[實(shí)用新型]一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動三維比例模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820180449.0
• 申請日: 2008-12-03
• 公開（公告）號: CN201396129Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉其成;張方禮;張勇;耿德艷;趙慶輝;于濤;潘攀;王剛;劉成楨
• 申請（專利權(quán)）人: 劉其成
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;G09B25/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油開發(fā)技術(shù)，具體涉及一種用于研究熱力采油機(jī)理及預(yù)測其開發(fā)效果的油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動三維比例模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

眾所周知，在石油地球物理勘探及開發(fā)技術(shù)中，提高地震勘探精度、解決陸相沉積盆地復(fù)雜的地質(zhì)問題以及選擇有效的開發(fā)方案是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及采集方法、靜校正技術(shù)、噪音壓制技術(shù)、精細(xì)成像技術(shù)以及開發(fā)物理模擬等技術(shù)的許多方面。

在開發(fā)物理模擬技術(shù)中，關(guān)于熱力采油提高原油采收率的研究方法主要有：物理模擬、數(shù)值模擬、礦場試驗(yàn)。物理模擬主要開展的是一維管式驅(qū)替或二維、三維驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，研究油藏內(nèi)宏觀波及和驅(qū)替的滲流機(jī)理；數(shù)值模擬主要依賴修正后的達(dá)西定律，及一些其他相關(guān)的物理和化學(xué)定律進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。但是熱力采油過程是一個非常復(fù)雜的流動過程，涉及到物理、化學(xué)、力學(xué)等多個學(xué)科，由于此前大量機(jī)理沒有弄清楚，建立的數(shù)學(xué)模型不完善，數(shù)值模擬結(jié)果還不能完全反映油藏內(nèi)的真實(shí)流動。礦場試驗(yàn)是最能夠反映油藏內(nèi)真實(shí)的流動過程，獲得的數(shù)據(jù)是真實(shí)的，也是其他研究結(jié)果的對比基礎(chǔ)。不足之處在于獲得的數(shù)據(jù)較少，不能解決一些開發(fā)模擬的機(jī)理問題和工程中的普遍性問題，并且需要大量的財力和物力支持。

另外，目前已有的熱采比例模型是利用已提出的熱采相似理論體系為基礎(chǔ)，過于簡單，在實(shí)際工業(yè)化開發(fā)中無法真正實(shí)現(xiàn)，并且已有的熱采比例模型是針對單一開發(fā)過程開展模擬的。在稠油油藏的開發(fā)全過程中，所使用的技術(shù)一般涉及蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、蒸汽輔助重力泄油(SAGD)等多個相互銜接的物理過程，如果分別采用不同已有的熱采比例模型，不僅僅無法單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，并且無法實(shí)現(xiàn)各個物理過程之間的銜接，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

此外，根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)條件及試驗(yàn)壓力的不同，一般將蒸汽驅(qū)比例模型分為高壓比例物理模型(壓力大于0.3MPa，溫度可達(dá)100℃以上)、低壓比例物理模型(壓力在0～0.1MPa)和真空比例物理模型(模擬壓力低于大氣壓，蒸汽注入溫度低于100℃)三類。

其中，真空與低壓模型使用與原型(地質(zhì)結(jié)構(gòu)真實(shí)情況)不同的流體和孔隙介質(zhì)，在低于原型的溫度、壓力下進(jìn)行試驗(yàn)，從而建造費(fèi)用低，操作方便。但是，由于使用與原型(地質(zhì)結(jié)構(gòu)真實(shí)情況)不同的流體和孔隙介質(zhì)，造成對實(shí)際油藏開發(fā)的參考使用價值不大。高壓模型采用的巖石-流體系統(tǒng)與原型油藏幾乎相同或相近，其溫度、壓力也與原型接近或相等，因此可以較好地模擬巖石的熱膨脹、原油的蒸餾作用、巖石和流體的相互作用。但是，建立完善的高壓模型會面臨溫度、壓力高，設(shè)備規(guī)模、技術(shù)難度和投資高的局面。因此，目前已建立的熱采高壓模型基本上壓力均小于5MPa，并且溫度小于200℃，進(jìn)而與實(shí)際地質(zhì)或油藏結(jié)構(gòu)不相同且不能真正模擬地下情況，因而造成對實(shí)際油藏開發(fā)的參考使用價值也不是很大。如果構(gòu)造與真實(shí)地質(zhì)或油藏結(jié)構(gòu)相同或相近的物理模擬模型，而又面臨著許多技術(shù)難點(diǎn)沒有突破，如油藏條件下傳熱傳質(zhì)模擬、高溫高壓條件下模型密封、多井同注同采等。

全球稠油資源巨大，其地質(zhì)儲量高于常規(guī)油氣資源之和。中國稠油資源也比較豐富，但是油藏類型繁多，地質(zhì)條件復(fù)雜，油品性質(zhì)變化范圍大，油藏埋藏較深，新發(fā)現(xiàn)的還有超深層、低滲透稠油油藏。為了將地下資源合理開發(fā)，對于稠油油藏的開發(fā)技術(shù)來說，目前急需一種合適的模擬開采技術(shù)，以此來提高開采的準(zhǔn)確性、原油采收率和合理開發(fā)稠油油藏。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有模擬技術(shù)的不足，本實(shí)用新型進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)及研究了復(fù)雜驅(qū)動體系提高原油采收率技術(shù)，提出了一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動三維比例模擬系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動三維比例模擬系統(tǒng)，其包括蒸汽注入系統(tǒng)、油藏模型本體、上覆壓力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與圖形處理系統(tǒng)；其中，蒸汽注入系統(tǒng)包括高壓恒速計(jì)量泵、蒸汽發(fā)生器、干度控制器；油藏模型本體包括模型外殼、絕熱層、模擬油藏、模擬直井、模擬水平井、引壓管和熱電偶及其接口；上覆壓力系統(tǒng)包括球形壓力罐、補(bǔ)液泵、安全閥、電加熱元件及其溫控裝置、管線接口及相應(yīng)的連接管線、閥門，上覆壓力系統(tǒng)的球形壓力罐內(nèi)放置有所述的油藏模型本體；數(shù)據(jù)采集與圖形處理系統(tǒng)包括電磁氣動閥，回壓閥，樣品收集器，數(shù)據(jù)線，溫度、壓力、差壓數(shù)據(jù)采集器以及微機(jī)。

優(yōu)選地，油藏模型本體還包括蓋板、內(nèi)卡套、變徑、加熱管線、兩通、水泥蓋板、密封帶、法蘭、模型砂、底板、水泥底層、雙卡套、熱電偶側(cè)板、熱電偶后板、水平井側(cè)板、粘結(jié)劑、真空絕熱層側(cè)板。