[发明专利]水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置及方法

说明书

本发明公开水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置及方法，实验装置包括可视化模拟容器外壳，可视化模拟容器外壳上设置有可视窗，可视化模拟容器外壳顶部设置有密封顶盖，可视化模拟容器外壳底部设置有密封底盖；密封顶盖上设置有注水管路和采出管路；可视化模拟容器外壳内部设置有饱和人造岩心。本发明设计合理、使用操作简便、功能完善、模拟效果好，能够实现水驱过程不同位置、不同管径的毛细管中发生的差异化重力分异现象模拟，可视化得到不同注入流体特征、不同地层流体粘度、隔夹层遮挡、裂缝发育下的毛细管差异重力分异程度和剩余油富集位置，分析不同尺度毛细管中环面油水置换、均匀驱替上升现象的临界情况。

技术领域

本发明涉及石油与天然气工程重力分异模拟实验技术领域，特别是涉及水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置及方法。

背景技术

油气田注水开发过程中，随着注入水逐渐向地层内部流动，在地层纵向上会发生重力分异现象，尤其是对于重力驱油气藏。控制注入流体在储层内部纵向上的重力分异程度，摸清不同注入流体特征、地层特征条件下顶部剩余油富集区域与富集程度，有利于提出针对性的剩余油挖掘技术措施，提高油气藏整体的动用程度。在进一步考虑地层孔隙随机分布的情况下，不同区域的顶部剩余油富集特征将更为复杂。目前，关于重力驱或重力分异的实验和理论模拟研究较多，采用均质或非均质孔隙介质物理模型，可视化模拟观察不同位置的原油分布；但上述物理模型模拟尺度和管径普遍较大，无法表述不同类型毛细管中发生的差异重力分异现象。目前，亟需提出一种利用系列毛细管束研究水驱过程中不同位置、不同内径的毛细管中差异重力分异现象的模拟实验装置，精细化刻画驱替过程毛细作用引起的纵向原油运移过程。前期实验研究过程中发现不同尺寸毛细管中油水置换形式多样(有的发生环面油水置换，形成段塞状驱替，有的仅能发生均匀驱替上升)，分析水驱过程中不同位置、不同尺度的毛细管中环面油水置换、均匀驱替上升现象的临界情况，能够深入说明重力分异的形式和影响机制。

综上，目前尚缺少利用系列毛细管束来研究水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置，尤其是设计合理、成本低、可视化强、多功能(解释不同地质特征、注入流体性质对毛细管重力分异的影响)的水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置及其有效的实验方法。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种工作性能可靠且模拟效果好、安装布设合理、成本低的水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种水驱过程毛细管差异重力分异模拟实验装置，包括可视化模拟容器外壳，所述可视化模拟容器外壳前端面和后端面上设置有可视窗，所述可视化模拟容器外壳顶部设置有密封顶盖，所述可视化模拟容器外壳底部设置有密封底盖；所述密封顶盖上设置有注水管路和采出管路；所述可视化模拟容器外壳内部设置有饱和人造岩心；

所述注水管路与一采出模拟井的顶部连通，所述采出模拟井伸入所述饱和人造岩心，所述采出管路与一注入模拟井的顶部连通，所述注入模拟井伸入所述饱和人造岩心；

所述密封顶盖上设置有伸入所述饱和人造岩心的注入段毛管束、中间毛管束和采出端毛管束。

可选的，所述饱和人造岩心与所述密封顶盖和所述密封底盖之间均设置有密封层。

可选的，所述密封层为环氧树脂层。

可选的，所述注入段毛管束设置于所述密封顶盖长度方向四分之一处，所述中间毛管束设置于所述密封顶盖长度方向的中部，所述采出端毛管束设置于所述密封顶盖长度方向四分之三处。

可选的，所述注入段毛管束、所述中间毛管束和所述采出端毛管束均包括设置于所述密封顶盖前端的第一管组和设置于所述密封顶盖后端的第二管组。

可选的，所述第一管组包括并列设置的第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管；所述第二管组包括并列设置的第四毛细管、第五毛细管和第六毛细管。