[發明專利]一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202111555218.X
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114352249B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 陶磊;羅文超;白佳佳;史文洋;丁昱翔;王春浩;許禮龍;司雙虎
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B47/00;E21B47/07;G06F30/20;G06Q50/02
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 楊闖

1.一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，其特征在于：包括前板(9)、模擬腔體(5)、壓實板(3)和背板(2)，所述的前板(9)設置在模擬腔體(5)前端側面并具有透明面板，所述的壓實板(3)設置在模擬腔體(5)后端側面，所述的背板(2)可調壓接在壓實板(3)上，所述的背板(2)和壓實板(3)上還對應間隔開有注入井入口(13)、采出井采出口(14)和若干功能孔(11)；

所述的模擬腔體(5)內對應前板(9)與壓實板(3)之間填充有油砂層；

所述的背板(2)上開有若干壓實螺孔，所述壓實螺孔內螺紋連接有將壓實板(3)與背板(2)之間間距可調設置的壓實螺栓(1)。

2.如權利要求1所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，其特征在于：所述的透明面板為雙層高硼硅玻璃(6)，所述的前板(9)前端側面上開設有若干格柵可視窗，所述的雙層高硼硅玻璃(6)壓接固定在前板(9)前端側面的后側，且雙層高硼硅玻璃(6)與前板(9)前端側面之間壓接有石棉墊(7)，所述石棉墊(7)上也對應前板(9)的格柵可視窗同步開有窗口。

3.如權利要求2所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，其特征在于：所述的前板(9)前端側面周向、模擬腔體(5)周向和背板(2)周向均對應開有安裝螺孔(9)，所述安裝螺孔(9)內配合設有將前板(9)、模擬腔體(5)和背板(2)固定的安裝螺釘。

4.如權利要求2所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，其特征在于：所述的前板(9)、格柵可視窗均為圓角矩形，所述的背板(2)上的壓實螺孔呈矩陣狀等間隔均勻分布。

5.如權利要求1所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，其特征在于：所述的油砂層與壓實板(3)之間具有保溫密封層(4)。

6.如權利要求1所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，其特征在于：所述的功能孔(11)為傳感器探頭通道，該傳感器探頭通道內插接有溫度傳感器(12)。

7.一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗的實驗方法，其特征在于：采用如權利要求1至6中任意一項所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，壓實油砂層后，進行模擬實驗。

8.如權利要求7所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗的實驗方法，其特征在于：壓實油砂層的具體壓實步驟為：

步驟A、準備階段：根據實際油藏，結合實驗裝置尺寸，通過相似準則，計算出所需實驗模型的尺寸、物性參數；

步驟B、將前板(9)、矩形腔體通過安裝螺釘固定連接，結合模擬腔體(5)形成下底密閉的空腔，根據計算后的實驗模型尺寸，填入60～80目的石英砂至該空腔內，若計算后的實驗模型尺寸小于該空腔尺寸，則用耐高溫硅膠條粘合進行區域劃分，形成實驗模型區域和多余的空腔，石英砂填入實驗模型區域，多余的空腔則填入高嶺石土；

步驟C、夯實充填好的石英砂或石英砂與高嶺石土，并將壓實板(3)作為壓實活塞嵌入腔體，在功能孔(11)中安裝溫度傳感器(12)，蓋上背板(2)，四周通過安裝固定螺釘固定，然后將壓實螺栓(1)放入背板(2)上的壓實螺孔中，通過扭力扳手根據初步設置的固定扭力，按照“對角-中心-邊部”的順序旋入壓實螺栓(1)，同時用高精度游標卡尺測量旋入的長度，以確保每個壓實螺栓(1)旋入的長度一致；

步驟D、將壓實好的油砂層進行加壓，測試其防漏性能，然后抽真空6h，6h后用蒸餾水對模型內部進行飽和，根據蒸餾水的注入量與流出量通過達西公式計算其滲透率，式中：Q——單位時間內流體通過巖石的流量，cm³/s；A——液體通過巖石的截面積，cm²；μ——液體粘度，10Pa·s；L——巖石的長度，cm；ΔP——液體通過巖石前后的壓差，MPa；

步驟E、對比步驟A相似準則計算的滲透率與步驟D計算的滲透率，重復步驟C的壓實操作和步驟D，直至實驗的填砂層滿足實驗模型的滲透率；

步驟F、滲透率滿足條件后，再進行飽和油，記錄注入油的總體積，計算含油飽和度。

9.如權利要求8所述的一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗的實驗方法，其特征在于：壓實油砂層后的模擬實驗步驟如下：

步驟1)：準備階段：按照如上所述的壓實步驟進行實驗裝置的組裝與填砂層的壓實，同時進行飽和油后得到實驗模型；

步驟2)：根據不同注采井位置進行SAGD實驗，分別設置正對井、錯位井開發，錯位井之間的水平間距為100mm和200mm；

步驟3)：開發過程中通過前板(9)設置的透明面板觀察蒸汽輔助重力泄油效果，通過溫度傳感器(12)監測溫度場，觀察模型蒸汽腔發育情況，確定最優注采井位置設置和注采井距選擇；

步驟4)：記錄、整理、分析數據，評價開發效果，對實際油藏的開發做出指導。