一种鱼骨井注采实验装置

1.本技术涉及油气田注采技术领域，尤其涉及一种鱼骨井注采实验装置。


背景技术：

2.鱼骨井是多分支井的一种，也称之为鱼骨状水平分支井，鱼骨井包括主井和分支井。鱼骨井技术是油气田开发过程中的重要方法，能够降低吨油开采成本，提高泄油效率，达到提高采收率的效果。
3.在现场实施鱼骨井开发之前，一般先进行室内物理模拟实验。现有室内物理模拟实验所用的注采实验装置结构中包括鱼骨井模型，鱼骨井模型用于模拟实际开采的油气井。现有技术中鱼骨井模型中的主井筒和分支井筒共用主井筒流通通道，共用流通通道难以判断主井筒和分支井筒的见水时间和贡献度，且主井筒和分支井筒所设射孔位置及数量有限，当实验条件改变时，需要重新更换与实验需求中射孔位置及数量相对应的鱼骨井，较难满足不同实验条件需求。


技术实现要素：

4.本技术提供一种一种鱼骨井注采实验装置，用以解决现有技术中鱼骨井模型主井筒和分支井筒共用主井筒流通通道，难以判断主井筒和分支井筒的见水时间和贡献度，及主井筒和分支井筒所设射孔位置及数量有限，无法满足不同实验条件需求的问题。
5.第一方面，本技术提供一种鱼骨井注采实验装置，包括可视化模型、鱼骨井、注入井、锁定开关；
6.所述可视化模型的内腔中填充石英砂；
7.所述注入井设置在所述可视化模型的内腔中，用于向所述可视化模型的内腔中注入水和油；
8.所述鱼骨井设置在所述可视化模型的内腔中，用于从所述可视化模型的内腔中排出水和油，所述鱼骨井包括主井筒、至少一个分支井筒、主井筒流通通道、至少一个分支井筒流通通道、射孔，所述主井筒与所述主井筒流通通道连接，所述分支井筒与所述分支井筒流通通道连接，所述分支井筒与主井筒以预设角度连接，在所述主井筒筒体和所述分支井筒筒体上分别设置有多个所述射孔；
9.所述锁定开关与所述鱼骨井连接，用于控制所述鱼骨井产出端的出水和油的流量。
10.可选的，所述可视化模型包括可拆卸盖板，所述可拆卸盖板位于所述可视化模型侧面，所述石英砂通过所述可拆卸盖板填充到所述可视化模型的内腔中，所述侧面为所述可视化模型中面积最小的面。
11.可选的，所述主井筒流通通道内设置有至少一个分支井筒流通通道。
12.可选的，所述射孔沿所述主井筒和所述分支井筒长度方向上等距离均匀分布。
13.可选的，所述射孔通过橡胶软塞控制所述射孔的打开或闭合。
14.可选的，所述鱼骨井主井筒流通通道和分支井井筒流通通道分别设置有所述锁定开关。
15.可选的，所述可视化模型还包括可视化视窗、盖板螺栓、可视化模型壳体及壳体螺栓，所述可拆卸盖板通过所述盖板螺栓与所述可视化模型壳体连接，所述可视化视窗镶嵌在所述可视化模型壳体顶面，所述可视化模型壳体通过所述壳体螺栓连接。
16.可选的，所述可拆卸盖板与所述可视化模型壳体之间通过橡胶圈密封。
17.可选的，所述装置还包括可视化模型支架，所述可视化模型支架与所述可视化模型连接，用于支撑所述可视化模型。
18.可选的，所述装置还包括旋转固定开关，所述旋转固定开关与所述可视化模型支架连接，用于固定所述可视化模型的旋转位置。
19.本技术提供的一种鱼骨井注采实验装置，该装置包括可视化模型、鱼骨井、注入井、锁定开关。其中，可视化模型的内腔用于填充石英砂；注入井设置在可视化模型的内腔中，用于向可视化模型的内腔中注入水和油；鱼骨井设置在可视化模型的内腔中，用于从可视化模型的内腔中排出水和油，鱼骨井包括主井筒、至少一个分支井筒、主井筒流通通道、至少一个分支井筒流通通道、射孔，主井筒与主井筒流通通道连接，分支井筒与分支井筒流通通道连接，分支井筒与主井筒以预设角度连接，在主井筒筒体和分支井筒筒体上分别设置有多个射孔；锁定开关与鱼骨井连接，用于控制鱼骨井产出端的出水和油的流量。鱼骨井主井筒和分支井筒具有各自独立的流通通道，便于判断主井和分支井的见水时间和贡献度，且主井筒和分支井筒上射孔位置及数量可控，能够满足不同实验条件需求。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
21.图1a为本技术实施例一提供的一种鱼骨井注采实验装置的结构示意图；
22.图1b为本技术实施例一提供的一种鱼骨井的结构示意图；
23.图2为本技术实施例一提供的一种可视化模型的结构示意图；
24.图3a为本技术实施例二提供的一种鱼骨井分支井筒位于主井筒同侧的的结构示意图；
25.图3b为本技术实施例二提供的一种鱼骨井分支井筒位于主井筒异侧的的结构示意图；
26.图4为本技术实施例提供的又一种鱼骨井注采实验装置的结构示意图。
27.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
29.首先对本技术所涉及的名词进行解释：
30.见水时间：是指生产井产出端开始有水流出的时间；
31.贡献度：是指有效或有用成果数量与资源消耗占用量之比，即产出量与投入量之比，或所得量与所费量之比，在本技术中，是指主井筒和各个分支井筒产油量所占总产量的百分比；
32.驱替前缘：是指驱替介质(本技术中指水)与被驱替介质(本技术中中指油)的分界线，在本技术中，是指可视化模型中的水与可视化模型中的油的分界线。
33.其次，需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“内”、“上”、“下”、“顶”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.鱼骨井技术是油气田开发过程中提高采收率的重要方法，能够大幅度降低吨油开采成本和提高单井产量，鱼骨井的形状与鱼骨相似，在主井筒本体上以固定角度连接有多条分支井筒。其增产机理是通过扩大储层裸露面积来增大油藏的泄油面积及油藏与井眼的接触面积，从而提高油气采收率。
35.在实际矿场开采过程中，由于油水相互运动规律，会出现油气田内剩余油气分布不清楚的情况，而该情况会影响油气田内剩余油气的挖掘和后期井网的部署。因此，在现场实施鱼骨井开发之前，一般先进行室内物理模拟实验以明确油水运动特征。
36.现有技术进行室内物理模拟实验所用的注采实验装置包括物理模型和鱼骨井模型等，其中，鱼骨井模型用于模拟实际开采的油气井，物理模型用于填充石英砂，模拟实际储层。现有技术中鱼骨井模型中的主井筒和分支井筒共用主井筒流通通道，共用流通通道难以判断主井筒和分支井筒的见水时间和贡献度，且主井筒和分支井筒所设射孔位置及数量有限，当实验条件改变时，需要重新更换与实验需求中射孔位置及数量相对应的鱼骨井，很难满足不同实验条件需求。
37.此外，现有技术在物理模型上填充石英砂时是通过模型上开口面积最大的面填充，但是这种填充方式易造成模型内石英砂压实不均匀。
38.因此，针对现有注采实验装置出现的上述技术问题，本技术提出了一种新的鱼骨井注采实验装置。本技术中鱼骨井注采实验装置包括可视化模型、鱼骨井、注入井、锁定开关等，其中，可视化模型的内腔中填充石英砂，注入井设置在可视化模型的内腔中，用于向可视化模型的内腔中注入水和油。鱼骨井设置在可视化模型的内腔中，用于从可视化模型的内腔中排出水和油，其中鱼骨井包括主井筒和各分支井筒，且各井筒流通通道相互独立，在井筒流通通道的产出端还设置有锁定开关，通过锁定开关控制鱼骨井的出水/油量，便于改变生产条件对比主井和分支井的见水时间和贡献度差异。主井筒和各分支井筒上设置有一定数量的射孔，可以满足不同实验条件下对射孔位置及数量的要求。
39.此外，可视化模型中包括可拆卸盖板，通过可拆卸盖板所在位置向可视化模型的内腔中填充石英砂，可拆卸盖板位于可视化模型侧面，便于压实均匀填充的石英砂。
40.本技术的装置可以应用于模拟多种类型的鱼骨井油气藏，例如裂缝油气藏、低渗透油气藏等，可以理解的是本技术所提供的注采实验装置，其应用场景包括但不限于以上，
所列举场景不因此作为对本技术的限制。
41.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
42.图1a为本技术实施例一提供的一种鱼骨井注采实验装置的结构示意图，如图1a所示，该装置包括可视化模型101、鱼骨井102、注入井103、锁定开关104。
43.可视化模型101的内腔中用于填充石英砂，用来模拟储层环境。
44.鱼骨井102设置在可视化模型101的内腔中，其产出端外伸于可视化模型101，用于从可视化模型101内腔中排出水和油。
45.注入井103设置在可视化模型101的内腔中，其注入端外伸于可视化模型101，用于向可视化模型的内腔中注入水和油。
46.在鱼骨井102的产出端还设置有锁定开关104，用于控制鱼骨井102的出水/油量。
47.下面，简要说明鱼骨井102的结构组成：
48.如图1b所示，图1b为本技术实施例一提供的一种鱼骨井的结构示意图。鱼骨井包括主井筒1021、至少一个分支井筒1022、主井筒流通通道1023、至少一个分支井筒流通通道1024、射孔1025。
49.主井筒1021与主井筒流通通道1023连接，分支井筒1022与分支井筒流通通道1024连接，主井筒流通通道1023和分支井筒流通通道1024分别为流入主井筒和分支井筒的液体提供流动通道，分支井筒1022与主井筒1021以预设角度α连接，在主井筒1021筒体和分支井筒1022筒体上分别设置有多个射孔1025，射孔1025的打开和关闭可以通过橡胶软塞控制，射孔1025的位置和数量可根据实验需求确定。
50.在鱼骨井102的产出端还设置有锁定开关104，用于控制鱼骨井102产出端的出水/油量。
51.在本技术的上述实施例一中，所用的鱼骨井注采实验装置包括可视化模型、鱼骨井、注入井、锁定开关。可视化模型的内腔中用于填充石英砂，注入井设置在可视化模型的内腔中，用于向可视化模型的内腔中注入水和油，鱼骨井设置在可视化模型的内腔中，用于从可视化模型的内腔中排出水和油。锁定开关与鱼骨井连接，用于控制鱼骨井产出端的出水和油的流量。在鱼骨井中由于主井筒和分支井筒有各自的井筒流通通道，更易判断主井筒和分支井筒的见水时间和贡献度。此外，由于主井筒和分支井筒上的射孔位置及数量可控，能够满足不同实验条件对射孔位置及数量的需求。
52.进一步的，在上述实施例一的基础之上，下面，通过实施例二来详细的说明可视化模型的结构组成。
53.如图2所示，图2为本技术实施例二提供的一种可视化模型的结构示意图。可视化模型包括可拆卸盖板1011，可拆卸盖板1011位于可视化模型101侧面，石英砂通过可拆卸盖板1011填充到可视化模型的内腔中，侧面为可视化模型101中面积最小的面。
54.通过侧面填充石英砂，由于侧面面积小，使得在用盖板螺栓1013压紧可拆卸盖板1011过程中，可拆卸盖板1011受到的压力更加均匀，从而使石英砂能够压实更加均匀，进而使石英砂与可视化模型101的内壁更加贴合。
55.可视化模型还包括可视化视窗1012、盖板螺栓1013、可视化模型壳体1014及壳体
螺栓1015。
56.可拆卸盖板1011通过盖板螺栓1013与可视化模型101连接，盖板螺栓1013用于固定可拆卸盖板1011。可拆卸盖板1011与可视化模型壳体1014之间通过橡胶圈密封。可视化视窗1012镶嵌在可视化模型壳体1014顶面，其中，可视化视窗1012为磨砂化视窗，可以避免水贴在视窗表面进行窜流。可视化模型壳体1014通过壳体螺栓1015连接，壳体之间采用橡胶圈密封。
57.在本技术中，可拆卸盖板1011及可视化模型壳体1014的材质可以为不锈钢材质。
58.在本技术的上述实施例二中，通过可视化模型中的可拆卸盖板，向可视化模型的内腔中填充石英砂，可拆卸盖板位于可视化模型侧面，侧面为可视化模型中面积最小的面，便于压实均匀填充的石英砂。
59.进一步的，在上述实施例一中已经简要说明了鱼骨井的结构，下面，通过实施例三来更详细说明鱼骨井的结构组成。
60.如实施例一所示，鱼骨井包括主井筒1021和至少一个分支井筒1022。
61.其中，分支井筒1022与主井筒1021的位置关系可以有两种：
62.一种是分支井筒1022的设置位于主井筒1021的一侧；
63.另一种是分支井筒1022的设置位于主井筒1021的异侧。这两种位置关系分别参考图3a、图3b。
64.分支井筒1022与主井筒1021之间的连接角度α可以根据实验需求进行设置，通常为30
°
、45
°
、60
°
或90
°
，也可以是其它角度，本技术所列举角度不因此作为对本技术的限制。
65.主井筒1021与主井筒流通通道1023连接，分支井筒1022与分支井筒流通通道1024连接，分支井筒的数量可以有多个，分支井筒流通通道数量与分支井筒的数量相对应。需要注意的是，各分支井筒流通通道相互独立，且设置在主井筒流通通道内，便于测量主井筒1021与分支井筒1022分别对总产油量的贡献度，以及，便于统计主井筒1021与分支井筒1022的见水时间。其中，贡献度是指主井筒及各分支井筒产油量所占总产量的百分比，见水时间是指主井筒及各分支井筒开始出水的时间。
66.在主井筒1021和分支井筒1022上设置有多个射孔1025，射孔沿主井筒1021和分支井筒1022的长度方向上等距离均匀分布。实验员根据实验需求可以自行选择不同的位置的不同数量的射孔1025，而不必更换实验所用鱼骨井，操作更加简便。其中，射孔1025的打开或闭合通过橡胶软塞控制，可以理解的是，打开的射孔1025数量越多，鱼骨井与储层的接触面积越大。
67.示例性的，若实验需求中，需要使用主井筒1021位于a位置的10个射孔1025和分支井筒1022位于b位置的10个射孔1025，则需要用橡胶软塞堵塞住剩余实验中不需要的射孔1025即可。
68.示例性的，若实验需求中，需要使用主井筒1021位于c位置的20个射孔1025和分支井筒1022位于d位置的20个射孔1025，则需要去掉用橡胶软塞堵塞住的实验中需要的射孔1025即可。
69.通过控制射孔1025的打开和闭合，模拟不同射孔1025位置及数量对鱼骨井产出端产液的影响。
70.在鱼骨井102的产出端还设置有锁定开关104，用于控制鱼骨井102产出端不同流
通通道的出水/油量。
71.具体的，
72.在鱼骨井102的主井筒流通通道1023和分支井筒流通通道1024，分别设置有锁定开关104，通过控制锁定开关104的开启程度，控制流出的水/油量。其中，分支井筒流通通道1024数量可以有多个，与分支井筒1022的数量相对应。
73.在本技术中，鱼骨井的材质可以为不锈钢材质。
74.需要特别说明的是，鱼骨井102在使用之前，首先需要用纱网包裹一下，防止可视化模型101中的石英砂通过射孔1025进入到鱼骨井102内腔中，影响鱼骨井102内腔中水/油的流动性。然后再将鱼骨井102通过固定卡口安装在可视化模型101的内腔中，同时关闭鱼骨井102产出端的锁定开关104。
75.在本技术的上述实施例三中，所用的鱼骨井结构包括主井筒、至少一个分支井筒、主井筒流通通道、至少一个分支井筒流通通道及射孔。其中，分支井筒流通通道设置在主井筒流通通道内，由于主井筒和分支井筒有各自的井筒流通通道，更易判断主井筒和分支井筒的见水时间和贡献度。射孔沿主井筒和分支井筒长度方向上等距离均匀分布，且通过橡胶软塞控制打开或闭合，通过控制主井筒和分支井筒上射孔位置及数量，从而满足不同实验条件下对射孔位置及数量的需求。
76.更进一步的，在上述实施例一至实施例三的基础之上，下面，通过实施例四来完整的说明鱼骨井注采实验装置的结构及使用方法。
77.鱼骨井注采实验装置的结构：
78.如图4所示，图4本技术实施例提供的又一种鱼骨井注采实验装置的结构示意图，如图4所示，该装置结构除可视化模型101、鱼骨井102、注入井103、锁定开关104外，还包括可视化模型支架105及旋转固定开关106。
79.可视化模型支架105与可视化模型101连接，用于支撑可视化模型101，可视化模型101在可视化模型支架105上可以旋转。
80.旋转固定开关106与可视化模型支架105连接，用于固定可视化模型101的旋转位置。
81.本实施例中的注采实验装置能够在支架上进行旋转和固定，从而可以模拟实际油气田开采过程中不同地层倾角、纵向非均质性、平面非均质性对油气产量的影响。
82.鱼骨井注采实验装置的使用方法：
83.首先，将可视化模型101旋转至可拆卸盖板1011朝上位置，将可拆卸盖板1011拆除后通过此位置向可视化模型101内腔中填充石英砂。在石英砂填充完毕后，压实填充的石英砂并安装上可拆卸盖板1011。
84.然后，通过注入井103将预先染色的煤油注入到可视化模型101，为使煤油充分饱和到石英砂之间的缝隙中，将可视化模型101旋转到注入井103在下，鱼骨井102在上的位置，同时打开鱼骨井102上产出端的锁定开关104，通过施加注入压力，使染色煤油完全浸入石英砂缝隙。经过预设时间，煤油充分饱和到石英砂缝隙后，旋转可视化模型101，使其可视化视窗1012位于顶面位置。
85.最后，通过注入井103将预先染色的驱替介质注入到可视化模型101，驱替介质可以为水等，需要注意的是，用不互溶的染色剂将煤油和驱替介质染成对比度较大的不同颜
色，便于通过可视化视窗1012观察油水驱替前缘的动态变化过程即波及体积变化。在驱替介质注入期间，间隔一定时间记录鱼骨井102主井筒1021和分支井筒1022分别产出的水/油量，出水/油量可以通过带有测量刻度的量具进行测量，例如量筒等。
86.在本技术的上述实施例四中，通过本实施例的注采实验装置，能够有效测量并统计出鱼骨井的产油量和见水时间，且便于区分主井筒和分支井筒的见水时间和贡献度，使实验结果更加准确全面。
87.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
88.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。