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原文传递油气水运移模拟装置及方法

专利名称：	油气水运移模拟装置及方法
摘要：	本发明提供了一种油气水运移模拟装置及方法，该装置包括：相对设置的上下机架，下机架设置有注入口，其上设置有导电下弹性体；设置在上下机架之间的固定块和移动推块；与移动推块连接的驱动机构，其能推动移动推块朝向或远离固定块移动；设置在上下机架侧壁上的侧板，其与上机架、导电下弹性体、固定块、移动推块共同限定出砂体储积空间；设置在侧板上的多个电势监测探头，其延伸进入砂体储积空间中；与导电下弹性体及多个电势监测探头连接的数据处理模块；通过注入管与注入口连接的注入装置。本发明实施例通过实时观测各电势监测探头的电势变化，进而反演出砂体储积空间油气水的分布，为油气运移研究提供实验依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	杨威;崔哲;姜振学;王乾右;左如斯;蔡剑锋;朱德宇;陈磊;徐亮
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910370742.6
公开号：	CN110068592A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	陈伟;李辉
分类号：	G01N27/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	102249 北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种油气水运移模拟装置，其特征在于，包括：上机架；与所述上机架相对设置的下机架，所述下机架设置有注入口；设置在所述下机架上的下弹性体，所述下弹性体的内部具有供油气水流通的缝隙，所述缝隙与所述注入口连通；设置在所述上机架和下机架之间的固定块，所述固定块与所述下弹性体的一端固定连接；设置在所述上机架和下机架之间且与所述固定块相对设置的移动推块，所述移动推块与所述下弹性体的另一端固定连接；与所述移动推块连接的驱动机构，所述驱动机构能推动所述移动推块朝向或远离所述固定块移动；设置在所述上机架和下机架侧壁上的侧板，所述侧板与所述上机架、下弹性体、固定块、移动推块共同限定出砂体储积空间，所述砂体储积空间用于容置模拟砂体，所述模拟砂体铺置在所述下弹性体上；设置在所述侧板上的多个电势监测探头，多个所述电势监测探头延伸进入所述砂体储积空间内并插入所述模拟砂体中；数据处理模块，其与多个所述电势监测探头连接；通过注入管与所述注入口连接的注入装置，所述注入装置用于向所述砂体储积空间中注入油、气、水中的至少一种流体介质，所述油、气、水中的至少一种流体介质能通过所述下弹性体中的缝隙进入所述模拟砂体。 2.如权利要求1所述的油气水运移模拟装置，其特征在于，相邻两个所述电势监测探头分别连接电源的正极和负极，从而相邻两个所述电势监测探头之间存在电势差。 3.如权利要求1所述的油气水运移模拟装置，其特征在于，所述上机架的下表面固定有上弹性体，所述上弹性体和下弹性体均导电；所述上弹性体和下弹性体中的一个连接电源的正极，另一个连接所述电源的负极；所述电源在所述上弹性体和下弹性体之间形成的电势场覆盖所有所述电势监测探头。 4.如权利要求1所述的油气水运移模拟装置，其特征在于，所述上机架设置有与所述砂体储积空间连通的排出口，所述排出口通过排出管与排出泵的进口端连接，所述排出泵的出口端与缓冲罐连接。 5.如权利要求1所述的油气水运移模拟装置，其特征在于，所述固定块具有面对所述移动推块的第一斜面，所述移动推块具有面对所述固定块的第二斜面；所述第一斜面与第二斜面相配合，用于模拟地层挤压和拉伸过程中形成的断层、地垒、地堑中的任意一种构造。 6.如权利要求1所述的油气水运移模拟装置，其特征在于，所述电势监测探头包括：本体；设置在所述本体外壁上的多个电极片；内置于所述本体中的信号线和与多个所述电极片相对应的电势传感器，所述电势传感器的一端与所述电极片连接，另一端与所述信号线连接。 7.如权利要求1所述的油气水运移模拟装置，其特征在于，所述驱动机构包括两个驱动元件，两个所述驱动元件分别连接在所述移动推块靠近上端和下端的外壁。 8.一种利用权利要求1至7任意一项所述的油气水运移模拟装置来进行油气水运移模拟的方法，其特征在于，包括：在所述砂体储积空间中铺置模拟砂体；启动所述数据处理模块，获取所述砂体储积空间中的第一背景电势分布I；启动所述驱动机构，所述移动推块在所述驱动机构的推动作用下朝向或远离所述固定块移动，从而挤压或者拉伸所述模拟砂体；通过所述数据处理模块获取所述模拟砂体运移结束之后所述砂体储积空间中的第二背景电势分布II；打开所述注入装置，向所述砂体储积空间中充注油、气、水中的至少一种流体介质；通过所述数据处理模块获取在所述油、气、水中的至少一种流体介质充注过程中所述砂体储积空间中的电势变化量；基于所述电势变化量与所述第二背景电势分布II，确定所述模拟砂体中油气水的运动规律。 9.如权利要求8所述的油气水运移模拟方法，其特征在于，所述模拟砂体包括以交错的方式层叠的储层砂和盖层砂，所述储层砂的平均粒径大于所述盖层砂的平均粒径。 10.如权利要求8所述的油气水运移模拟方法，其特征在于，所述模拟砂体中油气水的运动规律通过下述方式确定：对多个所述电势监测探头编号，所述数据处理模块存储各个所述电势监测探头的编号信息和位置信息；所述数据处理模块获取各个所述电势监测探头的编号信息、位置信息，以及相邻两个所述电势监测探头之间的电势差ΔU和电流ΔI；基于各个所述电势监测探头的编号信息、位置信息及相邻两个所述电势监测探头之间的电势差ΔU和电流ΔI，得到相邻两个所述电势监测探头之间的电阻R＝ΔU/ΔI，则相邻两个所述电势监测探头之间的等效电阻率由得到；其中s为相邻两个所述电势监测探头之间的模拟砂体的等效截面积，L为相邻两个所述电势监测探头之间的距离；当所述移动推块未发生位移时，根据下式求解第一流体和第二流体的饱和度：其中，ρ0为模拟砂体烘干后，插入同一种砂体中的相邻两个所述电势监测探头之间的电导率；第一流体的电导率为ρ1，饱和度为S1；第二流体的电导率为ρ2，饱和度为S2；砂体的孔隙度为φ，ρ0，ρ1，ρ2，φ，ρ为已知值或已测值，所述第一流体和第二流体为油、水或气；联立上式可求解第一流体和第二流体的饱和度S1和S2，即得到了相邻两个所述电势监测探头之间的流体饱和度；根据得到的相邻两个所述电势监测探头之间的流体饱和度后，通过空间插值法得到所述移动推块位移前所述第一流体和第二流体在所述模拟砂体中的空间分布；当所述移动推块发生位移后，根据下式求解第一流体和第二流体的饱和度：其中，ρS1、ρS2、分别为第一砂体的等效电阻率、第二砂体的等效电阻率、混合砂体的等效电阻率，分别为第一砂体和第二砂体在相邻两个所述电势监测探头之间的占比，φS1，φS2，分别为模拟砂体在干砂状态下第一砂体的孔隙度、第二砂体的孔隙度和混合砂体的等效孔隙度，为已知值；第一砂体和第二砂体的等效电阻率ρS1、ρS2在测量所述背景电势分布I的步骤中得到，混合砂体的等效电阻率在测量所述背景电势分布II步骤中得到；第一砂体为储层砂和盖层砂中的其中一个，第二砂体为储层砂和盖层砂中的另一个；联立上式可求解第一流体和第二流体的饱和度S1和S2，即得到了相邻两个所述电势监测探头之间的流体饱和度；根据得到的相邻两个所述电势监测探头之间的流体饱和度后，通过空间插值法得到所述移动推块位移后所述第一流体和第二流体在所述模拟砂体中的空间分布。
所属类别：	发明专利