)夾層選擇不同滲透率和目數(shù)的石英砂，噴濕后，將不同的石英砂38按照從上到下、從左到右的順序填充至步驟(2)中所構(gòu)成的若干個(gè)小腔體內(nèi)；緊鄰薄鋁板的夾層兩側(cè)采用泥質(zhì)填充，底板最下層采用泥質(zhì)填充；兩個(gè)夾層間的砂體形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的滲流單元。泥質(zhì)夾層遇水后發(fā)生膨脹，促使夾層與玻璃箱體接觸的更加緊密。
[0019](4)全部小腔體填充完畢后，將若干薄鋁板沿垂直方向抽出；
(5)將前面板固定在前擠壓框架板上，連接后使前面板壓緊在兩個(gè)側(cè)立板和底板上；在箱體的有機(jī)玻璃的半圓形凹槽中放入涂有硅脂的圓形橡膠密封條，將物理模擬裝置的前擠壓框架板使用下壓緊螺栓11和上壓緊螺栓28固定，同時(shí)使用箱體四周的帶頂絲的密封壓力調(diào)節(jié)螺栓3將箱體的有機(jī)玻璃壓實(shí)，以達(dá)到箱體四周完全密封。
[0020](6)按照測(cè)量水驅(qū)過(guò)程中側(cè)積體中水體側(cè)向的波及范圍和高度調(diào)整電阻率檢測(cè)用電極的高度；這一過(guò)程可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電極高度調(diào)整螺母9來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0021](7)將權(quán)利要求1中所述物理模擬裝置的后部托架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，提升配重塊，取出上壓板；此時(shí)，箱體下部由6個(gè)螺旋千斤頂6組成的支撐裝置可承擔(dān)上部箱體和加壓操作所產(chǎn)生的巨大壓力，避免箱體破損。
[0022](8)在步驟(7)中構(gòu)建的儲(chǔ)層模型的上部填制5-lOcm粘土，壓實(shí)；在此粘土層上覆蓋一層真空硅脂，在真空硅脂層之上填制10-15cm由水泥和防水密封材料構(gòu)成的防滲材料。本步驟中采用粘土封隔層，粘土的粒度極細(xì)，其中含有的大量粘土礦物在遇到水后體積會(huì)發(fā)生膨脹，致使粘土與箱體邊壁緊密接觸；真空硅脂層，利用硅脂粘度大、不溶于水、可塑性強(qiáng)的特殊物理特性將其均勻地涂在緊鄰粘土封隔層的正上方，進(jìn)一步增強(qiáng)密封性；防滲層，主要采用高號(hào)水泥和防水密封材料混合制成，利用其自身的重力來(lái)增加上覆壓力，進(jìn)而起到密封效果。在常溫常壓下，三層密封可以完全起到密封的效果。
[0023](9)放入上壓板，轉(zhuǎn)動(dòng)配重塊上的連接螺桿，使上壓板壓實(shí)；
(10)按照實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)前擠壓框架板上的密封壓力調(diào)節(jié)螺栓；
(11)根據(jù)實(shí)際需要開(kāi)關(guān)用來(lái)模擬排空井的相關(guān)排空閥門(mén)，并由導(dǎo)管導(dǎo)出，以實(shí)現(xiàn)砂體上部油水流體的充分飽和。設(shè)置本步驟的目的在于:由于模型頂部完全封閉，造成箱體中上部砂體不利于油水的飽和，故在模型上方根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求布置一定數(shù)量的排空泄壓井。在進(jìn)行飽和油水操作時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要開(kāi)關(guān)相應(yīng)排空井的控制閥門(mén)，并由導(dǎo)管及其流體導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)砂體上部油水流體的充分飽和。飽和后，從箱體側(cè)面的雙排注入端和采出端分別注入和排出流體。
[0024]構(gòu)建完畢后，注入端連接ISC0260D恒壓恒流無(wú)脈沖計(jì)量泵來(lái)提供油水注入動(dòng)力、控制注入速度和壓力，并通過(guò)中間容器不間斷的向箱體中注入驅(qū)替液。排出端連接油水分離自動(dòng)計(jì)量裝置，并通過(guò)RS32端口使該裝置的電子天平與計(jì)算機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄和計(jì)算油水量、采收率、含水率等變化特征。同時(shí)，使用填砂玻璃管填制與實(shí)驗(yàn)一樣的方案進(jìn)行飽和、驅(qū)替，并測(cè)量電阻率及采出口的含水率變化，從而達(dá)到標(biāo)定電阻率與含油(含水)飽和度關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)任意一點(diǎn)電極與同一組其它電極以及與相鄰不同電極組中其它電極間的電阻率變化，從而反映出不同方向三維電阻率變化，并且實(shí)時(shí)成云圖，監(jiān)測(cè)整個(gè)模型內(nèi)部油水變化特征；根據(jù)需要還可形成不同時(shí)期含油飽和度場(chǎng)變化云圖。
[0025]整個(gè)裝置可通過(guò)底部安裝的萬(wàn)向輪隨意進(jìn)行移動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬裝置，包括一個(gè)帶有底部行走輪(I)的方形底座(2)，其特征在于:在方形底座(2)的左右兩端固定有支撐板(14),支撐板(14)的頂端帶有半圓弧型的轉(zhuǎn)軸托板(16)，在方形底座(2)上沿橫向分布有兩排可沿垂直方向調(diào)整支撐高度的螺旋千斤頂(6 ),同時(shí),在方形底座(2)的中間固定有一對(duì)齒條千斤頂(5 )； 所述模擬裝置還包括一個(gè)后部托架(30)、一塊前擠壓框架板(13)、六塊透明的有機(jī)玻璃板、若干單入口排空閥(19)以及有多個(gè)入口的總排空閥(25)； 其中，后部托架(30)為一個(gè)由若干角鋼焊接后構(gòu)成的長(zhǎng)方體框架，但兩個(gè)靠?jī)?nèi)的外側(cè)邊(39)則采用板形鋼材焊接，外側(cè)邊(39)的中部固定有轉(zhuǎn)動(dòng)軸(17)，左右兩個(gè)外側(cè)邊(39)的上端對(duì)稱(chēng)焊接有兩塊平面支撐耳板(21)，左右兩個(gè)外側(cè)邊(39)的下端對(duì)稱(chēng)焊接有兩個(gè)頂塊(40)，而后部托架(30)頂部的外側(cè)則分別焊接有兩個(gè)后部垂向支撐耳板(32);轉(zhuǎn)動(dòng)軸(17)與轉(zhuǎn)軸托板(16)相配合； 前擠壓框架板(13)為由角鋼焊接而成的長(zhǎng)方體，前擠壓框架板(13)的長(zhǎng)度和寬度與后部托架(30)的長(zhǎng)度和寬度相一致，前擠壓框架板(13)的上、下兩端分別焊接有兩個(gè)前部第一垂向支撐耳板(29)和前部第二垂向支撐耳板(12);第一垂向支撐耳板(29)上所開(kāi)的螺栓孔與后部垂向支撐耳板(32)上所開(kāi)的螺栓孔，具有相同的孔徑和中心軸線(xiàn)；下壓緊螺栓(11)穿過(guò)前部第二垂向支撐耳板(12)上的螺栓孔后，螺栓的端部與頂塊(40)相觸；上壓緊螺栓(28)的兩端分別穿過(guò)第一垂向支撐耳板(29)和后部垂向支撐耳板(32);前擠壓框架板(13)上開(kāi)有螺紋孔以供密封壓力調(diào)節(jié)螺栓(3)旋入； 在兩塊平面支撐耳板(21)上分別焊接固定有左側(cè)支撐螺紋桿(27)和右側(cè)支撐螺紋桿(22)，上加壓機(jī)構(gòu)固定橫板(26)的左右兩端開(kāi)有內(nèi)螺紋孔，通過(guò)螺帽緊固后固定在左側(cè)支撐螺紋桿(27)和右側(cè)支撐螺紋桿(22)上；上加壓機(jī)構(gòu)固定橫板(26)的中央開(kāi)有內(nèi)螺紋孔，通過(guò)所述螺紋孔與帶有連接螺桿(24)的配重塊(23)相連接，配重塊(23)的底部固定有水平壓板； 所述六塊透明的有機(jī)玻璃板分別為前面板(7)、兩個(gè)側(cè)立板(15)、底板(4)、上壓板(20)以及后面板(36);其中，兩個(gè)側(cè)立板(15)、后面板(36)與底板(4)之間為不可分拆的固定連接，所述有機(jī)玻璃板與其它面接觸部分均刻有直徑為0.5cm的半圓形凹槽，所述半圓形凹槽內(nèi)放入涂抹有硅脂的直徑為0.8cm的橡膠密封條；底板(4)的下面固定一張同尺寸的鋼板(41)，貫穿底板(4)和鋼板(41)，開(kāi)有若干呈陣列樣均勻分布的電極高度調(diào)整螺紋孔(34)，由絕緣材料制成的電極高度調(diào)整螺桿(8 )通過(guò)螺紋連接位于電極高度調(diào)整螺紋孔(34)內(nèi)，電極高度調(diào)整螺母(9 )套在電極高度調(diào)整螺桿(8 )的尾端，電極高度調(diào)整螺桿(8)的頂端固定電阻率檢測(cè)用電極(I O )，電阻率檢測(cè)用電極(I O)采用銀質(zhì)電極，由此電極引出的導(dǎo)線(xiàn)連接至固定在后面板(36)上的2 4芯航空插頭；側(cè)立板(15)上沿垂向間隔開(kāi)有若干不同高度的通過(guò)活動(dòng)絲堵封閉的注入采出端口( 3 I );上壓板(20)上開(kāi)有固定單入口排空閥(19)的固定孔；兩個(gè)側(cè)立板(15)、后面板(36)與底板(4)連接后固定在后部托架(30)內(nèi)，前面板(7)的內(nèi)側(cè)與兩個(gè)側(cè)立板(15)與底板(4)相接觸部分亦刻有直徑為0.5cm的半圓形凹槽,所述半圓形凹槽內(nèi)放入涂抹有娃脂的直徑為0.8cm的橡膠密封條(35)； 所述模擬裝置還包括若干長(zhǎng)度不同但寬度均與底板(4)相同的薄鋁板(37);上壓板(20)的尺寸與兩個(gè)側(cè)立板(15)和后面板(36)連接后形成的矩形腔體的截面尺寸相吻合，恰可使得上壓板(20)在外力作用下沿此矩形腔體上下移動(dòng)而不發(fā)生邊緣外露。
2.一種石油儲(chǔ)層構(gòu)型的物理模擬方法，該方法由如下步驟組成: (1)將權(quán)利要求1中所述物理模擬裝置的后部托架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度后利用齒條千斤頂撐起后固定，此時(shí)，前面板和前擠壓框架板未連接在該物理模擬裝置上； (2)按照欲模擬的儲(chǔ)層構(gòu)型確定實(shí)際沉積模式，按照所需要的夾層個(gè)數(shù)和角度選取若干塊薄鋁板彎曲成型作為底部沉積體和若干上部側(cè)向加積體的分割板，然后將若干塊薄鋁板插入由上壓板、兩個(gè)側(cè)立 板和后面板組合后形成的矩形腔體內(nèi)，薄鋁板的底部與后面板相觸，若干薄鋁板插入后形成若干個(gè)分隔的小腔體； (3)按照欲模擬的儲(chǔ)層構(gòu)型為每個(gè)夾層選擇不同滲透率和目數(shù)的石英砂，噴濕后，按照從上到下、從左到右的順序填充至步驟(2)中所構(gòu)成的若干個(gè)小腔體內(nèi)；緊鄰薄鋁板的夾層兩側(cè)采用泥質(zhì)填充，底板最下層采用泥質(zhì)填充； (4)將若干薄鋁板沿垂直方向抽出； (5)將前面板固定在前擠壓框架板上，連接后使前面板壓緊在兩個(gè)側(cè)立板和底板上； (6)按照測(cè)量水驅(qū)過(guò)程中側(cè)積體中水體側(cè)向的波及范圍和高度調(diào)整電阻率檢測(cè)用電極的高度； (7)將權(quán)利要求1中所述物理模擬裝置的后部托架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，提升配重塊，取出上壓板； (8)在步驟(7)中構(gòu)建的儲(chǔ)層模型的上部填制5-lOcm粘土，壓實(shí)；在此粘土層上覆蓋一層真空硅脂，在真空硅脂層之上填制10-15cm由水泥和防水密封材料構(gòu)成的防滲材料； (9)放入上壓板，轉(zhuǎn)動(dòng)配重塊上的連接螺桿，使上壓板壓實(shí)； (10)按照實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)前擠壓框架板上的密封壓力調(diào)節(jié)螺栓； (11)根據(jù)實(shí)際需要開(kāi)關(guān)用來(lái)模擬排空井的相關(guān)排空閥門(mén)，并由導(dǎo)管導(dǎo)出，以實(shí)現(xiàn)砂體上部油水流體的充分飽和。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK103953335SQ201410196269
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】閆百泉, 孫雨, 范廣娟, 叢琳, 李婷婷, 田曉雷 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)