一种三维可视化油藏储层物理模型的制作方法
专利名称：一种三维可视化油藏储层物理模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油油气田开发过程中室内物理模拟驱替机理研究、化学助剂及采油助剂提高采收率效果评价及油气田化学改造研究等中所采用的一项三维可视化试验研究技术，属油藏储层物理模拟驱替范畴。三维可视化油藏储层物理模型主要用于①物理模拟驱替(模拟驱油)，研究提高采收率机理和各类采油助剂、化学助剂的研究评价及驱采机理研究；②相渗流规律研究及均质、非均质储层渗流规律研究；③储层沉积韵律对采出程度的影响研究和油藏储层剩余油分布的研究等。
背景技术：
目前国内外公知的物理模拟驱替用三维可视化油藏储层物理模拟技术主要有采用超声波三维成像和核磁共振三维成像技术等的驱替装置，其物理模型主要是填砂物理模型或真实岩心物理模型，此类物理模型本身是不可视的，通过计算机平台的超声波或核磁共振三维成像技术使它们实现模拟驱替过程的三维显示，是近年来国内外三维可视化模拟驱替技术上的重要贡献。上述技术存在许多不足之处在动态驱替过程中模拟油藏储层内各种物质的饱和度分析方面，对纯油基或纯水基物质分辨率尚可，但对两性混合物质、表面活性剂或油水乳化液等物质分辨率较差，甚至无法分辨；其物理模型对复杂储层沉积构造和复杂渗透率分布难以做到高度仿真度模拟，且只能一次性使用，成本较高；试验研究应用中由于客观技术上的限制，耐温温度和承受压力不能进行现场实际的模拟；设备和实验成本高，仅设备投资超过百万且设备稳定性和数据重现性较差。
发明内容本实用新型的目的就在于避免现有技术的不足之处而提供了一种新的三维可视化模拟驱替物理模型——三维可视化油藏储层物理模型。它是通过采用高透光率的立体材料作为模型基体，并在基体的内部设置有仿油藏储层结构的三维物理模型，同时在储层结构模型的端点处安装有垂直井及水平井的模拟注采井口。其设置在模型基体内部三维物理模型是通过激光能量阈值控制、能量密度控制和点距控制的方法连续微爆制出具有一定渗透性的仿油藏储层构造。所采用的光透射率高的材质，可以是高强度的玻璃、水晶、树脂、有机玻璃等透明材料。
附图即为本实用新型的结构示意图，图面说明如下1高透光率的模型基体 2仿油藏储层结构的物理模型3-—模拟注采井口 14-—模拟注采井口 具体实施方式
采用聚焦的激光能量在高透光率的立体材料内部的聚焦点上通过能量阈值控制产生微爆，局部的连续微爆破坏其晶体结构或材质结构，使其内部形成具有一定油水渗透性的，可以是任意立体形状的油藏储层构造，而材质表面和非聚焦点处的形态结构保持原样不变。具体的制作过程是①根据试验研究内容和模拟现场实际的条件要求，选择适合的模拟油藏储层物理模型材质，如玻璃或水晶玻璃或其他材料；②设计油藏储层构造类型，用三维数字化拍摄及计算机辅助建模，制出三维油藏储层图形及参数设置；③用专用激光设备，使输出的能量在上述材料内部通过能量阈值控制、能量密度控制和点距控制等，按设计要求连续微爆制出具有一定渗透性的三维立体油藏储层构造；④设置安装垂直或水平模拟注采井井口，至此三维可视化油藏储层物理模型制作完成；⑤真空法三维可视化油藏储层物理模型饱和水、饱和油后可开始实验程序。利用计算机三维图型控制和微爆能量阈值控制在材料内的指定位置连续微爆，使材料内被连续微爆破坏所形成的区域构成模拟油藏储层构造；通过改变微爆能量大小或微爆能量密度控制模拟油藏储层的形式和渗透率的大小；通过改变微爆能量和微爆点距控制模拟油藏储层构造中的微观非均质性；这些透明材料厚度的控制，决定了模拟油藏储层的承压能力，材质决定了模拟储层油藏的最大耐温耐压性能和亲水亲油性质。激光微爆处理后的模拟油藏储层构造和材料均有很好的透光率，因此本实用新型三维可视化油藏储层物理模型具有很好的可视化效果，可以实现全方位可视化的模拟驱替过程。三维可视化驱替所配套的设备主要为三维摄像系统和图形量化饱和度分析系统， 因此材料和设备投资十分低廉。与现有技术相比具有以下显著的特点①该油藏储层物理模型透光率好可视性强，可全方位直接观察驱替全过程；用计算机平台控制仿真程度高，立体几何尺寸大，可进行三维高仿真的大孔道地层、缝洞油藏、 底水油藏、不同沉积韵律地层、非均质复杂渗透率油藏等任意形式油藏储层的模拟驱替试验等；②适用的试验研究范围宽，可进行油藏储层渗流规律研究、化学驱提高采收率研究、三次采油提高采收率研究、调剖堵水研究、油藏储层的化学改造研究、气驱泡沫驱研究、 油田井网优化研究等。③耐压高，在没有不锈钢制高压仓保护时可承受大于10. OMPa的压力，是其他任何一种储层物理模型无法作到的；④耐温性能好，采用高强度玻璃材质时的最大耐温可超过250C° ；⑤性能稳定、寿命长、易清洗，可反复多次使用；⑥易于设置压差传感器等各类传感器和仪表设备，便于实现计算机自动数据采集和图象分析处理等。
权利要求1.一种三维可视化油藏储层物理模型，它是通过采用高透光率的立体材料作为模型基体，其特征在于在基体的内部设置有仿油藏储层结构的三维物理模型，并在储层结构模型的端点处安装有垂直井及水平井的模拟注采井口。
2.根据权利要1所述的一种三维可视化油藏储层物理模型，其特征在于设置在模型基体内部三维物理模型是通过激光能量阈值控制、能量密度控制和点距控制的方法连续微爆制出具有一定渗透性的仿油藏储层构造。
3.根据权利要1所述的一种三维可视化油藏储层物理模型，其特征在于所采用的高透光率立体材料是玻璃、水晶、树脂、有机玻璃。
专利摘要一种采用透光率高任意形状的立体材料，如玻璃、水晶、树脂、有机玻璃等，用专用激光设备，使聚焦输出的激光能量在上述材料内部通过能量阈值控制、能量密度控制和点距控制等，按设计要求进行材质连续微爆破坏的方法制出具有一定渗透性的三维立体可视化油藏储层构造物理模型。这种物理模型可视化效果好，可应用于油田开发中物理模拟驱替试验研究。
文档编号G09B25/06GK202110718SQ20112006541
公开日2012年1月11日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者任熵, 任禾, 张巍, 林德莲 申请人:中国石油大学(华东)
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油油气田开发过程中室内物理模拟驱替机理研究、化学助剂及采油助剂提高采收率效果评价及油气田化学改造研究等中所采用的一项三维可视化试验研究技术，属油藏储层物理模拟驱替范畴。三维可视化油藏储层物理模型主要用于①物理模拟驱替(模拟驱油)，研究提高采收率机理和各类采油助剂、化学助剂的研究评价及驱采机理研究；②相渗流规律研究及均质、非均质储层渗流规律研究；③储层沉积韵律对采出程度的影响研究和油藏储层剩余油分布的研究等。
背景技术：
目前国内外公知的物理模拟驱替用三维可视化油藏储层物理模拟技术主要有采用超声波三维成像和核磁共振三维成像技术等的驱替装置，其物理模型主要是填砂物理模型或真实岩心物理模型，此类物理模型本身是不可视的，通过计算机平台的超声波或核磁共振三维成像技术使它们实现模拟驱替过程的三维显示，是近年来国内外三维可视化模拟驱替技术上的重要贡献。上述技术存在许多不足之处在动态驱替过程中模拟油藏储层内各种物质的饱和度分析方面，对纯油基或纯水基物质分辨率尚可，但对两性混合物质、表面活性剂或油水乳化液等物质分辨率较差，甚至无法分辨；其物理模型对复杂储层沉积构造和复杂渗透率分布难以做到高度仿真度模拟，且只能一次性使用，成本较高；试验研究应用中由于客观技术上的限制，耐温温度和承受压力不能进行现场实际的模拟；设备和实验成本高，仅设备投资超过百万且设备稳定性和数据重现性较差。
发明内容本实用新型的目的就在于避免现有技术的不足之处而提供了一种新的三维可视化模拟驱替物理模型——三维可视化油藏储层物理模型。它是通过采用高透光率的立体材料作为模型基体，并在基体的内部设置有仿油藏储层结构的三维物理模型，同时在储层结构模型的端点处安装有垂直井及水平井的模拟注采井口。其设置在模型基体内部三维物理模型是通过激光能量阈值控制、能量密度控制和点距控制的方法连续微爆制出具有一定渗透性的仿油藏储层构造。所采用的光透射率高的材质，可以是高强度的玻璃、水晶、树脂、有机玻璃等透明材料。
附图即为本实用新型的结构示意图，图面说明如下1高透光率的模型基体 2仿油藏储层结构的物理模型3-—模拟注采井口 14-—模拟注采井口 具体实施方式
采用聚焦的激光能量在高透光率的立体材料内部的聚焦点上通过能量阈值控制产生微爆，局部的连续微爆破坏其晶体结构或材质结构，使其内部形成具有一定油水渗透性的，可以是任意立体形状的油藏储层构造，而材质表面和非聚焦点处的形态结构保持原样不变。具体的制作过程是①根据试验研究内容和模拟现场实际的条件要求，选择适合的模拟油藏储层物理模型材质，如玻璃或水晶玻璃或其他材料；②设计油藏储层构造类型，用三维数字化拍摄及计算机辅助建模，制出三维油藏储层图形及参数设置；③用专用激光设备，使输出的能量在上述材料内部通过能量阈值控制、能量密度控制和点距控制等，按设计要求连续微爆制出具有一定渗透性的三维立体油藏储层构造；④设置安装垂直或水平模拟注采井井口，至此三维可视化油藏储层物理模型制作完成；⑤真空法三维可视化油藏储层物理模型饱和水、饱和油后可开始实验程序。利用计算机三维图型控制和微爆能量阈值控制在材料内的指定位置连续微爆，使材料内被连续微爆破坏所形成的区域构成模拟油藏储层构造；通过改变微爆能量大小或微爆能量密度控制模拟油藏储层的形式和渗透率的大小；通过改变微爆能量和微爆点距控制模拟油藏储层构造中的微观非均质性；这些透明材料厚度的控制，决定了模拟油藏储层的承压能力，材质决定了模拟储层油藏的最大耐温耐压性能和亲水亲油性质。激光微爆处理后的模拟油藏储层构造和材料均有很好的透光率，因此本实用新型三维可视化油藏储层物理模型具有很好的可视化效果，可以实现全方位可视化的模拟驱替过程。三维可视化驱替所配套的设备主要为三维摄像系统和图形量化饱和度分析系统， 因此材料和设备投资十分低廉。与现有技术相比具有以下显著的特点①该油藏储层物理模型透光率好可视性强，可全方位直接观察驱替全过程；用计算机平台控制仿真程度高，立体几何尺寸大，可进行三维高仿真的大孔道地层、缝洞油藏、 底水油藏、不同沉积韵律地层、非均质复杂渗透率油藏等任意形式油藏储层的模拟驱替试验等；②适用的试验研究范围宽，可进行油藏储层渗流规律研究、化学驱提高采收率研究、三次采油提高采收率研究、调剖堵水研究、油藏储层的化学改造研究、气驱泡沫驱研究、 油田井网优化研究等。③耐压高，在没有不锈钢制高压仓保护时可承受大于10. OMPa的压力，是其他任何一种储层物理模型无法作到的；④耐温性能好，采用高强度玻璃材质时的最大耐温可超过250C° ；⑤性能稳定、寿命长、易清洗，可反复多次使用；⑥易于设置压差传感器等各类传感器和仪表设备，便于实现计算机自动数据采集和图象分析处理等。
权利要求1.一种三维可视化油藏储层物理模型，它是通过采用高透光率的立体材料作为模型基体，其特征在于在基体的内部设置有仿油藏储层结构的三维物理模型，并在储层结构模型的端点处安装有垂直井及水平井的模拟注采井口。
2.根据权利要1所述的一种三维可视化油藏储层物理模型，其特征在于设置在模型基体内部三维物理模型是通过激光能量阈值控制、能量密度控制和点距控制的方法连续微爆制出具有一定渗透性的仿油藏储层构造。
3.根据权利要1所述的一种三维可视化油藏储层物理模型，其特征在于所采用的高透光率立体材料是玻璃、水晶、树脂、有机玻璃。
专利摘要一种采用透光率高任意形状的立体材料，如玻璃、水晶、树脂、有机玻璃等，用专用激光设备，使聚焦输出的激光能量在上述材料内部通过能量阈值控制、能量密度控制和点距控制等，按设计要求进行材质连续微爆破坏的方法制出具有一定渗透性的三维立体可视化油藏储层构造物理模型。这种物理模型可视化效果好，可应用于油田开发中物理模拟驱替试验研究。
文档编号G09B25/06GK202110718SQ20112006541
公开日2012年1月11日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者任熵, 任禾, 张巍, 林德莲 申请人:中国石油大学(华东)
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