本实用新型涉及油气开采工程技术领域，尤其涉及一种分段填砂管、多段填砂管及模拟水平井开采的实验设备。
背景技术：
目前，水平井在油气开采工程中已得到广泛应用，在水平井的水平井段部分，不同位置处的孔隙度和渗透率等油层特性往往存在差异，即具有非均质性。非均质性会对开采效果产生影响，尤其是超重油在水平井冷采衰竭开发时，不同位置处的原油采出程度和剩余油分布情况受到非均质性的较大影响，存在较大差异。
通常利用填砂管来进行油气开采的模拟实验，但是现有技术中的模拟实验难以获得油藏在不同位置处的开采效果数据，关于非均质性对开采效果的影响的研究存在较大难度。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种分段填砂管、多段填砂管及模拟水平井开采的实验设备，以缓解现有技术中的模拟实验难以获得油藏在不同位置处的开采效果数据，关于非均质性对开采效果的影响的研究存在较大难度的技术问题。
本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本实用新型提供一种分段填砂管，包括填砂管体，所述填砂管体的至少一端设置有用于阻隔砂石的筛网，且所述填砂管体的至少一端设置有用于实现两个所述分段填砂管串联连接的连接部；所述填砂管体的管壁设置有与所述填砂管体的内腔连通的出液口。
在优选的实施方式中，所述填砂管体的管壁设置有与所述填砂管体的内腔连通的检测口，所述检测口用于连接第一压力传感器。
在优选的实施方式中，所述连接部为法兰盘。
一种多段填砂管，包括多个上述的分段填砂管，多个所述分段填砂管串联连接。
在优选的实施方式中，相邻所述分段填充管之间可拆卸连接。
一种模拟水平井开采的实验设备，包括上述的多段填砂管；所述多段填砂管中的各个分段填砂管的出液口均连接有用于逐步降低各个分段填砂管的出液口压力的降压装置。
在优选的实施方式中，所述降压装置包括氮气气源和回压阀，所述氮气气源通过所述回压阀与所述出液口连通。
在优选的实施方式中，所述降压装置包括多个回压阀，多个所述回压阀与多个所述分段填砂管的出液口一一对应。
在优选的实施方式中，所述实验设备包括多个与所述回压阀一一对应连接的油气计量装置。
在优选的实施方式中，所述油气计量装置包括气液分离器和气体流量计，所述气液分离器的进油口与所述回压阀连通，所述气体流量计与所述气液分离器的出气口连通。
本实用新型的特点及优点是：在进行油气开采模拟实验时，取用多个分段填砂管，各个分段填砂管中分别填充不同目数的砂石，并将多个分段填砂管串联连接，来模拟各位置具有不同渗透率的水平井。筛网可阻挡相邻两个分段填砂管中的砂石发生运动，以使各个分段填砂管的渗透率保持稳定。在实验过程中，各个分段填砂管的出液口通过与降压装置连接，来对出液口的压力实现控制，并且各个分段填砂管通过出液口向外排出油气。
在模拟实验完成后，可以获取各个分段填砂管原油的变化量和剩余油量，从而可以分析得到渗透率对原油开采量和剩余油分布情况的影响，总结出非均质性对开采效果的影响特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的多段填砂管的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的分段填砂管的正视图；
图3为图2所示的分段填砂管的侧视图；
图4为图2所示的分段填砂管的剖视图；
图5为本实用新型实施例提供的模拟水平井开采的实验设备的结构示意图。
附图标号说明：10、分段填砂管；11、填砂管体；12、筛网；13、连接部；131、法兰盘；14、出液口；15、检测口；151、第一压力传感器；20、多段填砂管；30、降压装置；31、氮气气源；32、回压阀；40、油气计量装置；41、气液分离器；42、气体流量计；50、isco泵；61、活油罐；62、气罐；63、水罐；70、第二压力传感器；80、阀门。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供了一种多段填砂管，包括多个分段填砂管10，多个分段填砂管10串联连接。请参照图2-图4，分段填砂管，包括填砂管体11，填砂管体11为圆筒形，填砂管体11的至少一端设置有用于阻隔砂石的筛网12，且填砂管体11的至少一端设置有用于实现两个分段填砂管10串联连接的连接部13；填砂管体11的管壁设置有与填砂管体11的内腔连通的出液口14。优选地，沿填砂管体11的轴线方向，出液口14位于填砂管体11的中部。
多段填砂管20中的分段填砂管10的数量可以为两个或者大于两个。当多段填砂管20包括两个分段填砂管10时，两个分段填砂管10均在一端设置有连接部13，两个分段填砂管10的连接部13相配合，将两个分段填砂管10连接到一起。当多段填砂管20包括三个或者三个以上的分段填砂管10时，中间位置的分段填砂管10的两端均设有连接部13，以便于与两端的分段填砂管10连接。
为了便于两个分段填砂管10的组装和拆卸，连接部13采用法兰盘131，两个分段填砂管10的法兰盘131相贴合，通过螺栓实现固定连接。
筛网12用于将相邻两个分段填砂管10隔开，阻止砂石在两个分段填砂管10之间运动；油气可通过筛网12，以使各个分段填砂管10之间保持连通，便于向各个分段填砂管10中填充饱和活油，并使各个分段填砂管10中的原始压力保持一致，以模拟原始地层压力。优选地，筛网12选用金属网，金属网固定于填砂管体11的端部。
在一些实施例中，相邻连接的两个分段填砂管10之间设置有一个筛网12，以避免两个筛网12之间形成空隙，影响实验过程中油气的运动。具体地，相邻的两个分段填砂管10中，一个分段填砂管10的端部设置有筛网12，另一个分段填砂管10的端部为敞开的开口。
如图5所示，将本实用新型实施例提供的多段填砂管应用于一种模拟水平井开采的实验设备。该实验设备中，多段填砂管20中的各个分段填砂管10的出液口14均连接有降压装置30，降压装置30用于逐步降低各个分段填砂管10的出液口14的压力。
该实验设备的实验步骤包括：
步骤s100，向各个分段填砂管10中填充砂石，并且通过选用不同目数的砂石，来实现各个分段填砂管10具有不同的渗透率；对各个分段填砂管10分别进行称重。
在步骤s200中，分段填砂管10填充完砂石后，对孔隙度和渗透率进行测定，以得到各个分段填砂管10具体的孔隙度值和渗透率值。
步骤s300，将各个分段填砂管10串联连接到一起，组成多段填砂管20；对多段填砂管20进行称重。
步骤s400，向多段填砂管20中填充饱和活油，并使多段填砂管20中的压力设置为原始地层压力。
步骤s500，将多段填砂管20的两端封闭；对填充有饱和活油的多段填砂管20进行称重。
步骤s600，将多段填砂管20的中的各个分段填砂管10的出液口14与降压装置30连通，并且降压装置30的初始压力设置为原始地层压力。
步骤s700，通过降压装置30，逐步降低各个分段填砂管10的出液口的压力，使多段填砂管20通过出液口14向外排出油气，进行油气的模拟开采。
步骤s800，降压装置30将压力降至设定压力值，完成油气的模拟开采。
步骤s900，将各个分段填砂管10进行拆除，并对各个分段填砂管10分别进行称重。
下面以一个具体实施例对该实验设备的实验步骤进行说明：
多段填砂管20包括5个分段填砂管10，各分段填砂管10的长度为2m。步骤s100测得各个分段填砂管10的自重为：g1、g2、g3、g4和g5。步骤s200测得各个分段填砂管10的孔隙度为φ1、φ2、φ3、φ4和φ5。步骤s300测得多段填砂管20的自重为g。其中，g＝g1 g2 g3 g4 g5。
各个分段填砂管10的渗透率分别为4000md、6000md、8000md、10000md、12000md。步骤s400和步骤s600中的原始地层压力设为8mpa。步骤s700和步骤s800采用衰竭开采方式，步骤s800中的设定压力值为4mpa。
步骤s500测得填充有饱和活油的多段填砂管20的总重为g’，则多段填砂管20中的饱和活油的重量为：go＝g’-g。
记各个分段填砂管10所填充的饱和活油的重量分别为go1、go2、go3、go4和go5，则：go＝go1 go2 go3 go4 go5。
各个分段填砂管10的内腔的内部体积相等，记该体积为v；则多段填砂管20的内腔的内部总体积为5v。记多段填砂管20的平均孔隙度为φ，活油密度为ρ。
则：
v·φ1·ρ＝go1；
v·φ2·ρ＝go2；
v·φ3·ρ＝go3；
v·φ4·ρ＝go4；
v·φ5·ρ＝go5；
go＝5·v·φ·ρ＝v·φ1·ρ v·φ2·ρ v·φ3·ρ v·φ4·ρ v·φ5·ρ。
简化后得到：
5φ＝φ1 φ2 φ3 φ4 φ5；
可以计算每个分段填砂管10饱和进的活油的重量：
步骤s900测得各个包含有剩余油的分段填砂管10的重量为go1’、go2’、go3’、go4’和go5’。
计算得到：各个分段填砂管10的剩余油重量为：go1’-g1、go2’-g2、go3’-g3、go4’-g4和go5’-g5；
各个分段填砂管10的产出原油的重量分别为：go1-(go1’-g1)、go2-(go2’-g2)、go3-(go3’-g3)、go4-(go4’-g4)和go5-(go5’-g5)。
因此，采用本实用新型实施例提供的实验设备进行模拟实验，多段填砂管20进行衰竭开采后，可以得到具有不用渗透率的各个分段填砂管10的产出原油量和剩余油量，以及每个分段填砂管10产出原油量占整个多段填砂管20产油量的贡献百分比，从而可以模拟出非均质性对开采的影响，分析出渗透率对油气开采效果的影响特点。
本实用新型实施例提供的实验设备中的降压装置30包括回压阀32和氮气气源31，回压阀32用于阻止产出原油向多段填砂管20中回流。回压阀32处的压力与氮气气源31的压力保持一致，通过放气机构来降低氮气气源31的气压，可以使回压阀32处的压力降低，从而使多段填砂管20中的原油通过出液口14向外排出。
具体地，放气机构包括与氮气气源31连通的开关和气压表，打开开关，氮气气源31中的氮气向外排出，通过气压表读取氮气气源的气压；当气压降至设定值时，关闭开关，氮气气源31的气压保持在该设定值。
请参照图5，本实用新型实施例提供的实验设备包括isco泵50、活油罐61、气罐62和水罐63，活油罐61的出口、气罐62的出口和水罐63的出口均与多段填砂管20的第一端连通，并且活油罐61的出口、气罐62的出口和水罐63的出口分别设有阀门80和第二压力传感器70；isco泵50与活油罐61、气罐62和水罐63连通，通过isco泵50提供动力，使活油、气和水按照设定比例进入到多段填砂管20中。步骤s400中，在活油罐61的出口、气罐62的出口和水罐63的出口处的第二压力传感器70稳定为原始地层压力后，关闭阀门80。
进一步地，请参照图5，降压装置30包括多个回压阀32，多个回压阀32与多个分段填砂管10的出液口14一一对应；本实用新型实施例提供的实验设备包括多个与回压阀32一一对应连接的油气计量装置40，油气计量装置40用于检测各个出液口14所排出的油气中的含油量和含气量。各个油气计量装置40与各个分段填砂管10一一对应，在实验过程中，记录各个分段填砂管10产出原油的含油量和含气量，可以分析出多段填砂管20不同位置的开采特征。
优选地，油气计量装置40包括气液分离器41和气体流量计42，气液分离器41的进油口与出液口14连通，气体流量计42与气液分离器41的出气口连通。气液分离器41中气压为大气压，产出原油进入到气液分离器41中后，油气开始分离，逸出的气进入到气体流量计42中，有利于更准确地对产出原油中的含油量和含气量进行计量。
进一步地，各个分段填砂管10中的填砂管体11的管壁设置有检测口15，检测口15与填砂管体11的内腔连通。本实用新型实施例提供的实验设备包括多个第一压力传感器151，各个第一压力传感器151分别连接于检测口15。在实验过程中，记录各个第一压力传感器151的读数，从而可以了解到随着出液口14的压力降低，各个分段填砂管10中的压力的变化情况；通过分析，可以得到油气开采过程中，渗透率对油井的压力保持水平的影响特点。
以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
1.一种分段填砂管，其特征在于，包括填砂管体，所述填砂管体的至少一端设置有用于阻隔砂石的筛网，且所述填砂管体的至少一端设置有用于实现两个所述分段填砂管串联连接的连接部；
所述填砂管体的管壁设置有与所述填砂管体的内腔连通的出液口。
2.根据权利要求1所述的分段填砂管，其特征在于，所述填砂管体的管壁设置有与所述填砂管体的内腔连通的检测口，所述检测口用于连接第一压力传感器。
3.根据权利要求1所述的分段填砂管，其特征在于，所述连接部为法兰盘。
4.一种多段填砂管，其特征在于，包括多个如权利要求1-3中任一项所述的分段填砂管，多个所述分段填砂管串联连接。
5.根据权利要求4所述的多段填砂管，其特征在于，相邻两个所述分段填砂管之间可拆卸连接。
6.一种模拟水平井开采的实验设备，其特征在于，包括如权利要求4-5中任一项所述的多段填砂管；所述多段填砂管中的各个分段填砂管的出液口均连接有用于逐步降低各个分段填砂管的出液口压力的降压装置。
7.根据权利要求6所述的实验设备，其特征在于，所述降压装置包括氮气气源和回压阀，所述氮气气源通过所述回压阀与所述出液口连通。
8.根据权利要求7所述的实验设备，其特征在于，所述降压装置包括多个回压阀，多个所述回压阀与多个所述分段填砂管的出液口一一对应。
9.根据权利要求8所述的实验设备，其特征在于，所述实验设备包括多个与所述回压阀一一对应连接的油气计量装置。
10.根据权利要求9所述的实验设备，其特征在于，所述油气计量装置包括气液分离器和气体流量计，所述气液分离器的进油口与所述回压阀连通，所述气体流量计与所述气液分离器的出气口连通。
技术总结