技術領域

本發明屬于地球物理勘探領域，涉及物理勘探的數值處理及模擬技術，具體為一種底水稠油油藏蒸汽驅二維比例物理模擬裝置及其使用方法。

背景技術

稠油開采中常用的一種方法是注蒸汽熱采，其中蒸汽吞吐是注蒸汽熱采中的重要方式。蒸汽吞吐是向一口生產井短期內連續注入一定數量的蒸汽，關井數天后，再開井生產。由于蒸汽吞吐注汽時間短、見效快、經濟效益好，國內外常把蒸汽吞吐作為蒸汽驅前的一種開采方式應用。注蒸汽熱采的另一方式是蒸汽驅，將蒸汽注入到一口或多口井中，將地下粘度較大的稠油加熱降粘，然后在蒸汽蒸餾的作用下，把原油驅向鄰近多口生產井采出。蒸汽驅是目前應用較多的熱采技術，它一定程度上克服了蒸汽吞吐加熱半徑有限的弱點，能夠持續給地層提供熱量，是蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法之一。

我國大部分稠油屬于熱采技術的邊際油藏，開發難度很大，主要體現在：油層埋藏深(主要在900m～1400m)，不能保證井底高干度注汽；此外油層的邊底水活躍，油藏吞吐降壓易造成水淹，開發效果差。特別是，目前我國大部分稠油已進入蒸汽吞吐開發后期，處于低產低效階段，邊底水的影響更是巨大，因此亟待轉換開發方式。

室內比例物理模擬研究是稠油注蒸汽熱采油藏工程研究的重要內容之一，比例物理模型與油田原型之間在長度比、力比、速度比、溫差比以及濃度差之比，都具有相同的數值。因而能準確的反映整個油藏或部分(單元)油藏中采油過程的動態特征和注入流體的波及效率特征，并廣泛的應用于機理研究、優化井網配置、注采參數的指標及技術政策界限，預測現場實施效果，為油藏開發方案設計、現場合理實施提供可靠的依據。但是，現有的稠油油藏蒸汽驅比例物理模擬裝置，在物理模擬實驗存在著以下缺點或不足：

(1)不具有邊水、底水或邊底水的模擬單元，不能開展邊底水油藏蒸汽驅物理模擬實驗研究，邊底水對蒸汽驅開發效果的影響不清楚，直接影響了邊底水油藏采油工藝的發展；

(2)低壓模型壓力只有0.1MPa，與蒸汽驅油藏條件差別較大，不能全面反映稠油油藏蒸汽驅的生產特征；

(3)高壓模型壓力可達幾十MPa，但模型必須置于高壓艙內，操作復雜，試驗周期長，限制了物理模擬研究的進度，同時需要耗費大量的人力、物力。

為了適應現實油藏開發的需要，亟需一種能夠客觀反映地層油藏實際情況的地球物理勘探技術。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種底水稠油油藏蒸汽驅二維比例物理模擬裝置及其使用方法。

依據本發明的第一技術方案，一種底水稠油油藏蒸汽驅二維比例物理模擬裝置包括注入單元、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、產出計量單元、數據采集與圖像處理單元等7個部分；

注入單元，用于向模型本體內注入可調節注入速度、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，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；產出計量單元，用于模擬生產井的壓力控制，產出流體經冷卻后收集于量筒中，計量產油量、產液量；用于分析注蒸汽采油的生產動態特征，即產油量、產液量、含水率、油汽比、采出程度與時間的關系；其中油汽比為注蒸汽開發油藏時，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至任一時間內累積采油量占原始地質儲量的百分數；數據采集與圖像處理單元，用于控制底水壓力、注采壓差變化，模型本體內溫度、壓力監測，并在計算機實時生成溫度場、壓力場圖，控制底水壓力、注采壓差變化。