專利名稱：注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油藏注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置。
背景技術(shù)：
三維模擬試驗是提高石油采收率技術(shù)研發(fā)的重要手段。隨著提高石油采收率新理念的不斷提出，對于三維模擬試驗裝置提出了新的需求，包括1)具備單獨或同時注入 多種驅(qū)替介質(zhì)的能力(如蒸汽、化學(xué)劑或非凝析氣體等)；2)能夠模擬高壓油藏條件(如 20MPa) ；3)能夠模擬高溫油藏條件(如350°C) ；4)能夠進行水平井開采油藏模擬；5)具備 多通道、大容量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；6)試驗流程自動化控制程度高；7)具備強大的試驗數(shù)據(jù)在 線及后處理功能；8)具備采出液自動分離、收集與計量系統(tǒng)。國外在三維物理模擬試驗技術(shù)方面根據(jù)其所從事的油田開發(fā)研究需要，所使用的 試驗裝置具有以下特點1)注入介質(zhì)多為水、熱水、蒸汽、化學(xué)劑或非凝析氣體中的一種或 兩種，未見同時具備多元介質(zhì)注入功能的三維物理模擬試驗系統(tǒng)報道；2)大多數(shù)試驗裝置 的承壓能力小于IOMPa ;3)國外三維物理模擬試驗系統(tǒng)在試驗數(shù)據(jù)在線處理功能方面(如 試驗數(shù)據(jù)三維場圖在線顯示)一直未有所發(fā)展，其試驗數(shù)據(jù)多在試驗結(jié)束后采用第三方軟 件處理，該種數(shù)據(jù)處理方式使得研究人員在試驗過程中無法實時了解試驗狀況并及時做出 調(diào)整。查新結(jié)果顯示，未見與注多元熱流體采油高溫高壓三維模擬試驗裝置相關(guān)的專利報 道。國內(nèi)在三維物理模擬裝置研制方面開展了大量工作，且已有相關(guān)專利和論文發(fā) 表。查新結(jié)果顯示，對于開展多元熱流體提高采收率研究現(xiàn)有試驗裝置仍存在以下不足1) 不具備開展多元熱流體驅(qū)替研究的能力；2)不具備開展長水平井段稠油熱力開采研究的 能力；3)現(xiàn)有試驗裝置能夠模擬的油藏壓力值普遍較低，且多采用上覆壓力方式，不適用 于開展注蒸汽采油研究(蒸汽超覆作用)；4)由于采用氣體作為圍壓介質(zhì)在安全與控制方 面技術(shù)難度較大，國內(nèi)現(xiàn)有試驗裝置大都采用液體作為圍壓介質(zhì)，導(dǎo)致操作工藝較為繁瑣； 5)數(shù)據(jù)采集通道有限，無法滿足多點同時測量需求；6)系統(tǒng)自動化控制程度相對較低；7) 現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)在線及后處理功能已不能滿足研究需求，如圖形插值算法、三維圖像分析及 處理功能等；8)稠油油藏采出液缺乏有效的自動收集手段?，F(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案如參考文獻1、2所示，一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動三維比例模擬系統(tǒng)，其包 括蒸汽注入系統(tǒng)、油藏模型本體、上覆壓力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與圖形處理系統(tǒng)；其中，蒸汽 注入系統(tǒng)高壓恒速計量泵、蒸汽發(fā)生器、干度控制器；油藏模型本體包括模型外殼、絕熱層、 模擬油藏、模擬直井、模擬水平井、引壓管和熱電偶及其接口 ；上覆壓力系統(tǒng)包括球形壓力 罐、補液泵、安全閥、電加熱元件及其溫控裝置、管線接口及相應(yīng)的連接管線、閥門，上覆壓 力系統(tǒng)的球形壓力罐內(nèi)放置有所述的模型本體；數(shù)據(jù)采集與圖形處理系統(tǒng)包括電磁氣動 閥，回壓閥，樣品收集器，數(shù)據(jù)線，溫度、壓力、壓差數(shù)據(jù)采集器以及微機?，F(xiàn)有技術(shù)一的缺點
1)該技術(shù)中僅擁有蒸汽注入系統(tǒng)，沒有配置溶劑、非凝析氣體等介質(zhì)的注入裝置， 即無法滿足多元熱流體提高石油采收率新技術(shù)的研究；2)上覆壓力系統(tǒng)中采用補液泵，說明其圍壓填充介質(zhì)為液體；采用液體作為圍壓 介質(zhì)，試驗前后填充和排放圍壓介質(zhì)的工作強度較大； 3)現(xiàn)有技術(shù)中模型保溫方式較為復(fù)雜，由于圍壓填充介質(zhì)為液體，因此模型外層 不能采用常規(guī)保溫棉，而需采用真空隔熱方式，加工及操作技術(shù)難度相對較大；4)現(xiàn)有球形壓力罐內(nèi)置入油藏模型本體的凈空間為500mmX500mmX560mm(如權(quán) 利要求所述)，由于模型本體尺寸限制，無法進行長于560mm的水平井模型的開發(fā)效果研 究；5)現(xiàn)有技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面僅允許在模型本體內(nèi)200個溫度測點(如權(quán)利要求所 述)，測點數(shù)量無法滿足大尺寸油藏模型的研究?，F(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案如參考文獻3、4所述(實為一個系統(tǒng))，該技術(shù)為一種蒸汽驅(qū)油低壓三維比例物理 模擬裝置，由注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、產(chǎn)出液收集系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)五部分組成，包括 高壓驅(qū)替泵、熱水器、蒸汽發(fā)生器、油浴、上下保溫水箱、壓力傳感器、回壓控制閥、冷凝器、 樣品收集器、數(shù)據(jù)采集器及微機組成?，F(xiàn)有技術(shù)二的缺點1)該蒸汽驅(qū)油低壓三維比例物理模擬裝置中未提及上覆壓力或圍壓系統(tǒng)，模型系 統(tǒng)承壓能力有限(小于0. 4MPa-如論文中所述)，無法滿足高壓(如20MPa)研究需求?，F(xiàn)有技術(shù)三的技術(shù)方案如參考文獻5所述，一種火燒驅(qū)油三維物理模擬裝置，包括注入系統(tǒng)、模擬本體、 測控系統(tǒng)和產(chǎn)出分析系統(tǒng)，所述注入系統(tǒng)包括空壓機、穩(wěn)壓瓶、注入泵、蒸汽發(fā)生器、流量計 和中間活塞容器，所述測控系統(tǒng)，包括熱電偶、注入井溫度、壓力、流量采集器、采出井差壓 傳感器、計算機及其接口線路，所述產(chǎn)出系統(tǒng)，包括采出液回收器、氣體在線分析儀和電子 天平，所述模擬本體與注入系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和產(chǎn)出系統(tǒng)相連接，包括主體及其固定為一體的 封蓋、安裝于主體內(nèi)腔底的保溫體、該保溫體內(nèi)腔順次安裝的試驗油層、隔環(huán)、活塞總成，所 述試驗油層內(nèi)布有五點式和九點式注采井網(wǎng)和至少一層的熱電偶，所述液壓缸垂直于活塞 總成，安裝于封蓋內(nèi)頂上?，F(xiàn)有技術(shù)三的缺點1)該技術(shù)中僅采用了蒸汽及氣體注入系統(tǒng)，沒有配置溶劑注入裝置，即無法滿足 多元熱流體提高石油采收率新技術(shù)的研究；2)該技術(shù)中采用活塞總成機構(gòu)制造模型上覆壓力，采用該種上覆壓力方式開展注 蒸汽采油研究過程中，常常由于模型本體裝填問題導(dǎo)致上覆壓力施加不均勻，從而易導(dǎo)致 注入蒸汽異常竄流，進而嚴重影響試驗結(jié)果的可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)四的技術(shù)方案根據(jù)文獻6所述，高溫、高壓三維水平井物理模擬系統(tǒng)由驅(qū)動系統(tǒng)、模型、加熱保 溫系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、采出液收集系統(tǒng)和控制及測量系統(tǒng)等6部分組成。主要技術(shù)指標 試驗工作壓力為0 lOMPa，試驗溫度為20 120°C?，F(xiàn)有技術(shù)四的缺點
1)現(xiàn)有技術(shù)的試驗溫度、壓力指標較低，無法滿足如20MPa，350°C的高溫高壓試驗研究；2)現(xiàn)有技術(shù)不具備注入蒸汽介質(zhì)的能力。參考文獻(如專利/論文/標準)1)《一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動三維比例模擬系統(tǒng)》實用新型專利，授權(quán)公告 號 CN201396129Y ；2)劉其成，等.《多功能高溫高壓三維比例物理模擬實驗實驗裝置》.石油儀 器.20(1) ,20063)《蒸汽驅(qū)油低壓三維比例物理模擬裝置》實用新型專利授權(quán)公告號CN 2752886Y4)關(guān)文龍，等.《三維物理模擬試驗裝備及試驗技術(shù)》.石油儀器.11 (5)，19975)《火燒驅(qū)油三維物理模擬覆壓裝置》.實用新型專利授權(quán)公告號CN 201145985Y6)江如意，王家祿.《高溫高壓三維水平井物理模擬系統(tǒng)》.石油勘探與開 發(fā)· 26(6)，1999

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種注多元熱流體采油高溫(350°C )高壓(20MPa)三維模 擬試驗裝置，采用三維模擬方式，提供多種驅(qū)替介質(zhì)注入選擇，提高模擬油藏溫度和壓力指 標，加大油藏模擬尺度，擴展數(shù)據(jù)采集通道，提高試驗研究自動化及可視化程度。本發(fā)明所述的注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置由多元注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；多元注入系統(tǒng)由去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器、 油容器組、水容器組、無懸浮化學(xué)劑容器組、懸浮化學(xué)劑容器組、氣瓶組、氣體增壓機、氣體 調(diào)壓閥、氣體流量測量與控制裝置和注入管線伴熱裝置組成；去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器順次連接，通過注 入管線伴熱裝置與模型本體連接；恒速恒壓泵組與油容器組連接，通過注入管線伴熱裝置 與模型本體連接；恒速恒壓泵組與水容器組連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接， 恒速恒壓泵組分別與無懸浮化學(xué)劑容器組和懸浮化學(xué)劑容器組連接，通過注入管線伴熱裝 置與模型本體連接；氣瓶組、氣體增壓機、氣體調(diào)壓閥、氣體流量測量與控制裝置順次連接， 通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接；模型系統(tǒng)由高壓艙、模型本體、模型本體保溫層、圍壓氣瓶組、氣體壓縮機、注入氣 動閥組、高壓艙加熱與冷卻裝置、模型清洗容器，模型清洗泵組成；模型本體被固定在高壓艙內(nèi)，模型本體保溫層包裹在模型本體外層；圍壓氣瓶組 和氣體壓縮機連接，通過注入氣動閥組與高壓艙相連，高壓艙加熱與冷卻裝置部分位于高 壓艙的內(nèi)部，部分位于高壓艙的外部，模型清洗液容器和模型清洗泵連接，通過注入管線伴 熱裝置與模型本體連接；數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)由溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、壓力顯示表 頭、溫度顯示表頭、恒溫油浴槽、壓力校準儀、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置、排出氣動閥組、小型空 壓機、計算機、試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)、試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)組成；溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器的一端穿過高壓艙布置于模型本體內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭、溫度顯示表頭及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置相連；恒溫油浴槽及壓力校準儀 獨立于試驗系統(tǒng)，用于對溫度傳感器、壓力傳感器和壓差傳感器的校準；排出氣動閥組安裝 在與高壓艙連接的氣體排出管上，注入氣動閥組和排出氣動閥組均與小型空壓機相連，數(shù) 據(jù)采集與傳輸裝置與計算機相連；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗結(jié)果三維可視化分 析與處理系統(tǒng)安裝于計算機中；兩套系統(tǒng)在試驗過程中并聯(lián)使用，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)用以在試驗過程 中采集溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)并實時儲存，與此同時，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動或手動對 試驗過程進行調(diào)控，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實時向試驗結(jié)果三維可視化分析與處理 系統(tǒng)傳輸試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過在線對試驗數(shù)據(jù)分析處理， 實時形成三維可視化場圖，且可以對三維可視化場圖進行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示 等值線多種操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由采出液冷凝換熱器組、制冷循環(huán)裝置、回壓閥組、緩沖容器組、回壓泵 組、采出液收集瓶、電子天平、采出液自動收集器、氣瓶組、產(chǎn)出管線伴熱裝置及加熱離心機 組成；模型本體、采出液冷凝換熱器組、回壓閥組、產(chǎn)出管線伴熱裝置與采出液收集瓶順 次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組與制冷循環(huán)裝置相連，回壓泵 組、緩沖容器組與回壓閥組順次連接，采出液收集瓶置于電子天平上，電子天平與計算機相 連；模型本體、采出液冷凝換熱器組、產(chǎn)出管線伴熱裝置、采出液自動收集器順次連接，采出 液收集瓶置于采出液自動收集器內(nèi)，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出的另一通道；采出液自動收 集器與氣瓶組連接；盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶置于加熱離心機內(nèi)。所述的懸浮化學(xué)劑容器組8為內(nèi)部具有攪拌功能的活塞容器組；所述的高壓艙臥式放置，由左端蓋、中段及右端蓋三部分組成，左右端蓋均為半球 形結(jié)構(gòu)，由螺栓與中段連接，左右端蓋上裝有吊耳及預(yù)留裝配孔，中段下部安裝有進排氣孔 及安全閥；中段表面布置有插入孔道和法蘭結(jié)構(gòu)，溫度傳感器、壓力傳感器和壓差傳感器均 從高壓艙中段表面經(jīng)由插入孔道和法蘭結(jié)構(gòu)插入；所述的高壓艙采用氣體作為模型本體的圍壓填充介質(zhì)，高壓艙最大承壓能力為 20MPa。所述的模型本體材質(zhì)為不銹鋼，最高工作溫度為350°C，模型本體外層采用保溫棉 和鋁箔包裹。所述的高壓艙內(nèi)可進行水平井開采油藏模擬試驗，模型水平井最大長度為1. 6m。本裝置可進行460個溫度及50個壓力數(shù)據(jù)的實時采集與處理，數(shù)據(jù)采集通道可根 據(jù)試驗需要進行擴展；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)分別安裝 于兩臺計算機中，界面分別由并排放置的兩個顯示器顯示；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)并行使用， 試驗過程中試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實時向試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳 輸試驗數(shù)據(jù)，后者將試驗數(shù)據(jù)分析處理后以三維場圖的形式實時進行顯示。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢1)可單獨或同時注入多元熱流體驅(qū)替介 質(zhì)(如蒸汽、化學(xué)劑或非凝析氣體等)；2)采用氣體作為模型圍壓填充介質(zhì)，大大降低了圍壓填充介質(zhì)充排過程的工作強度；3)最高模擬油藏壓力達20MPa;4)最高模擬油藏溫度達3500C ；5)模型本體采用薄壁結(jié)構(gòu)，僅需在模型外層采用常規(guī)保溫材料進行保溫，避免了復(fù) 雜保溫結(jié)構(gòu)；6)高壓艙容積允許開展1. 6m長模型的水平井開采油藏模擬；(數(shù)據(jù)采集處理 及控制系統(tǒng)方面)7)可實現(xiàn)460通道溫度及50通道壓力數(shù)據(jù)實時采集與處理，數(shù)據(jù)采集通 道可擴展；8)注入、采出及模擬地層壓力/溫度等關(guān)鍵試驗流程全自動化控制；9)試驗數(shù) 據(jù)在線三維圖形可視化分析與處理；(生產(chǎn)系統(tǒng)方面)10)采出液自動收集，并人工實現(xiàn)油 水離心分離。


圖1注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置結(jié)構(gòu)示意2注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置高壓艙結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、去離子水容器2、恒速恒壓泵組3、蒸汽發(fā)生器組4、蒸汽干度監(jiān)控器5、 油容器組6、水容器組7、無懸浮化學(xué)劑容器組8、懸浮化學(xué)劑容器組9、氣瓶組10、氣體 增壓機11、氣體調(diào)壓閥12、氣體流量測量與控制裝置13、注入管線伴熱裝置14、高壓艙 15、模型本體16、模型本體保溫層17、圍壓氣瓶組18、氣體壓縮機19、注入氣動閥組20、 高壓艙加熱與冷卻裝置21、模型清洗容器22、模型清洗泵23、溫度傳感器24、壓力傳感 器25、壓差傳感器26、壓力顯示表頭27、溫度顯示表頭28、恒溫油浴槽29、壓力校準儀 30、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置31、排出氣動閥組32、小型空壓機33、計算機34、試驗數(shù)據(jù)采集 與流程監(jiān)控系統(tǒng)35、試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)36、采出液冷凝換熱器組37、 制冷循環(huán)裝置38、回壓閥組39、緩沖容器組40、回壓泵組41、采出液收集瓶42、電子天 平43、采出液自動收集器44、氣瓶組45、產(chǎn)出管線伴熱裝置46、加熱離心機47、左端蓋 48、中段49、右端蓋50、螺栓51、吊耳52、預(yù)留裝配孔53、進排氣孔54、安全閥55、法蘭 結(jié)構(gòu)。圖3試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)及試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)流程 具體實施例方式本發(fā)明所述的注多元熱流體采油高溫高壓三維模擬試驗裝置由多元注入系統(tǒng)、模 型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；多元注入系統(tǒng)由去離子水容器1、恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控 器4、油容器組5、水容器組6、無懸浮化學(xué)劑容器組7、懸浮化學(xué)劑容器組8、氣瓶組9、氣體 增壓機10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測量與控制裝置12和注入管線伴熱裝置13組成；去離子水容器1、恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控器4順次連接， 通過注入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；恒速恒壓泵組2與油容器組5連接，通過注 入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；恒速恒壓泵組2與水容器組6連接，通過注入管線 伴熱裝置13與模型本體15連接，恒速恒壓泵組分別2與無懸浮化學(xué)劑容器組7和懸浮化 學(xué)劑容器組8連接，通過注入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；氣瓶組9、氣體增壓機 10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測量與控制裝置12順次連接，通過注入管線伴熱裝置13與模 型本體15連接；
模型系統(tǒng)由高壓艙14、模型本體15、模型本體保溫層16、圍壓氣瓶組17、氣體壓縮 機18、注入氣動閥組19、高壓艙加熱與冷卻裝置20、模型清洗容器21，模型清洗泵22組成；模型本體15被固定在高壓艙14內(nèi)，模型本體保溫層16包裹在模型本體外層；圍 壓氣瓶組17和氣體壓縮機18連接，通過注入氣動閥組19與高壓艙14相連，高壓艙加熱與 冷卻裝置20部分位于高壓艙14的內(nèi)部，部分位于高壓艙14的外部，模型清洗液容器21和 模型清洗泵22連接，通過注入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)由溫度傳感器23、壓力傳感器24、壓差傳感器25、壓力 顯示表頭26、溫度顯示表頭27、恒溫油浴槽28、壓力校準儀29、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30、排 出氣動閥組31、小型空壓機32、計算機33、試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件34、試驗結(jié)果三維 可視化分析與處理軟件35組成；溫度傳感器23、壓力傳感器24、壓差傳感器25的一端穿過高壓艙14布置于模型 本體15內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭26、溫度顯示表頭27及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連； 恒溫油浴槽28及壓力校準儀29獨立于試驗系統(tǒng)，用于對溫度傳感器23、壓力傳感器24和 壓差傳感器25的校準；排出氣動閥組31安裝在與高壓艙連接的氣體排出管上，注入氣動閥 組19和排出氣動閥組31均與小型空壓機32相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30與計算機33相 連；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35安裝于計 算機33中；兩套系統(tǒng)在試驗過程中并聯(lián)使用，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34用以在試驗 過程中采集溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)并實時儲存，與此同時，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動或手 動對試驗過程進行調(diào)控，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34實時向試驗結(jié)果三維可視化分 析與處理系統(tǒng)35傳輸試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35通過在線對試驗 數(shù)據(jù)分析處理，實時形成三維可視化場圖，且可以對三維可視化場圖進行如分層顯示、繪制 剖面圖及顯示等值線多種操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由采出液冷凝換熱器組36、制冷循環(huán)裝置37、回壓閥組38、緩沖容器組 39、回壓泵組40、采出液收集瓶41、電子天平42、采出液自動收集器43、氣瓶組44、產(chǎn)出管線 伴熱裝置45及加熱離心機46組成；模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、回壓閥組38、產(chǎn)出管線伴熱裝置45與采出 液收集瓶41順次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組36與制冷循環(huán) 裝置37相連，回壓泵組40、緩沖容器組39與回壓閥組38順次連接，采出液收集瓶41置于 電子天平42上，電子天平42與計算機33相連；模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、產(chǎn)出 管線伴熱裝置45、采出液自動收集器43順次連接，采出液收集瓶41置于采出液自動收集器 43內(nèi)，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出的另一通道；采出液自動收集器43與氣瓶組44連接；盛有 產(chǎn)出液的采出液收集瓶41置于加熱離心機46內(nèi)。高壓艙14臥式放置，由左端蓋47、中段48及右端蓋49三部分組成，左右端蓋均為 半球形結(jié)構(gòu)，由螺栓50與中段連接，左右端蓋上裝有吊耳51及預(yù)留裝配孔52，中段下部安 裝有進排氣孔53及安全閥54。高壓艙14中段表面布置有插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)55，溫度傳感器23、壓力傳感器24 及壓差傳感器25均從高壓艙14中段表面經(jīng)由插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)55插入。試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)由6個子模塊組成，包括1)模型設(shè)計子模塊，其主要功能是模型相似比例?；嬎闩c模型熱電偶排布設(shè)計；2)傳感器標定與校準子模塊，其 主要功能是實現(xiàn)壓力、溫度及流量傳感器的集團標定；3)數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊，其 主要功能是實時采集并存儲終端設(shè)備及傳感器的壓力、溫度、流量及開關(guān)量信號，并將模型 內(nèi)壓力及溫度值實時傳輸至試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)；4)實驗流程自動控制 子模塊，主要功能是根據(jù)實驗流程自動控制高壓艙圍壓、蒸汽干度、氣動閥開關(guān)及流體注入 等；5)數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，其主要功能是將采集到得壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)以曲線形 式實時顯示；6)界面顯示子模塊，其主要功能是實時顯示實驗流程及關(guān)鍵參數(shù)值。試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控 器4、油容器組5、水容器組6、無懸浮化學(xué)劑容器組7及懸浮化學(xué)劑容器組8、氣體增壓機 10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測量與控制裝置12、注入管線伴熱裝置13相連接，主要利用數(shù) 據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及實驗流程自動控制子模塊，實時采集并記錄溫度、壓力、流量 及開關(guān)量信號，根據(jù)實驗需求對注入過程進行自動控制。
試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與氣體壓縮機18、注入氣動閥組19、壓差傳感器25 及排出氣動閥組31相連接，主要利用數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及實驗流程自動控制子 模塊，對高壓艙圍壓進行實時自動控制。試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與溫度傳感器23、壓力傳感器24及壓差傳感器25 相連，主要利用數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，實現(xiàn)模型內(nèi)壓力及 溫度場數(shù)據(jù)的采集、存儲與傳輸。試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與制冷循環(huán)裝置37、回壓泵組40、電子天平42、采 出液自動收集器43與產(chǎn)出管線伴熱裝置45相連接，主要利用數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊 及實驗流程自動控制子模塊，實現(xiàn)模型產(chǎn)出液自動冷卻、收集與計量。試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)由5個子功能模塊組成，包括1)數(shù)據(jù)接收 子模塊，主要功能是實時接收從試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸來的實驗數(shù)據(jù)；
2)優(yōu)化插值子模塊，主要功能是將離散的實驗數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)插值方法形成三維場圖數(shù)據(jù)；
3)場顯示子模塊，主要功能是實時顯示實驗過程中溫度、壓力、密度、粘度及流度三維場4)場處理子模塊，主要功能是對三維場圖進行分層、截面、切塊處理及分析，并可以等值線 或網(wǎng)狀方式顯示；5)歷史回放與視頻錄制子模塊，其主要功能為將實驗記錄數(shù)據(jù)以場圖形 式顯示，可生成AVI等格式的常用視頻文件。試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過局域網(wǎng)與試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系 統(tǒng)實時連接。實施例1 當進行溶劑輔助蒸汽采油試驗時，去離子水容器1中存儲的水經(jīng)由恒速恒壓泵組 2進入蒸汽發(fā)生器組3，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)由蒸汽干度監(jiān)控器4后達到試驗所需的蒸汽干度；與 此同時，水經(jīng)由恒速恒壓泵組2注入無懸浮化學(xué)劑容器組7，存儲于無懸浮化學(xué)劑容器組7 中的試驗用溶劑被水驅(qū)替而出；蒸汽與溶劑在管道中混合后注入模型本體15 ；填充有砂和 油的模型本體15被固定在高壓艙14內(nèi)，模型本體外層包裹有保溫層16 ；氣體由氣體壓縮 機18增壓后被注入至高壓艙14內(nèi)，通過注入氣動閥組19及排出氣動閥組31的開啟和關(guān) 閉控制將高壓艙壓力控制在2MPa附近，確保模型本體15被壓實；高壓艙加熱與冷卻裝置 20將高壓艙內(nèi)溫度控制在25°C ；200個溫度傳感器23、20個壓力傳感器24、10個壓差傳感器25的一端穿過高壓艙14布置于模型本體15內(nèi)，另一端與10塊溫度顯示表頭27、10塊 壓力顯示表頭26及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30與計算機33相 連；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35安裝于計 算機33中，兩系統(tǒng)在試驗過程中并聯(lián)使用，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34用以在試驗過 程中采集溫度、壓力和流量等數(shù)據(jù)并實時保存，與此同時，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動或手 動對試驗過程進行調(diào)控，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34實時向試驗結(jié)果三維可視化分 析與處理系統(tǒng)35傳輸試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35通過對試驗數(shù)據(jù) 的分析處理，實時形成三維可視化場圖，且可以對三維可視化場圖進行如分層顯示、繪制剖 面圖及顯示等值線等多種操作。從模型本體15產(chǎn)出的流體經(jīng)由采出液冷凝換熱器組36、 回壓閥組38、產(chǎn)出管線伴熱裝置45流入采出液收集瓶41，采出 液冷凝換熱器組36出口流 體溫度控制在80°C左右，電子天平42實時稱量獲得流入采出液收集瓶41的液體的質(zhì)量變 化，并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C33中；試驗結(jié)束后，盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶41被置于 加熱離心機46內(nèi)，通過加熱離心作用實現(xiàn)油水分離。實施例2 當進行氣體輔助蒸汽采油試驗時，去離子水容器1中存儲的水經(jīng)由恒速恒壓泵組 2進入蒸汽發(fā)生器組3，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)由蒸汽干度監(jiān)控器4后達到試驗所需的蒸汽干度；氣 體經(jīng)氣體增壓機10與氣體調(diào)壓閥11后達到注入壓力，氣體注入流量由氣體流量測量與控 制裝置12設(shè)定；蒸汽與氣體在管道中混合后注入模型本體15 ；填充有砂和油的模型本體 15被固定安放在高壓艙14內(nèi)，模型本體外層包裹有保溫層16 ；氣體由氣體壓縮機18增壓 后被注入至高壓艙14內(nèi)，通過注入氣動閥組19及排出氣動閥組31的開啟和關(guān)閉控制將高 壓艙壓力控制在20MPa附近，確保模型本體15被壓實；高壓艙加熱與冷卻裝置20將高壓艙 內(nèi)溫度控制在35°C;460個溫度傳感器23、40個壓力傳感器24、10個壓差傳感器25的一端 穿過高壓艙14布置于模型本體15內(nèi)，另一端與10塊溫度顯示表頭27、10塊壓力顯示表頭 26及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30與計算機33相連；試驗數(shù)據(jù)采 集與流程監(jiān)控軟件34與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理軟件35安裝于計算機33中，兩軟 件在試驗過程中并聯(lián)使用，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件34用以在試驗過程中采集溫度、 壓力和流量等數(shù)據(jù)并實時保存。與此同時，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動或手動對試驗過程 進行調(diào)控，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件34實時向試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng) 35傳輸試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35通過對試驗數(shù)據(jù)的分析處理，實 時形成三維可視化場圖，且可以對三維可視化場圖進行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示等 值線等多種操作。從模型本體15產(chǎn)出的流體經(jīng)由采出液冷凝換熱器組36、產(chǎn)出管線伴熱裝 置45及采出液自動收集器43流入采出液收集瓶41，采出液冷凝換熱器組36出口流體溫度 控制在80°C左右；試驗結(jié)束后，盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶41被置于加熱離心機46內(nèi)，通 過加熱離心作用實現(xiàn)油水分離。去離子水容器1、恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控器4、注入管線伴 熱裝置13及模型本體15順次連接，恒速恒壓泵組2將去離子水容器1中儲存的水泵入蒸 汽發(fā)生器組3，蒸汽發(fā)生器組3產(chǎn)生熱水和一定干度的蒸汽，蒸汽干度由蒸汽干度監(jiān)控器4 檢測并控制；恒速恒壓泵組2、油容器組5、注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連接， 可實現(xiàn)向模型本體15內(nèi)獨立注入油；恒速恒壓泵組2、水容器組6及模型本體15順次連接，可實現(xiàn)向模型內(nèi)獨立注入地層水或蒸餾水；恒速恒壓泵組2、無懸浮化學(xué)劑容器組7、懸浮 化學(xué)劑容器組8、注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連接，可實現(xiàn)向模型內(nèi)獨立注入 有機溶劑及聚合物溶液等化學(xué)劑；氣瓶組9、氣體增壓機10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測量 與控制裝置12注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連接，可實現(xiàn)向模型內(nèi)獨立注入氣 體；上述容器組均有加熱功能，且不同介質(zhì)的注入管線在通入高壓艙前交匯成一條主管線， 可實現(xiàn)多元熱流體的協(xié)同注入。模型本體15被固定在高壓艙14內(nèi)，模型本體外層包裹有保溫層16 ；圍壓氣瓶組17、氣體壓縮機18、注入氣動閥組19與高壓艙14順次相連，其功能為向高壓艙中注入氣體 以增大高壓艙壓力；高壓艙加熱與冷卻裝置20位于高壓艙14的內(nèi)部和外部，用以控制高壓 艙內(nèi)溫度；模型清洗液容器21、模型清洗泵22、注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連 接，以實現(xiàn)對模型本體內(nèi)部及管線的清洗。溫度傳感器23、壓力傳感器24、壓差傳感器25的一端穿過高壓艙14布置于模型 本體15內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭26、溫度顯示表頭27及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連；恒 溫油浴槽28及壓力校準儀29獨立于試驗系統(tǒng)，用于對溫度傳感器23、壓力傳感器24和壓 差傳感器25的校準；排出氣動閥組31安裝在系統(tǒng)管路中，其功能為向高壓艙外排出氣體以 減小高壓艙壓力；注入氣動閥組19及排出氣動閥組31均與小型空壓機32相連，小型空壓 機32為注入氣動閥組19及排出氣動閥組31提供開啟和關(guān)閉的動力；數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置 30與計算機33相連；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理 系統(tǒng)35安裝于計算機33中，兩套系統(tǒng)在試驗過程中并聯(lián)使用，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系 統(tǒng)34用以在試驗過程中采集溫度、壓力和流量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)并實時儲存，與此同時，根據(jù)所 采集的數(shù)據(jù)信息自動或手動對試驗過程進行調(diào)控，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34實時 向試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35傳輸試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果三維可視化分析與處 理系統(tǒng)35通過在線對試驗數(shù)據(jù)分析處理，實時形成三維可視化場圖，且可以對三維可視化 場圖進行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示等值線等多種操作。模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、回壓閥組38、產(chǎn)出管線伴熱裝置45與采出 液收集瓶41順次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組36與制冷循環(huán) 裝置37相連，制冷循環(huán)裝置37向采出液冷凝換熱器組36中不斷輸出低溫換熱介質(zhì)，并將 從采出液冷凝換熱器組36返回的被加熱的換熱介質(zhì)冷卻；回壓泵組40、緩沖容器組39與 回壓閥組38順次連接，為模型本體提供背壓；采出液收集瓶41置于電子天平42上，電子天 平42與計算機33相連，電子天平42用以稱量流入采出液收集瓶41的液體的質(zhì)量變化，并 將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C33中；模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、產(chǎn)出管線伴熱裝置 45、采出液自動收集器43順次連接，采出液收集瓶41置于采出液自動收集器43內(nèi)，構(gòu)成了 模型中液體的產(chǎn)出的另一通道，通過該條通道，產(chǎn)出液體可以實現(xiàn)自動收集，無需人工更換 采出液收集瓶41 ；采出液自動收集器43與氣瓶組44連接，氣瓶組44為采出液自動收集器 43提供背壓；盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶41置于加熱離心機46內(nèi)，通過加熱離心作用實 現(xiàn)油水分離。
權(quán)利要求
一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于由多元注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；多元注入系統(tǒng)由去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器、油容器組、水容器組、無懸浮化學(xué)劑容器組、懸浮化學(xué)劑容器組、氣瓶組、氣體增壓機、氣體調(diào)壓閥、氣體流量測量與控制裝置和注入管線伴熱裝置組成；去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器順次連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接；恒速恒壓泵組與油容器組連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接；恒速恒壓泵組與水容器組連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接，恒速恒壓泵組分別與無懸浮化學(xué)劑容器組和懸浮化學(xué)劑容器組連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接；氣瓶組、氣體增壓機、氣體調(diào)壓閥、氣體流量測量與控制裝置順次連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接；模型系統(tǒng)由高壓艙、模型本體、模型本體保溫層、圍壓氣瓶組、氣體壓縮機、注入氣動閥組、高壓艙加熱與冷卻裝置、模型清洗容器，模型清洗泵組成；模型本體被固定在高壓艙內(nèi)，模型本體保溫層包裹在模型本體外層；圍壓氣瓶組和氣體壓縮機連接，通過注入氣動閥組與高壓艙相連，高壓艙加熱與冷卻裝置部分位于高壓艙的內(nèi)部，部分位于高壓艙的外部，模型清洗液容器和模型清洗泵連接，通過注入管線伴熱裝置與模型本體連接；數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)由溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、壓力顯示表頭、溫度顯示表頭、恒溫油浴槽、壓力校準儀、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置、排出氣動閥組、小型空壓機、計算機、試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)、試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)組成；溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器的一端穿過高壓艙布置于模型本體內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭、溫度顯示表頭及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置相連；恒溫油浴槽及壓力校準儀獨立于試驗系統(tǒng)，用于對溫度傳感器、壓力傳感器和壓差傳感器的校準；排出氣動閥組安裝在與高壓艙連接的氣體排出管上，注入氣動閥組和排出氣動閥組均與小型空壓機相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置與計算機相連；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)安裝于計算機中；兩套系統(tǒng)在試驗過程中并聯(lián)使用，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)用以在試驗過程中采集溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)并實時儲存，與此同時，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動或手動對試驗過程進行調(diào)控，試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實時向試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸試驗數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過在線對試驗數(shù)據(jù)分析處理，實時形成三維可視化場圖，且可以對三維可視化場圖進行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示等值線多種操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由采出液冷凝換熱器組、制冷循環(huán)裝置、回壓閥組、緩沖容器組、回壓泵組、采出液收集瓶、電子天平、采出液自動收集器、氣瓶組、產(chǎn)出管線伴熱裝置及加熱離心機組成；模型本體、采出液冷凝換熱器組、回壓閥組、產(chǎn)出管線伴熱裝置與采出液收集瓶順次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組與制冷循環(huán)裝置相連，回壓泵組、緩沖容器組與回壓閥組順次連接，采出液收集瓶置于電子天平上，電子天平與計算機相連；模型本體、采出液冷凝換熱器組、產(chǎn)出管線伴熱裝置、采出液自動收集器順次連接，采出液收集瓶置于采出液自動收集器內(nèi)，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出的另一通道；采出液自動收集器與氣瓶組連接；盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶置于加熱離心機內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于懸 浮化學(xué)劑容器組為內(nèi)部具有攪拌功能的活塞容器組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于高 壓艙臥式放置，由左端蓋、中段及右端蓋三部分組成，左右端蓋均為半球形結(jié)構(gòu)，由螺栓與 中段連接，左右端蓋上裝有吊耳及預(yù)留裝配孔，中段下部安裝有進排氣孔及安全閥；高壓艙 中段表面布置有插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)，溫度傳感器、壓力傳感器及壓差傳感器均從高壓艙 中段表面經(jīng)由插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)插入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于高 壓艙14采用氣體作為模型本體15的圍壓填充介質(zhì)，高壓艙14最大承壓能力為20MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于模 型本體15材質(zhì)為不銹鋼，最高工作溫度為350°C，模型本體15外層采用保溫棉和鋁箔包裹。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于高 壓艙14內(nèi)可進行水平井開采油藏模擬試驗，模型水平井最大長度為1. 6m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于本 裝置可進行460個溫度及50個壓力數(shù)據(jù)的實時采集與處理，數(shù)據(jù)采集通道可根據(jù)試驗需要 進行擴展。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于試 驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)分別安裝于兩臺計算 機，界面采用并排放置的兩個顯示器分別顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于試 驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)并行使用，試驗過程中 試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件實時向試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸試驗數(shù)據(jù)， 后者將試驗數(shù)據(jù)分析處理后以三維場圖的形式實時進行顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置，其特征在于試 驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)由6個子模塊組成，包括1)模型設(shè)計子模塊，是模型相似比例 ?；嬎闩c模型熱電偶排布設(shè)計；2)傳感器標定與校準子模塊，實現(xiàn)壓力、溫度及流量傳 感器的集團標定；3)數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊，是實時采集并存儲終端設(shè)備及傳感器 的壓力、溫度、流量及開關(guān)量信號，并將模型內(nèi)壓力及溫度值實時傳輸至試驗結(jié)果三維可視 化分析與處理系統(tǒng)；4)實驗流程自動控制子模塊，根據(jù)實驗流程自動控制高壓艙圍壓、蒸 汽干度、氣動閥開關(guān)及流體注入；5)數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，是將采集到得壓力、溫度、流 量等數(shù)據(jù)以曲線形式實時顯示；6)界面顯示子模塊，是實時顯示實驗流程及關(guān)鍵參數(shù)值；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器、油容 器組、水容器組、無懸浮化學(xué)劑容器組及懸浮化學(xué)劑容器組、氣體增壓機、氣體調(diào)壓閥、氣體 流量測量與控制裝置、注入管線伴熱裝置相連接，利用數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及實驗 流程自動控制子模塊，實時采集并記錄溫度、壓力、流量及開關(guān)量信號，根據(jù)實驗需求對注 入過程進行自動控制；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與氣體壓縮機、注入氣動閥組、壓差傳感器及排出氣動閥組相連接，利用數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及實驗流程自動控制子模塊，對高壓艙圍壓 進行實時自動控制；試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與溫度傳感器、壓力傳感器及壓差傳感器相連，利用數(shù) 據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，實現(xiàn)模型內(nèi)壓力及溫度場數(shù)據(jù)的采 集、存儲與傳輸； 試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與制冷循環(huán)裝置、回壓泵組、電子天平、采出液自動收集 器與產(chǎn)出管線伴熱裝置相連接，利用數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸子模塊及實驗流程自動控制子 模塊，實現(xiàn)模型產(chǎn)出液自動冷卻、收集與計量；試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)由5個子功能模塊組成，包括1)數(shù)據(jù)接收子模 塊，主要功能是實時接收從試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸來的實驗數(shù)據(jù)；2)優(yōu) 化插值子模塊，主要功能是將離散的實驗數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)插值方法形成三維場圖數(shù)據(jù)；3)場 顯示子模塊，主要功能是實時顯示實驗過程中溫度、壓力、密度、粘度及流度三維場圖；4) 場處理子模塊，主要功能是對三維場圖進行分層、截面、切塊處理及分析，并可以等值線或 網(wǎng)狀方式顯示；5)歷史回放與視頻錄制子模塊，其主要功能為將實驗記錄數(shù)據(jù)以場圖形式 顯示，可生成AVI格式的常用視頻文件；試驗結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過局域網(wǎng)與試驗數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實 時連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油藏注多元熱流體采油三維模擬試驗裝置；由多元注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；模型本體被固定在高壓艙內(nèi)，高壓艙與多元注入系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)連接；可單獨或同時注入多元熱流體驅(qū)替介質(zhì)，采用氣體作為模型圍壓填充介質(zhì)，大大降低了圍壓填充介質(zhì)充排過程的工作強度，模擬油藏壓力達20MPa，模擬油藏溫度達350℃，可實現(xiàn)460通道溫度及50通道壓力數(shù)據(jù)實時采集與處理，數(shù)據(jù)采集通道可擴展；注入、采出及模擬地層壓力/溫度試驗流程全自動化控制，試驗數(shù)據(jù)在線三維圖形可視化分析與處理，采出液自動收集，實現(xiàn)油水離心分離。
文檔編號E21B43/24GK101818636SQ20101018056
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者關(guān)文龍, 昝成, 李秀巒, 江航, 沈德煌, 王紅莊, 羅健, 郭嘉, 馬德勝 申請人:中國石油天然氣股份有限公司