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专利名称：模拟油田井下渗流的实验装置
专利类型：实用新型专利
发明人：饶志华,薛亮,单彦魁,雷鸿,张自印,江华,张永涛,裴柏林,周祥
申请号：CN202121090831.4
申请日：20210520
公开号：CN215640756U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种模拟油田井下渗流的实验装置，包括：模拟井筒、筛管、油水测量机构、多个第一液体管路、第二液体管路、多个基质渗流模块、裂隙模块以及底水驱替机构。
筛管设置于模拟井筒内。
油水测量机构与模拟井筒的一端相连接。
多个第一液体管路的一端分别与模拟井筒相连接。
第二液体管路的一端与模拟井筒相连接。
多个基质渗流模块分别设置于多个第一液体管路上，且多个基质渗流模块中均具有油。
底水驱替机构通过第三液体管路分别与多个第一液体管路的另一端和第二液体管路的另一端相连接。
借此，本实用新型的模拟油田井下渗流的实验装置，结构简单合理，可以模拟油田井下的渗流过程，且对理论研究提供了技术支撑。
申请人：中海石油(中国)有限公司深圳分公司,安东柏林石油科技(北京)有限公司
地址：518000 广东省深圳市深圳南山区后海滨路(深圳湾段)3168号中海油大厦A座
国籍：CN
代理机构：北京兴智翔达知识产权代理有限公司
代理人：郭卫芹
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应用干扰试井技术确定油井来水方向赵健光(中原油田分公司石油工程技术研究院,河南 濮阳 457001)摘要：注水油藏开发中，生产井周围存在着多个注水井。
其开采过程中当油井出现淹水或窜水之后，其应急处理过程中对来水方向的精准、高效的判断将对后续工序操作产生较大的影响。
基于精准而高效的判断作业人员才能够淹水或窜水油井，进行实时主动的动态调水或调剂。
以减少周边注水井的盲目、无效注水作业，提高注水的精度和效率。
本文在对应用干扰试井技术实际调研的基础上，对应用干扰试井技术确定油井来水方向的应用进行研究，并对试应用干扰试井技术定油井来水方向的应用实践数据展开分析，将为国内石油企业在有效开发和安全生产等方面提供了参考。
关键词：安全生产未来石油天然气生产储运随着我国经济社会发展的进一步加快，对能源需求的缺口也逐步加大，能源总量成为制约我国经济社会发展的一大因素。
石油天然气的高效储备和合理开采是实现能源战略的重要节点，越来越受到人民群众和油气生产企业的关注。
油田企业的高效、安全运营是确保国家能源安全、经济建设和人民福祉能够顺利实现的重要前提。
同时也是缓解人民日益增长的能源需求和能源供应总量矛盾的有效手段。
伴随着我国工业基础和采油技术的不断发展，油田实用技术获得的长足的进步并趋于成熟。
如应用干扰试井技术等，其技术应用水平的高低成为油田企业生产效能的显著标签。
受限于油田开发中区域开采地质、油藏类型等诸多因素的制约，其技术应用中所面临的问题是多样的。
当前，对应用干扰试井技术的探讨具有十分重要的现实意义。
1 干扰试井技术在注水油藏开发中的工作原理1.1 注水油藏开发中确定来水方向的技术工艺比对注水油藏开发中，生产井周围存在着多个注水井。
其开采过程中当油井出现淹水或窜水之后，其应急处理过程中对来水方向的精准、高效的判断将对后续工序操作产生较大的影响。
基于精准而高效的判断作业人员才能够淹水或窜水油井，进行实时主动的动态调水或调剂。
多井干扰理论在油田开发中的应用作者：王远馨来源：《管理观察》2009年第34期摘要:利用渗流场平衡及多井干扰理论分析了渗流场的改变对油井产量造成的影响。
某区聚驱空白水驱在投产-关井-开井后,地下渗流场发生的显著变化,找出产量恢复不到位的主要原因。
在调控开井后笼统井采取缓慢恢复注水,分层井采取限制层停注的做法,为缓解采油井含水上升速度及减缓渗流场方向的改变起到了积极的作用。
关键词:渗流力学多井干扰现象空白水驱某区空白水驱投产后,随着开采时间延长,采出井陆续受效,日产油量上升,综合含水下降,出现较好的开采形势。
由于聚驱产量调控,油水井整体停采停注,开井后采出井生产状况变差,综合含水上升了2.49%,日产油量下降。
目前采出井平均单井日产水平仅能达到投产初期的水平,无法恢复到关井前最理想的状态。
一、采出井产量突变原因即原有的渗流平衡在频繁被打破后,需要很长时间才能建起新的渗流平衡,多井干扰现象造成地下能量的重新分布,而这一分布过程也需要一个比较缓慢的过程。
1.1从渗流场的变化出发,经过了一个新平衡的建立、平衡被再次打破及平衡重新建立(1)空白水驱投产至调控关井前。
这是一个旧的平衡被打破、新的平衡建立的过程。
PI1-4油层经多年的注水开发,各井间已处于一种稳定状态,全油层内的能量供应和消耗处于动态的平衡之中。
空白水驱油水井的投产,打破了这种平衡,改变了液流方向,使开采PI1-4的老油井受效方向增多,引起整个渗流场的变化,地层内各点压力重新分布。
即空白水驱投产前,萨P基础井网平均地层压力8.68MPa,某年底即空白水驱投产后地层压力降至8.43MPa。
但这一干扰很快随着注入井的投注,地下能量补充而消失,地层压力上升到9.64MPa,PI1-4油层很快达到新的平衡。
从生产曲线上表现为随着注水时间的延长,采出井陆续见效,日注水量上升1347m3/d,日产液量上升90t,日产油量上升40t,综合含水下降0.65%。
地下水封油库渗流场模拟--以黄岛地下水封洞库为例的开题报告一、研究背景及意义地下水封存油库是油库防渗的主要方法之一，其原理是利用地下水自身流动的能力，将油库底部建设成一个具有防渗性质的“水池”，通过灌注水泥浆或井下注浆等方式将油库底部与周围土层隔离开来。
这种封存方式不仅可以避免油库泄漏对地下水环境造成的污染，还可以降低油库桶底与地下水接触面积，减少蒸发量，提高油品质量。
然而，地下水封存油库在实际运行过程中却面临着一些挑战，如封存材料老化、地下水位上升、地震等因素可能导致封存层的破坏，进而导致油品泄漏。
为了提高地下水封存油库的封存效果，探究并优化其渗流场特性显得尤为重要。
黄岛地下水封存油库作为青岛市内一座较为典型的封存油库，其建设历史已有数十年，地下水环境复杂，过程漫长，封存层状况受多种因素影响，为此需要展开相应的研究，对黄岛封存油库的渗流场进行模拟分析，以期探究封存层中的渗流规律及其影响因素，为黄岛封存油库的运行及其它同类封存油库的改进提供参考依据。
二、研究内容及方法1.研究内容：（1）探究地下水封存油库的理论原理及应用情况，研究封存层构成材料及其防渗特性。
（2）调查黄岛地下水封存油库的历史、结构及工况等信息，以其为对象展开模拟模型建立。
（3）基于FLAC3D模拟软件，绘制出黄岛地下水封存油库的三维模型，建立相应的地质体模型，并给定合适的边界条件和初值条件。
（4）利用数值模拟的方法，对黄岛地下水封存油库的渗流场进行模拟分析，探究封存层中的渗流规律及其影响因素，比较分析不同参数下封存层渗流场的变化情况。
（5）对黄岛地下水封存油库的渗流场分析结果进行讨论，并就如何提高地下水封存油库的稳定性等问题，提出相应的改进建议。
2.研究方法：（1）文献资料法：分析地下水封存油库封存原理、材料、工程特点等方面的相关文献，为进行数值模拟提供理论基础和参考。
（2）地质调查法：利用勘探资料和现场实测数据，对黄岛地下水封存油库的区域地质、构造特征、岩性参数等进行分析和刻画，构建地质模型。
底水油藏水平井层内干扰定量表征及挖潜策略何逸凡;石洪福;张吉磊;谢丽沙【摘要】运用基于标准井的水驱曲线类比法定性评价了水平段动用不均程度,在此基础上,利用渗流理论及动态数据,建立底水油藏水平井高含水期储量动用程度的计算方法,定量分析水平井高含水期储量动用程度,达到了定量评价层内干扰的目的,进一步利用数值模拟和过路井的水淹结果证实了方法的可靠性.计算了Q油田实际水平井的高含水期储量动用程度,指导了3口井的增产措施及1口调整井的设计方案,3 a来累计增油超过8.0×103m3.该研究具有一定的矿场推广价值.%The producing level of lateral section is qualitatively evaluated by the waterflooding curve analogy of ref-erence well. Based on this evaluation,the seepage theory and production data are used to propose a producing level calculation method for the horizontal well in bottom-aquifer oil reservoir within high water-cut stage. The reserve producing level of horizontal well in high water-cut stage is quantitatively characterized to quantitatively evaluate the in-layer interference. In addition,this method is also verified by reservoir numerical simulation and cross-over well flooding data. The horizontal-well reserve producing levels within high water-cut stage in Q Oilfield is calcu-lated to provide guidance for the stimulation treatments of 3 wells and design plan of an adjustment well,and the corresponding cumulative oil increment exceeds 8.0×103m3in 3 years. This research can be promoted for field ap-plication.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2018(025)002【总页数】5页(P85-89)【关键词】底水油藏;水平井;层内干扰;定量表征;挖潜策略【作者】何逸凡;石洪福;张吉磊;谢丽沙【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 300459【正文语种】中文【中图分类】TE3490 引言渤海油田底水油藏主要采用水平井开发，与定向井相比，水平井具有泄油面积大、含水上升慢、采油速度高等优势。
实验一达西定律实验【实验目的】1．观察单向不可压缩液体流过均质、等厚地层压力分布规律；2．验证达西定律，测定多孔介质渗透率K 。
【实验原理】单相不可压缩液体在水平等厚均质地层中的单向渗流，其压力变化是随距离成线性关系变化的。
即X Lp p p we ⋅-=而液体在等直径的管路中流动的情况也是一样，压头线为一条沿流向倾斜下降的直线，而其渗流阻力也都是随距离的增加成线性关系增加。
所以可以以水平等直径的管路流动来模拟均质等厚水平地层的单向渗流，以此观察研究此种情况下的压力变化规律及渗流阻力的变化规律，以便近似确定介质的平均渗透率。
【实验装置】实验流程如图1所示图1-1．多孔介质渗透率测定仪1~10.测压刻度管11.供液阀12.供液筒13.溢流管14.供液控制夹15.填砂模型a 16.支架17.填砂模型b 18.出液控制夹19.量筒【实验方法与步骤】1．准备好秒表和量筒；2．检查测压刻度管的液面是否一致；3．打开出液控制夹，调整适当的流量；4．当流量稳定后，记录测压刻度管液面高度；5．用秒表和量筒测量出液口的流量，重复三次取平均值；6．从小到大改变出口流量三次，并记录测压管液面高度和流量；7．关闭出液口开关，使液面恢复水平。
【数据处理】不可压缩液体在多孔介质中作稳定渗流时，是遵循达西定律的，即流量与压降成正比，压降分布曲线呈一直线。
知道已知数据，测出流量和压差，由达西定律即可求出多孔介质的渗透率。
pA LQ k ∆∆=μ式中：Δp=ΔHρg，g=9.81m/s2；ΔH为压差（H1～H5）或（H6～H10），（m）；Q为液体流量（m/s）；μ为液体的粘度（mPa·s）；ΔL为测压管(H1～H5）或（H6～H10）间的距离（m）；A为填砂模型的横截面积（m2）１．将实验基础数据填入以下空格，其它实验数据记录在数据表；填砂模型15的内径D1=0.0787m，其截面积A1=m2；填砂模型17的内径D2=0.0391m，其截面积A2=m2；液体温度T=℃，液体粘度μ=mPa·sH1～H5距离ΔL1=m，H６～H１０距离ΔL2=m２．用达西定律求出两种不同直径模型在不同流量下的平均渗透率3．以液柱高H为纵坐标、长度L为横坐标，绘出三个流量下的压力分布曲线（两种渗透面积）。
渗流场油井干扰模拟实验
【实验目的】
1.通过水电模拟实验研究，掌握水电模拟相似原理；
2. 掌握绘制径向流时等压线的方法。
【实验内容】
1. 测定两口生产井和一口注水井共同作业时渗流场中各口井等压线的分布。
2. 此装置还可测定水平井水平段渗流场的等压线分布。
【实验原理】
1.水电相似原理
水电模拟实验装置是根据渗流场和电场的相似原理建立的，其相似原理如实验二。
2.势的叠加原理
油气田开发时大量生产井、注入井同时工作，而且各井投产先后不同，已投产的井在工作期间产量、压力等工作制度也经常变化，新投产井会使原来渗流场发生变化，井与井之间工作制度改变也会影响邻近井的产量和压力分布，这种井间相互影响的现象称为井间干扰。
多井同时工作时，地层中任一点的压降应等于各井以各自不变的产量单独工作时在该点造成的压降的代数和。
势的迭加原理就是若均质等厚不可压缩无限大地层上有许多个点源、点汇同时工作，地层中任一点的势（势差）应该等于每个点源、点汇单独工作时在该点所引起的势（势差）的代数和。
根据水电相似理论，用电场模拟渗流场，电解质模拟地层的渗流阻力，在模型水槽中放置两口负电位模拟两口生产井，一个正电位模拟一口注水，他们同时加电时，各井之间就形成了电势干扰。
渗流场中势的叠加原理是解决油气藏几口井同时作业时渗流场中各等势线的分布的基本原理。
由于每口井的工作都会影响到地层内各点压力降低，当有多井工作时，地层中任一点M 的压降，应等于各井单独工作时对M 点引起的压降的总和。
对M 点而言，形成的压降为M e p p -，相应的势差就等于M e Φ-Φ。
当有n 口井同时工作时，地层中任一点的压降应等于各井单独工作时对M 点引起的压降的代数和，即
()
∑=Φ-Φ=Φ-Φn i Mi ei M e 1 式中：Mi Φ——第i 井单独工作时的M 点的势。
势的迭加原理：若均质等厚不可压缩无限大地层上有许多个点源、点汇同时工作，地层中任一点的势（势差）应该等于每个点源、点汇单独工作时在该点所引起的势（势差）的代
数和。
设有n 个点汇（点源），强度为i q ，地层中任一点M 距各个点汇的距离为i r ，则M
点的势（势差）为：
c r q i n i i M +±=Φ∑=ln 211π
或直接从平面上一点势的分布，写出
c r q i n i i M +±=Φ∑=ln 211
π c r q ei n i i e +±=Φ∑=ln 211π
i ei n i i M e r r q ln 211∑=±=Φ-Φπ
这里对于点汇q 取正，对点源q 取负值。
【实验装置】
1.油井干扰水电模拟
图3-1．油井干扰水电模拟实验
１.电阻箱 ２. 信号发生器 ３.稳压电源 ４. 晶体管毫伏表
５.生产井 ６. 注入井 ７. 生产井 ８. 探针 9.实验池
2.水平井水电模拟
图3-2．水平井水电模拟实验
１.电阻箱２. 信号发生器３.稳压电源４.水平井段
５.探针６.供给边界７.实验池８.晶体管毫伏表
【实验步骤】
1.按实验内容分别连接好实验流程。
2.实验池为有机玻璃做成的长方形无顶盖容器，池子的底板下铺一张坐标纸，用以确定池中任意一点的位置．油水井由正负电极表示（高电位为注入井，低电位为生产井），电极采用铜质材料做成．实验池加水后，放人适量CaCl2，并均匀搅动使CaCl2均匀溶解于水中，用万用表测量CaCl2，溶液的电阻值，范围在5—10KΩ为佳，若阻值大于10KΩ应继续加入CaCl2，使CaCl2，溶液的阻值变小，达到规定的范围内。
3.开启晶体管毫伏表，低频信号发生器电源开关，指示灯亮，预热20min，调节低频信号发生器的频率刻度盘，使低频信号发生器输出1800—1200Hz的信号，并调节相应旋钮，使信号发生器输出端电压为20V。
4.某点等位势的测试方法。
①将带有探头的测线与毫伏表相连。
②探头伸入水池溶液中，并调节毫伏表的灵敏度。
③探头在实验槽中测取电位势相等的点，并记录该点的位置(x，y)和电位势U。
5.将具有相同等位势的点相连即得等位势线。
6.实验完毕后，关闭各测试仪表，仪器设备，切断总电源，将连接电线、探测夹等整理好，打扫实验室清洁，经老师检查许可后方能离开实验室。
【实验要求】
1)水电模拟要求测试四条等势线，每条等势线至少要测出8～10个等势点。
2)测量时，为防止损坏晶体管毫伏表，应从高电位向低电位进行测量。
3)实验过程中要保证两电极间的电位差一致，在测完一条等势线线后要检查，若发现电位有变化，要立即进行调整。
4)要求边测边在方格坐标纸上标出每个等势点的坐标，粗略地描绘出等势线,以便判断测点分布是否合理，等势线是否合理，并可立即进行补测和修改。
5)据实测值绘连等势线并加绘流线而绘制渗流网图。
6)对所绘制的妄图进行分析，对出现的不合理现象进行分析。
7)所交实验报告图纸上要注明实验名称、比例尺、同组人及做图日期。
【思考题】
1.输出信号的电压、频率的变化对测试结果有无影响?
2.实验中有哪些因素影响实验精度?
3.实验中何处体现了势的叠加原理？。
