[發明專利]一種氣體輔助SAGD開采超稠油的實驗裝置及系統

有效

• 申請號: 201310516243.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103603637A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張運軍;沈德煌;高永榮;王紅莊;蔣有偉;李秀巒;李曉玲;羅建華;朱建文;劉巖
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明屬于石油開發室內實驗領域，具體是指氣體輔助SAGD開采超稠油的實驗裝置及系統。

背景技術

蒸汽輔助重力泄油（Steam?Assisted?Gravity?Drainage，SAGD）技術是開采超稠油及瀝青的方法。該方法通常采用兩口平行的水平井，其水平段長度一般為500～750m，上部為水平注入井，下部為水平生產井，或在一些實際應用中采用多口垂直井注入，這些井位于生產井以上3～7m的位置，水平生產井通常接近油藏底部。注入的蒸汽在注入井以上形成蒸汽腔，被加熱的原油在重力作用下驅向生產井。這是一個連續過程，當蒸汽腔到達油藏頂部時，蒸汽腔向側翼擴展。

目前，在國外，早期實施的SAGD開采方式大部分已經進入了SAGD中后期，如何延長其生產時間，改善開發效果，提高經濟效益，是人們關注的焦點。我國的某油藏蒸汽輔助重力泄油現場試驗已取得成功，但該油藏在平面上呈橢圓形，油層由中部向四周減薄，直接與邊水接觸。油藏頂部埋深530～640m，油層和頂水之間沒有純的泥巖隔層，只有3m左右的瀝青殼，油層屬于邊頂底水油藏。

發明內容

從現有的SAGD開采過程中監測的資料發現，由于蒸汽的超覆作用蒸汽腔向上擴展較快，很容易使瀝青殼熔化，引起頂水下泄，嚴重影響SAGD的開發效果。

本發明針對油藏的特殊性，提出了一種氣體輔助SAGD開發技術，具體作法是在SAGD過程中添加一種適宜的非凝結氣體（如N₂、CO₂、CH₄等），在蒸汽腔與油層頂部之間形成一個隔熱層，降低蒸汽向上覆巖層的傳熱速度，從而延緩頂水的下泄時間；同時與蒸汽一起注入的非凝結氣體可以起到降低蒸汽分壓的作用，使蒸汽腔在橫向得到進一步的擴展，為研究提高SAGD熱效率、增大蒸汽波及體積，進一步提高油汽比的超稠油油藏有效開發技術提供數據支持。

為達到上述目的，本發明提供了一種氣體輔助SAGD開采超稠油的實驗裝置，所述實驗裝置包括：模型箱及高壓艙；在進行實驗時，所述模型箱被固定在所述艙體內；其中，所述模型箱包括：箱體、真空隔熱層、水平井模擬井口、直井模擬井口、填砂口、溫度測孔、雙水平井SAGD井網及8字形循環預熱井網；其中，所述箱體設置有真空隔熱層，所述箱體的上面設置有所述直井模擬井口及填砂口，所述箱體的側面設置有所述水平井模擬井口及溫度測孔，所述箱體內部為一空腔，所述空腔中設置有所述雙水平井SAGD井網及8字形循環預熱井網；所述高壓艙包括：艙體左端蓋、艙體、艙體右端蓋、連接螺栓、加熱裝置；其中，所述艙體左端蓋及所述艙體右端蓋分別由所述連接螺栓連接所述艙體，所述艙體內部為另一空腔，所述加熱裝置設置在所述艙體內。

為達到上述目的，本發明提供了一種氣體輔助SAGD開采超稠油的實驗系統，所述實驗系統包括：實驗裝置、多元注入裝置、數據采集裝置及生產裝置；所述多元注入裝置、數據采集處理模塊及生產裝置連接于所述實驗裝置；其中，所述實驗裝置用于模擬開采中的儲層，包括：模型箱及高壓艙；在進行實驗時，所述模型箱被固定在所述艙體內；其中，所述模型箱包括：箱體、真空隔熱層、水平井模擬井口、直井模擬井口、填砂口、溫度測孔、雙水平井SAGD井網及8字形循環預熱井網；其中，所述箱體設置有真空隔熱層，所述箱體的上面設置有所述直井模擬井口及填砂口，所述箱體的側面設置有所述水平井模擬井口及溫度測孔，所述箱體內部為一空腔，所述空腔中設置有所述雙水平井SAGD井網及8字形循環預熱井網；所述高壓艙包括：艙體左端蓋、艙體、艙體右端蓋、連接螺栓、加熱裝置；其中，所述艙體左端蓋及所述艙體右端蓋分別由所述連接螺栓連接所述艙體，所述艙體內部為另一空腔，所述加熱裝置設置在所述艙體內；所述多元注入裝置，用于向所述實驗裝置進行蒸汽及流體的注入；所述生產裝置，用于接收所述實驗裝置產出的流體；所述數據采集裝置，用于采集記錄實驗數據。

通過本發明的氣體輔助SAGD開采超稠油的實驗裝置及系統，能夠精確的模擬在SAGD過程中添加一定量的氣體時，蒸汽腔向上部擴展速度得到部分抑制，形成有效的氣體隔熱層，阻止了蒸汽向上覆巖層的熱損失，且迫使蒸汽腔向側翼擴展，增大了蒸汽腔的體積的特點，并且方便測量出蒸汽腔擴展過程中溫度場的變化規律，為研究提高SAGD熱效率、增大蒸汽波及體積，進一步對提高油汽比的超稠油油藏有效開發技術提供數據支持，有助于后續的理論研究和數值模擬研究。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明的限定。在附圖中：