[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

本發明提供了一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置和該實驗裝置的實驗方法，實驗裝置包括前板、模擬腔體、壓實板和背板。針對高溫高壓條件下的稠油熱采，能夠直觀展現重力輔助泄油這一重要影響因素，且具備砂體壓實功能，能夠更簡便、有效的進行壓實實驗砂體，同時裝置設置了多個注采井，通過合理選擇注采井口來滿足不同注采位置、不同注采方式的模擬開發，通過柵格可視窗與溫度場圖，可直觀的看到蒸汽腔發育以及擴展情況，對于了解蒸汽輔助重力泄油機理提供幫助，并且對于實際油田的開發更具指導意義。

技術領域

本發明涉及石油開發技術領域，尤其涉及一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置及其使用方法。

背景技術

目前，中國國內原油供給難以滿足需求，原油進口依存度高達70％以上，國內常規油藏儲量少，主要是非常規油藏。稠油作為重要的非常規油氣資源，陸上稠油資源約占石油總資源量的20％以上。油砂作為稠油的一種，儲量豐富，在各含油氣盆地中均有分布，由于其黏度較普通稠油更大、流動效果更差，導致常規開發效果不佳。目前較為高效的油砂開發技術之一為蒸汽輔助重力泄油技術(Steam Assisted Gravity Drainage，簡稱SAGD)。在利用SAGD技術開發實際油藏之前往往需要通過二維物理模擬設備對實際油藏進行物理模擬，以此來指導實際開發。

當前用于稠油熱采的二維物理模擬實驗裝置尺寸有限，這就導致在進行相似化模擬時存在較大誤差；受縱向尺寸小的影響，注采井距也會較小，實際模擬開發時，往往是驅替作用大于重力泄油作用，難以直觀反映重力輔助泄油這一重要因素。

此外，常規稠油熱采的二維物理模擬實驗裝置不具被油砂壓實/固定裝置或者壓實方式為周向壓實，即只在裝置四周設置壓實點或者固定螺栓。周向壓實的缺陷在于中部無受力點，當壓力過高時，中部會產生形變，壓實不均勻，導致周向壓實致密，中部較疏松，影響設備壽命與實驗精度。

當前在薄層油砂區塊進行SAGD開發時，主要是通過在注入井正下方設置采出井，即正對井開發，此方法結構簡單，但面臨的主要問題在于蒸汽腔發育不均，波及效率低，熱散失嚴重，影響SAGD開發的采收率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術之不足，本發明提供一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置及其使用方法，可有效周向均勻壓實砂體，便于蒸汽腔發育均勻，便于在高溫高壓條件下模擬并直觀開發狀況。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種稠油蒸汽輔助重力泄油實驗裝置，包括前板、模擬腔體、壓實板和背板，所述的前板設置在模擬腔體前端側面并具有透明面板，所述的壓實板設置在模擬腔體后端側面，所述的背板可調壓接在壓實板上，所述的背板和壓實板上還對應間隔開有注入井入口、采出井采出口和若干功能孔；所述的模擬腔體內對應前板與壓實板之間填充有油砂層；所述的背板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與背板之間間距可調設置的壓實螺栓。

為了便于觀察，同時便于壓實油砂過程穩固可靠，不會對透明面板造成損傷，所述的透明面板為雙層高硼硅玻璃，所述的前板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壓接固定在前板前端側面的后側，且雙層高硼硅玻璃與前板前端側面之間壓接有石棉墊，所述石棉墊上也對應前板的格柵可視窗同步開有窗口。

更進一步的，前板、模擬腔體和背板之間采用螺紋緊固的方式進行固定，所述的前板前端側面周向、模擬腔體周向和背板周向均對應開有安裝螺孔，所述安裝螺孔內配合設有將前板、模擬腔體和背板固定的安裝螺釘。

更進一步的，所述的前板、格柵可視窗均為圓角矩形，所述背板上的壓實螺孔呈矩陣狀等間隔均勻分布。

為了有效進行模擬，并保持模擬中的溫度，所述的油砂層與壓實板之間具有保溫密封層。

進一步的，所述的功能孔為傳感器探頭通道，該傳感器探頭通道內插接有溫度傳感器。通過溫度傳感器的設置，可實時檢測并反饋溫度數據，便于監測溫度場。