[发明专利]一种复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及复杂结构井三维流动物理模型，更具体地说，涉及一种复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统。

背景技术

随着钻井技术的发展，复杂结构井的应用越来越广泛，其对提高油气井产能、剩余油挖潜，具有重要的作用。但其流动规律及其在数模、试井及油藏方面的影响还不清楚，而目前的研究主要集中在理论推导及利用水电相似原理进行规则井流场模拟；对于复杂结构井与地层耦合流动主要通过对井结构进行简化来研究。

由于电模拟的局限，不能对地层中三维空间的真实流动进行反映，更对井筒中的复杂流动无能为力。因此需要建立真实反映地层与复杂结构井耦合流动的实验平台，搞清其流动规律建立能够反映其复杂流动规律的模型，为后续数模，试井及油藏工程研究提供基础。

申请号为201010219164.5的中国专利申请《复杂结构井井筒固液两相变质量流动模拟系统》。此装置系统包括一模拟井筒，模拟井筒由多段管体固定连通构成；模拟井筒的入口端连接有固液两相流体供给装置，模拟井筒的出口端连接有固液两相流体分离装置；提供一种复杂结构井井筒两相变质量流动模拟系统，可模拟油气开采过程中地层砂粒随产出液进入井筒的固液两相变质量流动过程，以及地层沙粒与产出液在井筒中的固液两相定质量流动过程，由此可进一步深入研究疏松砂岩油藏开发中砂粒进入管路以及被携带至井口整个过程。

申请号为201210562671.8的中国专利申请《复杂结构井井筒油气水三相流体变质量流动的模拟装置》。该模拟装置包括模拟井筒和模拟井筒连接的供气装置、供油装置和供水装置，该模拟装置可以模拟单相流体、气液两相流体及油气水三相流体流动。

申请号为201210071679.4的中国专利申请《水平井渗流实验装置》。该发明装置由主体支架、渗流观察板、高压气泵、储水槽、水泵、计算机、数据采集卡、渗流槽、水平段模拟井筒和摄像机组成。该装置的发明目的是提供一种模拟和研究水平井周围地层向水平井筒稳定渗流的物理模型，清晰展现水平井渗流状态，同时分析不同水平井完井方式对水平井周围地层渗流的影响。

现有的实验装置均没有地层模拟系统，不能模拟油气水在地层当中的渗流以及地层流动与井筒流动的耦合。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统，以实现模拟油气水在地层当中的渗流以及地层流动与井筒流动的耦合。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统，包括：

渗流槽；

水平井模拟井筒，安装在渗流槽内，且所述水平井模拟井筒均匀开设有第一射孔；

设置于支架10上的等效水平井模拟井筒，所述等效水平井模拟井筒上开设有与所述第一射孔一一对应的第二射孔，所述第一射孔与所述第二射孔通过管路连通，连通所述第一射孔和所述第二射孔的管路上设有节流阀，所述第二射孔的两侧分别安装有压力变送器，所述滑竿通过滑动块安装在支架上，并与等效水平井模拟井筒保持一定的距离，滑竿上安装有粒子成像测试系统；

与所述渗流槽连通的水相供给系统、油相供给系统和气相供给系统；

三相流量计，所述三相流量计的两个出口分别与所述水相供给系统和油相供给系统连通，另一个出口与所述等效水平井模拟井筒连通，所述三相流量计上还设有气相出口端，所述三相流量计与所述等效水平井模拟井筒连通的管路上安装有流量计和节流阀。

优选地，在上述复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统中，所述水相供给系统、油相供给系统和气相供给系统与所述渗流槽连通的管路上均设置有向所述渗流槽方向连通的单向节流阀。

优选地，在上述复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统中，所述水相供给系统、油相供给系统和气相供给系统与所述渗流槽均具有多个连通点，且多个连通点沿所述渗流槽的长度方向均匀布置。

优选地，在上述复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统中，还包括设置于所述渗流槽上的法兰盘，所述法兰盘上开设有与所述第一射孔一一连通的第三射孔，所述第二射孔与所述第三射孔一一连通。

优选地，在上述复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统中，水平井模拟井筒与所述等效水平井模拟井筒结构相同。

优选地，在上述复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统中，连通所述第一射孔和所述第二射孔的管路上设有流量计。