[发明专利]一种稠油储层模拟填砂模型自动制作装置

说明书

一种稠油储层模拟填砂模型制作装置，包括自动旋转控制系统；压力控制系统和模型管敲击压实系统，其中自动旋转控制系统包括底座和设置在底座内的旋转台；旋转台连接电动机，电动机连接计算机；压力控制系统包括空气压缩机、气体压力控制阀、压力缸和固定架，固定架支撑在底座上，模型管敲击压实系统包括夯锤、压杆和连动架，连动架支撑在底座上。本发明操作简单，自动化程度高，无需人工操作。与地层取芯物性参数测试结果对比，制作的管式模型的孔隙度和渗透率误差小于5%。两根平行管式模型的孔隙度和渗透率绝对值差小于5%。

技术领域

本发明涉及一种储层岩石物理模拟技术领域，特别是涉及到人工填砂模拟储层岩石物性和研究模拟地层条件的油水流动状态和渗流规律，提供一种稠油储层模拟填砂模型自动制作装置。

背景技术

稠油科学定义是在油层条件下，黏度小于50mPas或脱气后黏度大于100mPa·s的原油。稠油的成因非常复杂，与普通原油最大的区别在于生物降解程度，降解程度越高越容易形成稠油。在国外，稠油又被称作重油，只不过它将油砂包含在内。

API重度是美国石油学会采用的一种公认的石油比重指标，可以粗略衡量油品质量的高低。根据API重度指标，可以将原油分为轻质、中质、重质、超重质4类。

我国稠油和国际稠油的特征略有不同，因此国内采用了不同的划分标准，将稠油分为普通稠油、特稠油和超稠油3类。我国稠油沥青质含量低，故相对密度较低；而胶质含量高，稠油黏度也相对较高。

世界上稠油资源极为丰富，稠油、超稠油、油砂和沥青大约占全球石油资源总量的70％。全球稠油地质储量约为8150亿吨，委内瑞拉最多，拥有世界稠油总量的48％；其次是加拿大，占总量32％；接下来的就是俄罗斯、美国和中国。因此中国的稠油开采成为了我国能源行业一项非常重大的任务。

稠油的开采过程中，模拟是事先非常重要的工作。石油行业室内物理模拟实验中，由于受稠油储层岩石松散程度影响，获取成型的柱状岩心比较困难。同时钻井获得的全直径岩心只有10cm，不能满足化学驱和热采开发模拟(长度大于15cm)对岩心长度的要求。需要人工将洗净备好的油砂或者石英砂装填成管式模型。但是，这种方式制作单根模型管时，主要依靠操作者的经验，无标准化操作规程；每次充填的填砂模型差异较大，造成孔隙度、渗透率不均匀。而进行定量对比试验时，通常需要制作孔隙度和渗透率的近似程度更高的平行模型。现有的制作方式无法满足其近似要求。

发明内容

为此，我们发明了一种稠油储层模拟填砂模型自动制作装置。该系统操作简便，测试精度高，在人工填砂模拟储层岩石物性和研究模拟地层条件的油水流动状态和渗流规律方面有重要应用价值。本发明专利具有以下有益效果：

1、该稠油储层模拟填砂模型自动制作装置，增加两个管式模型放置工位，两根模型管每次的填砂量和敲击次数完全相同。保证两根模型管制作过程完全一致。消除了因模型管填砂量和模型的敲击次数不同造成模型渗透率和孔隙度存在差异。

2、该稠油储层模拟填砂模型自动制作装置，采用压杆对工位上的两根管式模型内的填砂同时加压，并采用压力控制系统控制压杆的压制压力，保证了每次两根模型管加压压力完全相同。消除了不同模型管制作时压制压力不同导致渗透率和孔隙度存在差异。

3、该稠油储层模拟填砂模型自动制作装置，通过增加模型管自动旋转功能，保证每根模型管的每个方向均可被敲击；同时增加侧面敲击次数控制功能，使填砂更均匀。

4、模型管工位尺寸可以更换。可以压制直径为2.5cm和3.8cm的管式模型。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：该装置包括自动旋转控制系统；压力控制系统；模型管敲击压实系统。自动旋转控制系统包括计算机控制、电动机、联动皮带、联动杆、模型管旋转底座；压力控制系统包括气压缸、压力表、气体压力控制阀、空压机；模型管敲击压实系统包括夯锤、压杆、固定架、支架。