裂縫性油藏可視化水驅油物理模型和物理模擬實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種裂縫性油藏可視化水驅油物理模型和物理模擬實驗裝置，所述裂縫性油藏可視化水驅油物理模型包括基體(10)，基體(10)的表面設有三個級別的裂縫，三個級別的裂縫分別為大級別裂縫(11)、中級別裂縫(12)和小級別裂縫(13)。該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型和物理模擬實驗裝置可用于復雜裂縫性油藏的可視化水驅油物理模擬實驗，研究裂縫系統中油水運動方式和不同階段采收率和含水率，研究復雜裂縫性油藏中的復雜結構井匯流干擾及水淹規律，為復雜裂縫性油藏注水開發提供理論依據和技術支持。
【專利說明】裂縫性油藏可視化水驅油物理模型和物理模擬實驗裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及采油工程領域，具體的是一種裂縫性油藏可視化水驅油物理模 型，還是一種裂縫性油藏可視化水驅油物理模擬實驗裝置。

【背景技術】
[0002] 裂縫性油藏已成為我國重要的油藏類型，儲量和產量都占有一定的比重。裂縫性 油藏因其復雜的結構而比非裂縫油藏的開發更為復雜，該類油藏具有較強的非均質性和復 雜的油水關系。為了改善開發效果，有必要對裂縫性油藏的開發進行深入的研究，優化方 案，以提高產量。
[0003] 裂縫對油田開發既有不利的一面，又有有利的一面。有利的方面表現在它能增加 油層的出油能力和吸水能力；不利的方面表現在裂縫提供高滲透通道，從而嚴重降低注入 水的波及系數，另外，有些隔層裂縫發育成為敏感性隔層，而敏感性隔層進水導致旁路水 竄，造成注水浪費等。如果對裂縫的認識不足，布井方式與裂縫分布不匹配，還可能引起暴 性水淹，這是裂縫性油藏開采過程中已經有的教訓。所以，研究裂縫性儲層的滲流規律，有 助于認識裂縫在開發中的作用，并正確利用之，以提高裂縫性油氣藏的開發效果和經濟效 益。因此，為了高效開發此類油田，在認真加強油藏地質研究的基礎上，必須針對裂縫發育 的特點，深入研究這類油藏的滲流特征。
[0004] 《特種油氣藏》2011年第3期，第109頁至111頁介紹了一種《裂縫性油藏大尺度 可視化水驅油物理模擬實驗裝置》，該模擬實驗裝置設計制作了裂縫不充填和充填形式的2 組大尺度可視化模型。該模型使用天然巖心板塊人工壓出裂縫網絡，利用2塊有機玻璃板 密封形成二維裂縫網絡物理模型。在模型上部設計注采井排，模擬采油井和注水井。在模型 底部設計注水井排模擬底水；充填裂縫大尺度可視化模型使用有機玻璃板酸蝕形成裂縫， 并在其內部用石英砂充填，模擬油藏裂縫網絡存在不同充填的情況。
[0005] 由于該模型使用天然巖心板塊人工壓出裂縫網絡，利用2塊有機玻璃板密封形成 二維裂縫網絡物理模型，所以該裝置具有以下缺點：
[0006] 1、裂縫的形態和尺寸都不可控；
[0007] 2、天然巖心板塊與有機玻璃板之間可能因密封問題形成水竄。
[0008] 裂縫性油氣藏：油氣在裂縫性圈閉中聚集而形成的油氣藏，稱為裂縫性油氣藏。
[0009] 水驅油：通過注水井按計劃向油藏注入水，使油藏中的原油獲得足夠能量由生產 井米出。
[0010] 物理模擬：通過實驗室物理實驗模擬真實物理過程的方法。
[0011] 水竄：油藏內的孔隙、裂縫之間，水較油易流動時，水形成優勢通道，而油不流動或 很難流動。 實用新型內容
[0012] 為了解決現有物理模型的裂縫與實際裂縫性油藏的裂縫相差較大的問題。本實 用新型提供了一種裂縫性油藏可視化水驅油物理模型和物理模擬實驗裝置，本實用新型根 據實際天然裂縫性油藏歸納總結了不同類型的天然裂縫，確定了主導裂縫和其余裂縫的關 系，自主設計天然裂縫網絡，該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型的裂縫更接近實際油藏 裂縫，模擬效果更加接近真實裂縫性油氣藏。
[0013] 本實用新型為解決其技術問題采用的技術方案是：一種裂縫性油藏可視化水驅 油物理模型，包括基體，基體的表面設有三個級別的裂縫，三個級別的裂縫分別為大級別裂 縫、中級別裂縫和小級別裂縫，大級別裂縫的寬度大于等于Imm且小于等于5mm;中級別裂 縫的寬度大于等于〇. 3mm且小于Imm ;小級別裂縫的寬度大于等于0. Olmm且小于0. 3mm，大 級別裂縫的數量和中級別裂縫的數量的比為1:1. 3?4,中級別裂縫的數量和小級別裂縫 的數量的比為1. 3?4:12. 6?19,小級別裂縫與大級別裂縫和/或中級別裂縫連通，基體 的該表面內還設有模擬水平井和注水通道。
[0014] 大級別裂縫貫穿基體的整個表面。
[0015] 中級別裂縫貫穿基體的整個表面。
[0016] 基體的表面設有至少2條大級別裂縫，大級別裂縫呈直線，每2條大級別裂縫相 交。
[0017] 基體的表面設有至少3條中級別裂縫，中級別裂縫呈直線，中級別裂縫兩兩相交。
[0018] 每一條大級別裂縫至少與兩條中級別裂縫相交，每一條大級別裂縫至少與另外兩 條中級別裂縫平行。
[0019] 基體為矩形透明有機玻璃板，該三個級別的裂縫和模擬水平井設置在基體的上表 面，注水通道設在基體的上表面的邊緣，注水通道的兩端均設有注液導管接口，模擬水平井 的端部設有出液導管接口。
[0020] 一種裂縫性油藏可視化水驅油物理模擬實驗裝置，含有上述的裂縫性油藏可視化 水驅油物理模型，該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型的該表面上覆蓋有透明板，基體和 該透明板的邊緣通過金屬框密封連接，所述裂縫性油藏可視化水驅油物理模擬實驗裝置還 含有恒流泵、真空泵、水桶、油水分離計量裝置和模擬油容器；恒流泵通過管線與該裂縫性 油藏可視化水驅油物理模型的注水通道連通，水桶和真空泵通過管線與該裂縫性油藏可視 化水驅油物理模型的注水通道連通，油水分離計量裝置和模擬油容器通過管線與該裂縫性 油藏可視化水驅油物理模型的模擬水平井連通。
[0021] 油水分離計量裝置和模擬油容器并聯設置，所述裂縫性油藏可視化水驅油物理模 擬實驗裝置還含有用于記錄實驗過程的攝像裝置。
[0022] 本實用新型的有益效果是：該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型的裂縫更接近實 際油藏裂縫，模擬效果更加接近真實裂縫性油氣藏，尤其適合模擬復雜裂縫性油藏。本實用 新型可用于復雜裂縫性油藏的可視化水驅油物理模擬實驗，研究裂縫系統中油水運動方式 和不同階段采收率和含水率，研究復雜裂縫性油藏中的復雜結構井匯流干擾及水淹規律， 為復雜裂縫性油藏注水開發提供理論依據和技術支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 下面結合附圖對本實用新型所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型和物理模 擬實驗裝置作進一步詳細的描述。
[0024] 圖1是裂縫性油藏可視化水驅油物理模型模擬同側二分支井的示意圖。
[0025] 圖2是裂縫性油藏可視化水驅油物理模型模擬異側二分支井的示意圖。
[0026] 圖3是裂縫性油藏可視化水驅油物理模型模擬水平井的示意圖。
[0027] 圖4是裂縫性油藏可視化水驅油物理模型模擬壓裂水平井的示意圖。
[0028] 圖5是裂縫性油藏可視化水驅油物理模擬實驗裝置的示意圖。
[0029] 其中10.基體，11.大級別裂縫，12.中級別裂縫，13.小級別裂縫，14.模擬水平 井，15.注水通道，16.注液導管接口，17.出液導管接口，18.人工壓裂裂縫；
[0030] 21.恒流泵，22.真空泵，23.閥門，24.壓力表，25.閥門，26.裂縫性油藏可視化水 驅油物理模型，27.攝像裝置，28.閥門，29.閥門，30.油水分離計量裝置，31.模擬油容器， 32.閥門，33.壓力表，34.水桶，35.閥門。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖對本實用新型所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型作進一步 詳細的說明。
[0032] 實際復雜裂縫性油藏具有復雜性，天然裂縫網絡設計需要通過觀察油田復雜裂縫 性碳酸鹽巖露頭區裂縫形態及分布，對露頭區進行觀察與描述，以此為基礎建立裂縫網絡 模型。其中包括裂縫的走向，裂縫的密度和寬度，裂縫的充填與否，還有裂縫的傾角等等。在 制定裂縫網絡設計的時候裂縫級別是最重要的考慮因素，共分三個裂縫級別：大、中、小。
[0033] 具體的，所述裂縫性油藏可視化水驅油物理模型包括基體10,基體10的表面設有 三個級別的裂縫，三個級別的裂縫分別為大級別裂縫11、中級別裂縫12和小級別裂縫13， 大級別裂縫11的寬度大于等于Imm且小于等于5_ ;中級別裂縫12的寬度大于等于0. 3_ 且小于Imm ;小級別裂縫13的寬度大于等于0· Olmm且小于0· 3臟，大級別裂縫11的數量、 中級別裂縫12的數量和小級別裂縫13的數量的比為1:1. 3?4:12. 6?19,小級別裂縫 13與大級別裂縫11和/或中級別裂縫12連通（即小級別裂縫13與大級別裂縫11連通， 或小級別裂縫13與中級別裂縫12連通，或小級別裂縫13與大級別裂縫11和中級別裂縫 12連通），基體10的該表面內還設有模擬水平井14和注水通道15,如圖1至圖4所示。注 水通道15設置在模擬水平井14的一端，模擬水平井14與大級別裂縫11、中級別裂縫12和 小級別裂縫13中的一種、或二種、或三種連通。
[0034] 三個級別的裂縫、模擬水平井14和注水通道15均是設置在基體10的表面凹槽。 大級別裂縫11貫穿基體10的整個表面。中級別裂縫12貫穿基體10的整個表面。小級別 裂縫13的位置隨即均勻分布。
[0035] 基體10的表面設有至少2條大級別裂縫11，大級別裂縫11呈直線，每2條大級別 裂縫11相交?；w10的表面設有至少3條中級別裂縫12,中級別裂縫12呈直線，中級別 裂縫12兩兩相交。
[0036] 每一條大級別裂縫11至少與兩條中級別裂縫12相交，每一條大級別裂縫11至少 與另外兩條中級別裂縫12平行。
[0037] 在圖1和圖2中，所述裂縫性油藏可視化水驅油物理模型的參數見表1。
[0038] 表 1
[0039]

【權利要求】
1. 一種裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于，所述裂縫性油藏可視化水驅 油物理模型包括基體（10)，基體（10)的表面設有三個級別的裂縫，三個級別的裂縫分別 為大級別裂縫（11)、中級別裂縫（12)和小級別裂縫（13)，大級別裂縫（11)的寬度大于等 于1mm且小于等于5mm沖級別裂縫（12)的寬度大于等于0? 3mm且小于1mm ;小級別裂縫 (13)的寬度大于等于0.01mm且小于0.3mm，大級別裂縫（11)的數量和中級別裂縫（12)的 數量的比為1:1. 3?4,中級別裂縫（12)的數量和小級別裂縫（13)的數量的比為1.3? 4:12.6?19,小級別裂縫（13)與大級別裂縫（11)和/或中級別裂縫（12)連通，基體（10) 的該表面內還設有模擬水平井（14)和注水通道（15)。
2. 根據權利要求1所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于：大級別裂 縫（11)貫穿基體（10)的整個表面。
3. 根據權利要求1所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于：中級別裂 縫（12)貫穿基體（10)的整個表面。
4. 根據權利要求1所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于：基體（10) 的表面設有至少2條大級別裂縫（11)，大級別裂縫（11)呈直線，每2條大級別裂縫（11)相 交。
5. 根據權利要求1所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于：基體（10) 的表面設有至少3條中級別裂縫（12)，中級別裂縫（12)呈直線，中級別裂縫（12)兩兩相 交。
6. 根據權利要求1所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于：每一條大 級別裂縫（11)至少與兩條中級別裂縫（12)相交，每一條大級別裂縫（11)至少與另外兩條 中級別裂縫（12)平行。
7. 根據權利要求1所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模型，其特征在于：基體（10) 為矩形透明有機玻璃板，該三個級別的裂縫和模擬水平井（14)設置在基體（10)的上表面， 注水通道（15)設在基體（10)的上表面的邊緣，注水通道（15)的兩端均設有注液導管接口 (16)，模擬水平井（14)的端部設有出液導管接口（17)。
8. -種裂縫性油藏可視化水驅油物理模擬實驗裝置，其特征在于：所述裂縫性油藏可 視化水驅油物理模擬實驗裝置含有權利要求1?7中任意一項權利要求所述的裂縫性油藏 可視化水驅油物理模型（26)，該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型（26)的該表面上覆蓋 有透明板，基體（10)和該透明板的邊緣通過金屬框密封連接，所述裂縫性油藏可視化水驅 油物理模擬實驗裝置還含有恒流泵（21)、真空泵（22)、水桶（34)、油水分離計量裝置（30) 和模擬油容器（31); 恒流泵（21)通過管線與該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型（26)的注水通道（15) 連通，水桶（34)和真空泵（22)通過管線與該裂縫性油藏可視化水驅油物理模型（26)的注 水通道（15)連通，油水分離計量裝置（30)和模擬油容器（31)通過管線與該裂縫性油藏可 視化水驅油物理模型（26)的模擬水平井（14)連通。
9. 根據權利要求8所述的裂縫性油藏可視化水驅油物理模擬實驗裝置，其特征在于：油水分離計量裝置（30)和模擬油容器（31)并聯設置，所述裂縫性油藏可視化水驅油物理 模擬實驗裝置還含有用于記錄實驗過程的攝像裝置（27)。
【文檔編號】E21B43/20GK204140039SQ201420512598
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】韓國慶, 宋道萬, 宋勇, 吳曉東, 安永生, 張世明, 董亞娟, 蘇海波, 劉凱, 張佳, 吳小軍, 馬高強, 許強, 王杰, 趙瑩瑩, 張波, 孟薇, 易紅霞, 初杰, 胡慧芳, 段敏, 史敬華, 曹偉東 申請人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院, 中國石油大學(北京)