[发明专利]一种平板填砂模型渗流实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种平板填砂模型渗流实验系统，属于油田开发领域。

背景技术

目前，我国大部分油田都进入了二次采油甚至三次采油，随着油田的开采，油层本身能量不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，一般进行注水开发，为提高注水开发效果，往往需要进行水驱油实验。

各油田区块的地下构造和储层物性存在差异，对于注水开发的具体方式和注采设备等一系列参数的设定需要进行详细的分析和研究；出于安全及成本因素的考虑，水驱油实验一般不直接在开采的油田上进行实验，而是通过在填砂模型中进行实验，来分析注水开发过程中地层的变化从而进一步研究得到所需的数据，因此，研发能真实模拟地层和精确采集数据的填砂模型对于了解水驱油效果有很大的意义。

目前，国内外对此类装置进行了研发，并取得一定成果，如申请号为201120069208.0的《一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型》、申请号为201410632491.1的《一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型》、申请号为201320621506.5的《一种用于驱油的平面可视化填砂模型》、申请号为201310335169.8的《一种模拟注水过程中油干层对驱油效率影响的装置》等，上述科研成果，均能在一定程度上实现模拟地层和采集数据，但仍然存在一些问题：1、不能精确模拟地层电阻率的变化；2、不能进行分块压力场数据采集；3、无法模拟水平井与垂直井的分布对地层夹层产油效率的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种平板填砂模型渗流实验系统，它是通过以下技术方案实现的：

一种平板填砂模型渗流实验系统，包括填砂模型实体单元、注入单元、电阻采集单元、压力场采集装置、测量单元、阀门单元、计算机、流体管线、填砂管、真空泵；所述填砂模型实体单元包括模型腔体、模型盖板、固定螺栓、密封件、砂粒；注入单元为蠕动泵，所述蠕动泵为LabUIP高精度智能蠕动泵；所述电阻采集单元包括电极点、控制电路、电阻数据采集器；测量单元包括LCR数字电桥仪、压力显示仪表、单相流量计量天平、油水两相计量杯；阀门单元包括水平井井眼阀门、注水井阀门、产出井阀门；填砂模型实体单元垂直安放，蠕动泵分别通过水平井井眼阀门和注水井阀门连接填砂模型实体单元，填砂模型实体单元的模型腔体上设有井眼，井眼连接电极点，并最终连接到LCR数字电桥仪，产出井阀门连接油水两相计量杯；计算机连接并控制注入单元、压力场采集装置、电阻采集单元、测量单元、阀门单元。

进一步的，所述填砂模型实体单元主体为凹形模型腔体，模型腔体上下两侧设有通过支架螺栓连接的支架；模型腔体面板上设有64个井眼，采用8×8的排布方式均布于模型腔体面板上，模型腔体内部均匀安装有64个电极点，控制电路连接并控制64个电极点的工作，电阻数据采集器采集电极点数据并汇聚到LCR数字电桥仪；模型腔体左侧从上到下设有均匀分布的5个水平井井眼阀门，模型腔体底部从左到右设有均匀分布的5个注水井阀门，水平井井眼阀门和注水井阀门通过流体管线分别连接蠕动泵；各水平井井眼阀门之间和各注水井阀门之间都通过三通阀连接流体管线；所述64个电极点上总共设有8组压力传感器，通过8点压力采集，能有效进行压力场数据分析，采集点最多可扩展到32点；模型腔体顶部设有3个产出井阀门，顶部产出井阀门也可作为附加注水井阀门使用；水平井井眼阀门均连接水平分液管线，产出井阀门连接垂直分液管线；所述模型腔体边框端面设有螺栓孔，模型盖板通过固定螺栓连接在模型腔体上，模型腔体和模型盖板的接触面采用密封件进行压紧密封；模型腔体内填充砂粒。

所述填砂模型实体单元的长宽高尺寸为500mm×500mm×30mm，最大承压能力为0.1MPa，模型腔体边框材料为304不锈钢，模型腔体面板和模型盖板材料为有机玻璃；LCR数字电桥仪采集范围为50Hz～100KHz。

电极点材料为304不锈钢，控制电路为8套集成电路板组成，电源采用DC5V，电阻数据采集器上设有RS485转USB信号输出口。

进一步的，所述蠕动泵，其使用的是1.6mm或2.5mm的蠕动泵管，其流速调控范围在1mL/min～1300mL/min。

进一步的，所述填砂管内部填充砂粒，入口连接真空泵，出口连接油水两相计量杯，进口流体管道和出口流体管道上均设置压力显示仪表。