阅读说明：本技术 一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型 (Visual agent injection physical model for high-temperature high-pressure fracture-cavity oil reservoir ) 是由 杜建芬 李超凡 郭平 刘煌 汪周华 胡义升 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型,由移动支架1、举升旋转装置5、方形釜体10、缝洞岩板模型11、平流泵14、中间容器组15、回压阀17、气液分离器18、气体流量计19等组成,移动支架1包括注液平台2、支撑杆柱,注液平台通过注液口向方形釜体10注液,支撑杆柱为举升旋转装置5提供举升轨道；方形釜体内固定有缝洞岩板模型11,缝洞岩板模型设置注入口、采出口和底水入口；方形釜体正对缝洞岩板模型一面设置可视窗口,其他三面设置光源入口；缝洞岩板模型注入口连接中间容器组15和平流泵14,采出口连接回压阀17、气液分离器18和气体流量计19。本发明操作灵活、移动方便,可对缝洞油藏的实际开发起到积极的指导作用。(The invention relates to a visual injection physical model of a high-temperature and high-pressure fracture-cave oil reservoir, which comprises a movable support 1, a lifting rotating device 5, a square kettle body 10, a fracture-cave rock plate model 11, a advection pump 14, an intermediate container group 15, a back pressure valve 17, a gas-liquid separator 18, a gas flowmeter 19 and the like, wherein the movable support 1 comprises an injection platform 2 and a support rod column, the injection platform injects liquid into the square kettle body 10 through an injection port, and the support rod column provides a lifting track for the lifting rotating device 5; a slotted rock plate model 11 is fixed in the square kettle body, and is provided with an injection port, a production port and a bottom water inlet; a visible window is arranged on one side of the square kettle body, which is opposite to the slotted hole rock plate model, and light source inlets are arranged on the other three sides; the injection port of the fracture cavity rock plate model is connected with the intermediate container group 15 and the axial-flow pump 14, and the extraction port is connected with the back pressure valve 17, the gas-liquid separator 18 and the gas flowmeter 19. The invention has flexible operation and convenient movement, and can play a positive guiding role in the actual development of the fracture-cavity oil reservoir.)

一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型

技术领域

本发明涉及石油与天然气勘探开发领域中一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型，可用于室内缝洞油藏的相关物理模拟实验，为高温高压缝洞型碳酸盐岩油藏的开发开采提供科学指导。

背景技术

缝洞型碳酸盐岩油藏储层是一种以孔、缝、溶洞为主要渗流通道和储集空间的改造型储层。缝洞型碳酸盐岩油藏的开采过程复杂，在衰竭开采和注水驱替的过程中并不能完全将油从孔缝洞中驱替出来，特别是溶洞上部会有很大一部分“阁楼油”不能采出，需要通过油藏顶部注气进行进一步开采。现有的缝洞油藏物理模型存在实验装置过于简单化、难于加工、不耐高温高压、实验过程难以观察以及密封性能不好等问题。

“一种多功能缝洞油藏注剂物理模型的制作方法”（CN109372476A）公开了制作缝洞油藏注剂物理模型的具体步骤：（1）根据相似准则，得到注剂物理模型中各裂缝的体积、溶洞的体积和高度；（2）采用钢制管线模拟连通裂缝，确定管线长度；（3）采用圆柱形的钢制中间容器模拟溶洞，在中间容器的顶部、底部均有入口；（4）确定各中间容器的放置位置；（5）确定中间容器与管线的连接位置；（6）建立中间容器的原始含油饱和度和含水饱和度；（7）设置注剂物理模型的注入口和采出口，注剂由储罐经驱替泵加压后通过注入口注入模型中。但是该模型是一种简化的缝洞油藏注剂物理模型，将缝洞油藏内的孔、缝、洞简化成了规则模型，没有将缝洞油藏的具体孔、缝、洞形状、大小及连通关系表示出来。同时，该缝洞油藏注剂物理模型不可视，无法对模型内的流体流动状况进行实时观测和记录。

“多功能缝洞油藏高温高压可视化注剂物理模型”（CN110043253A）公开了制作高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型的具体步骤：（1）根据实际缝洞油藏某井组单元的缝洞组合模式和相似准则经激光刻蚀得到缝洞岩板模型；（2）采用钢制管线连接缝洞岩板模型、圆柱釜体、驱替泵、平流泵、中间容器组、回压阀、气液分离器、气量计；（3）设置岩板模型和圆柱釜体的注入口和采出口，注剂由中间容器注入；（4）建立缝洞油藏物理模型的原始地层条件；（5）通过高清摄像头对缝洞油藏物理模型的流体分布和流体流动状况进行记录。该模型存在如下问题：缝洞模型岩板通过围压加压并不能得到较好的密封，且钢化玻璃直接承压容易破碎，使得内压和围压必须保持在一定压差范围内；釜体为圆柱体，通过高清摄像头进行摄像时，由于釜体内装满了水，使得釜体内部类似于凸透镜，通过摄像头得到的成像变大、模糊，不能得到较好的清晰度，需要安装凹面镜进行调试，凹面镜易碎；釜体内装满了清水，使得模型实际升温不能过高，且需要隔一段时间对釜体内部进行涂漆防腐，不然水体容易浑浊；釜体为圆柱体，光源和摄像头均安装在釜体外侧，光源照射到岩板模型上时，呈现出岩板模型上光强度中间强周围弱，导致不能较好地观测到岩板模型中心和四周的流体流动状况；釜体外层金属加热片散热快，受室温影响大，且容易烫伤操作人员。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型，该模型所需材料来源充足、操作灵活、移动方便，可以进行高温高压缝洞油藏室内实验，包括衰竭实验、注水驱油实验、注气驱油实验和气水交替驱油实验等。整个实验过程由高清摄像头通过可视窗口进行观察并记录，对缝洞油藏的实际开发起到积极的指导作用。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型，由移动支架、举升旋转装置、方形釜体和缝洞岩板模型组成，其外部通过钢制管线连接驱替泵、平流泵、中间容器组、回压阀、气液分离器、气量计和压力表；所述缝洞岩板模型固定于方形釜体内，缝洞岩板模型设置有注入口、采出口和底水入口，方形釜体同样设置有注入口、采出口和底水入口，且和缝洞岩板模型一一对应，同时方形釜体还设置有围压入口和泄压阀，正对缝洞岩板模型一面设置可视窗口，其他三面设置光源入口，可视窗口内安装高清摄像头，光源入口内安装光源，摄像头与计算机连接，通过计算机可观测方形釜体内缝洞岩板模型中流体的流动状况。

所述移动支架包括注液平台、支撑杆柱和轮子，注液平台上均匀分布注液口，通过注液口向方形釜体快速注液，支撑杆柱为举升装置提供举升轨道。

所述举升旋转装置安装在移动支架的支撑杆柱上，下部连接方形釜体，通过液压举升的方式上下举升釜体，通过旋转密封方形釜体，便于装拆缝洞岩板模型。

所述缝洞岩板是由一定规格的平面岩板按照缝洞岩板平面图经激光刻蚀而成，缝洞岩板平面图根据实际缝洞油藏某井组单元的缝洞组合模式和相似准则得到；平面岩板由露头岩样切割而成，该类岩板尽量没有孔、缝与洞。

所述方形釜体的围压入口依次连接中间容器和驱替泵，通过驱替泵向方形釜体内注入耐高温高压的透明油进行加压，为缝洞岩板模型提供围压。

所述缝洞岩板模型的注入口、采出口与方形釜体上的注入口、采出口一一对应，注入口通过钢制管线依次与压力表、中间容器组和平流泵连接，所述中间容器组包括模拟油中间容器、氮气中间容器和地层水中间容器，通过平流泵进行注液/气加压，为缝洞岩板模型提供内压，压力表记录实时注入口压力；采出口通过钢制管线依次与压力表、回压阀、气液分离器和气体流量计连接，回压阀为缝洞岩板模型提供回压，气液分离器将采出口的气液分离，并记录采出液量，气体流量计记录采出的气体体积，压力表实时记录采出口压力。

所述方形釜体内有加热层，外覆隔热层，用于为缝洞岩板模型提供实验温度。

所述方形釜体为80MPa/160℃的方形釜体，下部与注液平台为螺纹连接，螺纹连接处为圆形，并设置有耐高温高压的双层密封圈。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明拆卸方便，便于调整与维护，增加了实验的可操作性和灵活性；升温装置便于控制温度，隔热层降低了模型的热能损失，节约实验成本；方形釜体三面均为光源，解决了缝洞岩板模型光源强度中间强、四周弱的问题，便于更清晰地观察实验流体的流动状况；缝洞岩板模型外的密封胶皮提高了缝洞岩板模型的密封性能和承压能力。

附图说明

图1（a）、（b）分别为高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型的正面和侧面剖面图。

图2为高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型的结构示意图。

图中：1-移动支架；2-注液平台；3-缝洞岩板；4-缝洞岩板模型注入口与采出口；5-举升旋转装置；6-方形釜体围压入口；7-缝洞岩板模型金属框架；8-方形釜体加热层；9-方形釜体隔热层；10-方形釜体；11-缝洞岩板模型；12-摄像头；13-光源；14-平流泵；15-中间容器组；16-压力表；17-回压阀；18-气液分离器；19-气体流量计；20-透明油中间容器；21-驱替泵。

具体实施方式

下面根据附图进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的技术范围内，均在保护之列。

参看图1、图2。

一种高温高压缝洞油藏可视化注剂物理模型，由移动支架1、举升旋转装置5、方形釜体10、缝洞岩板模型11、平流泵14、中间容器组15、回压阀17、气液分离器18、气体流量计19、透明油中间容器20、驱替泵21组成。所述移动支架1包括注液平台2、支撑杆柱和轮子，注液平台位于带有轮子的移动支架上，注液平台均匀分布注液口，通过注液口向方形釜体10注液，支撑杆柱为举升旋转装置5提供举升轨道；所述举升旋转装置安装在支撑杆柱上，下部连接方形釜体10；所述方形釜体内固定有缝洞岩板模型11，该缝洞岩板模型设置有注入口、采出口4和底水入口，方形釜体同样设置有注入口、采出口和底水入口，且一一对应，方形釜体还设置有围压入口和泄压阀；所述方形釜体正对缝洞岩板模型一面设置可视窗口，其他三面设置光源入口，可视窗口内安装摄像头12，光源入口内安装光源13，摄像头连接计算机；所述缝洞岩板模型的注入口通过钢制管线依次连接压力表16、中间容器组15和平流泵14，中间容器组包括模拟油中间容器、氮气中间容器和地层水中间容器，其采出口通过钢制管线依次连接压力表、回压阀17、气液分离器18和气体流量计19；所述方形釜体的围压入口6依次连接透明油中间容器20和驱替泵21；所述方形釜体内有加热层8，外覆隔热层9。

所述缝洞岩板模型包括缝洞岩板3、钢化玻璃、金属框架7、密封胶皮，缝洞岩板一面涂抹上耐高温高压和耐腐蚀的透明液态胶后与钢化玻璃粘结，用以固定缝洞岩板，另一面粘结具有一定厚度的耐高温高压和耐腐蚀的双面胶片后再与钢化玻璃粘结，用以防止发生窜流；粘结并风干后，将其置于金属框架内，装上密封胶皮进行密封。

所述缝洞岩板是由平面岩板按照缝洞岩板平面图经激光刻蚀而成，平面岩板由露头岩样切割而成，缝洞岩板平面图根据实际缝洞油藏某井组单元的缝洞组合模式和相似准则得到。

所述方形釜体与注液平台为螺纹连接，螺纹连接处设置有耐高温高压的双层密封圈。

利用所述可视化注剂物理模型进行高温高压缝洞油藏室内实验，流程如下：

装好缝洞岩板模型后，通过举升旋转装置5降下方形釜体10，并旋转密封方形釜体；通过注液平台2向方形釜体内注入透明油，并打开方形釜体上部的泄压阀，装满透明油后关闭泄压阀，通过围压入口6进行注液加压，建立实验基础围压；将缝洞岩板模型11抽真空后，通过缝洞岩板模型注入口向内注入模拟地层水，再注入模拟油，并通过采出口采出模拟油，以此建立原始含油饱和度和原始含水饱和度，并测量缝洞岩板模型的孔隙体积和烃类孔隙体积；通过同步提升缝洞岩板模型的内压和围压，建立基础实验压力；随后可进行衰竭实验、注水驱油实验、注气驱油实验和气水交替实验等。