[發(fā)明專利]底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置及其使用方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310431975.5 | 申請日: | 2013-09-18 |
| 公開(公告)號: | CN103485753A | 公開(公告)日: | 2014-01-01 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 張方禮;龔姚進;劉其成;趙慶輝;劉寶良;張勇;賈大雷;劉敬;蔡慶華;胡軍 | 申請(專利權(quán))人: | 張方禮 |
| 主分類號: | E21B43/24 | 分類號: | E21B43/24 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 124010 遼寧*** | 國省代碼: | 遼寧;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 底水 油油 蒸汽 二維 比例 物理 模擬 裝置 及其 使用方法 | ||
1.一種底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其包括注入單元、模型本體、底水溫度控制單元、底水壓力控制單元、模型保溫單元、產(chǎn)出計量單元、數(shù)據(jù)采集與圖像處理單元等7個部分;
注入單元,用于向模型本體內(nèi)注入可調(diào)節(jié)注入速度、溫度及干度的濕蒸汽,注入速度范圍為20cm3/min~100cm3/min、溫度范圍為120℃~350℃、干度范圍為20%~80%;
模型本體,用于模擬實際油藏,模型本體可徑向360°、軸向45°翻轉(zhuǎn),可模擬任意角度地層傾角;
底水溫度控制單元,用于控制底水體的溫度,具有升溫、降溫、恒溫功能;
底水壓力控制單元,用于控制底水體的底水的壓力,底水壓力反映底水體能量的大小,具有恒定壓力及壓力遞減的功能;
模型保溫單元,用于給模型本體升溫并恒溫控制,模擬油藏的初始溫度條件,即油藏未開采前的溫度;
產(chǎn)出計量單元,將模型本體產(chǎn)出流體經(jīng)冷卻后收集于量筒中,計量產(chǎn)油量、產(chǎn)液量,用于模擬生產(chǎn)井的壓力控制;用來分析注蒸汽采油的生產(chǎn)動態(tài)特征,即產(chǎn)油量、產(chǎn)液量、含水率、油汽比、采出程度與時間的關(guān)系;其中油汽比為注蒸汽開發(fā)油藏時,注入多少噸蒸汽才能開采一噸原油的比值;采出程度為一個油藏開發(fā)至任一時間內(nèi)累積采油量占原始地質(zhì)儲量的百分數(shù);
數(shù)據(jù)采集與圖像處理單元,用于控制底水壓力、注采壓差變化,模型本體內(nèi)溫度、壓力監(jiān)測,并在計算機實時生成溫度場、壓力場圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,所述模型本體包括模型本體外殼、隔熱層、底水層和邊水層、前后蓋板、石墨墊、緊固螺栓(密封組件)、模擬注入井、模擬生產(chǎn)井、溫度傳感器、壓力傳感器及溫度傳感器接口和壓力傳感器接口;
該模型本體外殼為不銹鋼板焊接而成的長方體殼體且在長方體殼體前面板及后面板上分別設(shè)置法蘭及蓋板;前面板上的蓋板上無接口,后面板上的蓋板上有模擬注入井、模擬生產(chǎn)井、熱線偶和引壓管接口;前面板上的蓋板及后面板上的蓋板與模型本體外殼法蘭之間采用石墨墊,通過緊固螺栓進行密封;模型本體外殼的內(nèi)側(cè)四周為隔熱層,采用了耐高溫?zé)o機粘結(jié)劑進行涂敷與粘結(jié)憎油水的絕熱材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,在長方體殼體前面板及后面板上分別設(shè)置的法蘭數(shù)量為兩個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,邊水層與模型本體的模擬注入井位于同側(cè),底水層位于模型本體的下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,邊水層與模型本體的模擬生產(chǎn)位于同側(cè),底水層位于模型本體的下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,模擬注入井、模擬生產(chǎn)井均為直徑為6mm的不銹鋼管;上面開槽模擬現(xiàn)場注入井、生產(chǎn)井的射孔井段,開槽的位置按照現(xiàn)場注入井、生產(chǎn)井的射孔井段經(jīng)比例模化后確定;油層內(nèi)布設(shè)熱電偶和壓力測點(熱電偶和壓力測點橫向間距5cm,熱電偶和壓力測點縱向間距2.5cm;模型本體內(nèi)部邊水層、底水層之外的部分為“油層”),用于實時監(jiān)測蒸汽驅(qū)物理模擬試驗中的溫度場、壓力場發(fā)育狀況;
溫度傳感器在油層內(nèi)部分布9×21支,在底水層、邊水層分布各1支;所述的壓力傳感器在油層內(nèi)部分布5×6支,在底水層、邊水層分布各1支。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,所述注入單元包括水源、高精度流量泵(流量精度不大于1.0%)、可控干度蒸汽發(fā)生器,水源連接高精度流量泵的入口端,高精度計量泵的出口端連接可控干度蒸汽發(fā)生器的入口端,可控干度蒸汽發(fā)生器的出口端連接模型本體的模擬注入井入口端;可控干度蒸汽發(fā)生器蒸汽出口距離注入井0.5米以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置,其特征在于,所述底水溫度控制單元包括換熱器、管路、循環(huán)水浴,換熱器位于底水層(邊水層位于模型本體內(nèi)的一側(cè),底水層位于模型本體內(nèi)的底部)的內(nèi)部,循環(huán)水浴位于模型本體后方,循環(huán)水浴的出口端與換熱器的入口段連接,換熱器的出口端與循環(huán)水浴的入口端連接,循環(huán)水浴、換熱器、管路構(gòu)成回路,實現(xiàn)水循環(huán),用于控制底水的溫度。
9.一種使用上述權(quán)利要求中所述的底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模擬裝置的方法,其包括如下步驟:
第一步,建立底水稠油油藏蒸汽驅(qū)二維比例物理模型:安裝模擬注入井、模擬生產(chǎn)井、底水溫度控制單元、底水壓力控制單元,底水層位于模型本體內(nèi)的底部,填裝油層砂,安裝模型本體前蓋板,上緊螺栓密封;
第二步,流程連接:注入單元與模型本體的模擬注入井連接,產(chǎn)出計量單元與模型本體的模擬生產(chǎn)井連接,壓力傳感器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、依次與微機連接;模擬注入井與注入單元連接,模擬生產(chǎn)井與才出計量單元連接;
第三步,建立油藏初始溫度條件:啟動模型保溫單元,給模型本體升溫并恒溫控制,模擬油藏的初始溫度條件;
第四步,模擬油層飽和水,測定油層的孔隙體積;
第五步,模擬油層飽和油,啟動底水壓力控制單元,控制底水的壓力,得到模擬油層初始含油飽和度及模擬油層的初始壓力條件;
第六步,注蒸汽采油,注入速度為(20~100cm3/min)、溫度為(120~350℃)、干度為(20~80%)的濕蒸汽,產(chǎn)出計量單元收集產(chǎn)出流體。底水壓力控制依據(jù)油田現(xiàn)場生產(chǎn)壓力的變化情況進行;
第七步,產(chǎn)出流體分離。計量產(chǎn)出油量、產(chǎn)出水量、產(chǎn)出液量、油汽比、采出程度;
第八步,分析注蒸汽采油的生產(chǎn)動態(tài)特征。即產(chǎn)油量、產(chǎn)液量、含水率、油汽比、采出程度與時間的關(guān)系曲線規(guī)律。
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