[實用新型]多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201420802589.2
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN204327057U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 劉慧卿;龐占喜;蘇彥春;劉小鴻;盧川;東曉虎;張兆祥;田杰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);中海石油(中國)有限公司天津分公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本實用新型是關于一種油氣田開發領域的室內實驗裝置，尤其涉及一種多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置。

背景技術

三維物理模擬系統能夠在油藏條件下進行三維物理模擬，研究不同類型油藏開發方式、滲流規律、生產動態等與生產技術相關的物理現象，為數值描述和數值模擬提供實驗依據。因此，三維物理模擬裝置被廣泛的應用于油氣田開發領域，是提高原油開采效率的重要研究手段。

目前，稠油室內三維物理模擬裝置有很多，但通過調研發現這些模型主要存在有以下幾個方面的缺陷：(1)模型功能單一；稠油油藏類型的多樣性決定了稠油油藏有多種開發方式，現有稠油熱采三維物理模擬裝置普遍存在模擬油藏類型單一、模擬開發方式單一的問題；例如，目前尚未見到有關稠油底水油藏注蒸汽熱采開發方式物理模擬裝置的報道。(2)針對稠油油藏蒸汽吞吐開發過程的物理模擬，現有稠油熱采三維物理模擬裝置不能有效模擬蒸汽吞吐過程能量的儲集與釋放；由于稠油油藏蒸汽吞吐過程主要依靠地層彈性能量，這要求對應的物理模擬裝置能夠有效的儲集蒸汽注入過程增加的彈性能量，以便在生產過程予以釋放，從而完整表征蒸汽吞吐過程的能量轉換及傳遞；目前，部分三維物理模擬裝置利用橡膠等彈性材料作為能量緩沖材料，但由于耐溫差、能量損耗大等缺點，致使實驗過程不能對能量緩沖過程進行有效表征。(3)不能進行較高溫度及變溫條件下的物理模擬；由于受到能量緩沖模擬材料等因素的限制，不能進行較高油藏溫度的模擬。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置，以克服現有技術的缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置，以模擬不同類型稠油油藏多種開發方式、流體注入種類等條件下的宏觀開發效果。

本實用新型的另一目的在于提供一種多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置，通過內、外腔之間環形空間的設置，更好的模擬蒸汽吞吐過程的能量儲集及釋放過程(即能量緩沖過程)。

本實用新型的又一目的在于提供一種多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置，通過改變環形空間流體的設置，改變內腔充填砂體內飽和的流體，實現底水稠油油藏的物理模擬。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種多功能注蒸汽熱采三維物理模擬實驗裝置，所述模擬實驗裝置包括有三維模型本體、溫控箱體、注采裝置、能量存儲及緩沖裝置和數據采集裝置；所述三維模型本體包括相互套設的內腔體和外腔體，所述內、外腔體之間具有環形空間；所述外腔體由外筒體和外筒蓋密封連接構成；所述內腔體由內筒體和內筒蓋密封連接構成；所述內、外筒體的對應側壁上分別相對設有多個插設溫度或壓力傳感器的第一測量孔眼，以及多個設置模擬水平井的第一井筒孔眼；所述內、外筒體的底面上分別相對設有多個插設溫度或壓力傳感器的第二測量孔眼，以及多個設置模擬直井的第二井筒孔眼；所述外筒體上的第一測量孔眼、第二測量孔眼、第一井筒孔眼和第二井筒孔眼上分別設有密封連接接頭；所述注采裝置與模擬水平井或模擬直井連接；溫度傳感器和壓力傳感器與數據采集裝置連接；所述能量存儲及緩沖裝置通過外筒體上的第一井筒孔眼與環形空間連通；所述三維模型本體放置在溫控箱體內。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述內腔體中由下向上依次設置模擬底水砂層的石英砂、模擬油層的油砂和模擬油層頂部蓋層的陶泥；所述環形空間內倒入水和稠油，水的高度與模擬底水砂層的石英砂的高度一致。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述油砂是由石英砂與稠油按照一定比例混合制成。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述模擬水平井或模擬直井由中空金屬管線構成。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述中空金屬管線的管壁四周設有多個射孔，所述射孔為四點垂直交叉式射孔；所述中空金屬管線的管壁外側包裹有防砂網。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述能量存儲及緩沖裝置包括有第一能量存儲及緩沖裝置和第二能量存儲及緩沖裝置；該第一能量存儲及緩沖裝置通過外筒體上的對應第一井筒孔眼與環形空間內的水連通；該第二能量存儲及緩沖裝置通過外筒體上的對應第一井筒孔眼與環形空間內的稠油連通。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述三維模型本體為六面體結構；所述多個第一測量孔眼設置在一對相對的側壁上；所述多個第一井筒孔眼設置在另一對相對的側壁上。

在本實用新型的一較佳實施方式中，在外筒體的一對相對側壁上設有轉軸支座；所述三維模型本體通過轉軸支座設置在三維旋轉裝置上。