[發明專利]一種SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法

在審

• 申請號: 201911103358.6
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110782362A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 趙宏剛;張東明;鄧博知;劉超;李銘輝;余北辰;吳明洋;劉玉冰;魯俊;高恒
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06F30/20;E21B43/24
• 代理公司: 50211 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉代春

1.一種SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，在真三軸加載條件下進行，并包括以下步驟：

第一步，目標地層模擬：包括試樣制備和線纜連接；所述試樣準備包括根據現場鉆取的巖芯性質，在真三軸加載的試件箱的箱體內，由下至上依次壓制底層、含夾層的油砂儲層和蓋層的模擬地層，并在壓制含夾層的油砂儲層過程中，埋設兩根篩管用于分別模擬SAGD技術中的注汽井和生產井，以及在油砂儲層中埋入用于監測SAGD技術開采超稠油過程中至少包括溫度和壓力的物理參數的溫度傳感器和壓力傳感器；其中，底層、油砂儲層中的夾層，以及蓋層采用相似材料模擬，油砂儲層中的含油砂層由原始地層取出的油砂或稠油飽和的石英砂模擬；兩根篩管形成模擬的雙水平井生產系統，篩管兩端封閉，且每根篩管內均布置一根長管和一根短管，長管和短管均伸出箱體外部；所述線纜連接包括在試樣制備完成后，封閉試件箱體；并將各傳感器和數據采集儀連接；

第二步，地應力加載：根據現場地層實測的地應力，利用真三軸加載系統、通過試件箱對模擬地層施加模擬地應力；

第三步，蒸汽循環過程模擬：依據現場蒸汽循環方法和相似準則確定的蒸汽注入速率和循環時間向兩個井中注入高溫蒸汽，進行蒸汽循環，模擬油砂儲層中兩個水平井之間熱連通的建立；

第四步，稠油抽采過程模擬：在油砂儲層內蒸汽腔溫度達到轉產溫度后，停止蒸汽循環，解除生產井與蒸汽發生器的連接關系，并將其與負壓抽采系統連接，通過負壓抽采超稠油。

2.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，在所述目標地層模擬步驟中，現場鉆取的巖芯性質通過以下方法確定，包括采用單軸壓縮試驗測試油砂儲層、儲層中的夾層以及蓋層和底層四種地層巖芯的抗壓強度、彈性模量和泊松比；采用三軸壓縮試驗測試四種地層巖芯的三軸抗壓強度和剪脹性；采用巴西劈裂試驗測試四種地層巖芯的抗拉強度。

3.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，在所述目標地層模擬步驟中，所述相似材料包括河沙、水泥和石膏，并通過調節材料之間的配比改變相似材料的力學特性，以模擬除含油砂層之外的不同地層巖芯。

4.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，在所述目標地層模擬步驟中，所述模擬地層的壓制成型在成型壓機上進行；其中，成型壓機包括加載系統和箱體側向變形限制裝置，加載系統通過反力架設置；壓制相似材料模擬地層前，先將試驗箱體通過變形限制裝置安裝在成型壓機的壓制平臺上，以防止壓制過程中箱體的側向變形；再向箱體中加入預先配制好的對應層的相似材料；逐層壓制，加載系統的系統壓力不小于10MPa。

5.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，用于制備試樣的所述試件箱體的長×寬×高幾何尺寸為1050mm×400mm×400mm，箱體的一個側面具有供各類傳感器線纜穿設的多個通道，箱體前端開有一個圓形孔，該圓形孔能夠用于構成模擬SAGD雙水平井生產系統的兩組長管和短管穿設。

6.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，所述長管和短管均采用不銹鋼管制成。

7.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，所述真三軸加載系統的Y向具有4個壓頭、X向具有4個壓頭，Y向和X向的壓頭均能夠提供4000kN的壓力，Z向具有1個壓頭，Z向的壓頭能夠提供2000kN的壓力；其中，X向和Z向模擬水平加載，Y向模擬垂直加載；各壓頭分別通過試件箱體中對應的加載板對模擬地層施加模擬地應力。

8.根據權利要求1所述的SAGD技術開采超稠油藏的大尺度三維模擬方法，其特征在于，在所述稠油抽采過程模擬步驟中，所述轉產溫度不低于80℃。