專(zhuān)利名稱：一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置及其模型系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置及其模型系統(tǒng)，屬于油氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置。
背景技術(shù)：
稠油粘度高、密度大、流動(dòng)性差，由于稠油粘度對(duì)溫度特別敏感，溫度每升高10度，稠油粘度最高可降低50%，因此將蒸汽注入到油藏加熱原油成為稠油開(kāi)發(fā)的主要方法，即蒸汽吞吐作業(yè)。蒸汽吞吐是稠油熱采開(kāi)發(fā)方式中的一種，通過(guò)將一定量的高溫高壓蒸汽注入油層后關(guān)井幾天(燜井)，再開(kāi)井生產(chǎn)的采油方法。蒸汽作為熱量攜帶者，加熱油井周?chē)徽羝暗膮^(qū)域，并在油層中發(fā)生包括物理和化學(xué)的綜合作用，降低原油粘度，提高油井的產(chǎn)量。蒸汽吞吐采油中注汽溫度、注汽速度、注汽量和蒸汽干度等參數(shù)影響油田的開(kāi)發(fā)效果，但上述參數(shù)具有較大的變化范圍，如何具體確定合理的注汽參數(shù)，需要進(jìn)行科學(xué)的論證，目前在該方面的研究主要集中在理論計(jì)算和數(shù)值方法模擬，物理模擬實(shí)驗(yàn)研究主要針對(duì)熱采對(duì)儲(chǔ)層物性、巖石組成的影響研究，因此為準(zhǔn)確掌握注汽參數(shù)與采油量之間的關(guān)系，需加強(qiáng)這方面的物理模擬研究，為蒸汽吞吐采油提供科學(xué)的依據(jù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置及其模型系統(tǒng)，用于研究注汽溫度、注汽速度、注汽量、蒸汽干度和燜井時(shí)間等參數(shù)對(duì)油井產(chǎn)油量、產(chǎn)液量、采收率和油汽比等開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響規(guī)律。本實(shí)用新型所提供的一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的模型系統(tǒng)，包括一圓柱筒體和與所述圓柱筒體的兩端·密封配合的上蓋和下蓋；由內(nèi)至外，所述圓柱筒體依次由保溫層、橡膠層和金屬層圍成，且所述保溫層與所述橡膠層為密封連接，所述橡膠層與所述金屬層之間形成環(huán)腔；所述上蓋上設(shè)有至少I(mǎi)個(gè)流體進(jìn)出口，所述流體進(jìn)出口延伸至所述圓柱筒體的腔體且與一井模型連接口相連接，所述井模型連接口用于連接井模型；所述圓柱筒體上設(shè)有至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集接口，所述數(shù)據(jù)采集接口延伸至所述圓柱筒體的腔體；所述下蓋上設(shè)有注圍壓液體入口，所述注圍壓液體入口延伸至所述環(huán)腔。上述的模型系統(tǒng)，所述上蓋與所述下蓋均通過(guò)密封圈與所述圓柱筒體密封配合，防止流體或氣體溢出至所述圓柱筒體外。上述的模型系統(tǒng)，所述上蓋與所述下蓋與所述圓柱筒體通過(guò)螺母相連接，拆卸方便。本實(shí)用新型還進(jìn)一步提供了一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置，包括水容器、蒸汽發(fā)生器、權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的模型系統(tǒng)、流量計(jì)、中間容器和液體容器；[0013]所述水容器的出口通過(guò)泵與所述蒸汽發(fā)生器的入口相連通；所述蒸汽發(fā)生器的出口與所述模型系統(tǒng)的流體進(jìn)出口相連通，且所述模型系統(tǒng)為水平放置，所述蒸汽發(fā)生器與所述模型系統(tǒng)之間設(shè)有壓力表I;[0014]所述模型系統(tǒng)的流體進(jìn)出口還依次與壓力表ΠΙ、所述流量計(jì)和收集器皿相連通；[0015]所述注圍壓液體入口依次與壓力表I1、所述中間容器、增壓泵和所述液體容器相連通；[0016]所述數(shù)據(jù)采集接口與數(shù)據(jù)采集器相連接，所述數(shù)據(jù)采集器包括溫度傳感器、壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置。[0017]上述的實(shí)驗(yàn)裝置，所述泵具體可為驅(qū)替泵。[0018]上述的實(shí)驗(yàn)裝置，所述驅(qū)替泵與所述蒸汽發(fā)生器之間可設(shè)有截止閥，以調(diào)節(jié)流體的流速；[0019]所述蒸汽發(fā)生器與所述壓力表I之間可設(shè)有截止閥，以調(diào)節(jié)流體的流速；[0020]所述模型系統(tǒng)與所述壓力表I和所述流量計(jì)之間均可設(shè)有截止閥，以調(diào)節(jié)流體的流速；[0021]所述壓力表II與所述模型系統(tǒng)之間可設(shè)有截止閥，以調(diào)節(jié)流體的流速；[0022]所述中間容器與所述增壓泵之間可設(shè)有截止閥，以調(diào)節(jié)流體的流速。[0023]上述的實(shí)驗(yàn)裝置，所述中間容器可為圓柱形，所述中間容器的作用是提供穩(wěn)定的一定流體，使得測(cè)試過(guò)程中保證穩(wěn)定的流體進(jìn)入所述模型系統(tǒng)，為模型系統(tǒng)提供穩(wěn)定的圍壓。[0024]本實(shí)用新型提供的稠油油藏蒸汽吞吐實(shí)驗(yàn)裝置的模型系統(tǒng)的圓柱筒體可以充滿模擬儲(chǔ)層砂；模 擬井通過(guò)井模型連接口放置在圓柱筒體中；驅(qū)替泵將水容器內(nèi)的水注入蒸汽發(fā)生器，將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生一定量的水蒸氣注入到模型系統(tǒng)中；關(guān)閉模型系統(tǒng)的入口并燜井一段時(shí)間后，再打開(kāi)模型系統(tǒng)的出口 ；實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試模型系統(tǒng)內(nèi)不同位置的壓力和溫度、并計(jì)量流出油井的流體流量，通過(guò)計(jì)算得到注汽溫度、注汽速度、注汽量和燜井時(shí)間與流體流量的關(guān)系曲線；本實(shí)用新型的裝置能準(zhǔn)確地對(duì)蒸汽注入?yún)?shù)對(duì)油井生產(chǎn)指標(biāo)的影響、熱采水平井水平段布井位置優(yōu)化以及蒸汽在儲(chǔ)層中的超覆作用進(jìn)行更加精確的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)可信，對(duì)稠油油藏進(jìn)行蒸汽吞吐熱采開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。


[0025]圖1為本實(shí)用新型的稠油油藏蒸汽吞吐模擬實(shí)驗(yàn)裝置的模型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0026]圖2為本實(shí)用新型稠油油藏蒸汽吞吐模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]圖中各標(biāo)記如下:1水容器、2驅(qū)替泵、3截止閥、4蒸汽發(fā)生器、5壓力表1、6模型系統(tǒng)、7壓力表I1、8中間容器、9增壓泵、10液體容器、11數(shù)據(jù)采集器、12壓力表ΠΙ、13流量計(jì)、14收集器皿、15上蓋、16下蓋、17密封圈、18連接螺母、19注圍壓液體入口、20金屬層、21數(shù)據(jù)采集接口、22橡膠層、23保溫層、24流體進(jìn)出口、25井模型連接口、26井模型。
具體實(shí)施方式
[0028]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。[0029]下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型的模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置的模型系統(tǒng)包括一個(gè)圓柱筒體和與該圓柱筒體的兩端密封配合的上蓋15和下蓋16，且上蓋15和下蓋16均通過(guò)連接螺母18與圓柱筒體相連接，上蓋15和下蓋16均還通過(guò)密封圈17與圓柱筒體進(jìn)行密封配合；由內(nèi)至外，該圓柱筒體依次由保溫層23、橡膠層22和金屬層20圍成，且保溫層23與橡膠層22為密封連接，橡膠層22與金屬層20之間形成一個(gè)環(huán)腔，用于向圓柱筒體施加圍壓；上蓋15上設(shè)有3個(gè)流體進(jìn)出口 24，該流體進(jìn)出口 24延伸至圓柱筒體的腔體且與一井模型連接口 25相連接，該井模型連接口 25用于連接井模型26;在圓柱筒體上設(shè)有多個(gè)數(shù)據(jù)采集接口 21，該數(shù)據(jù)采集接口 21延伸至圓柱筒體的腔體內(nèi)，用于檢測(cè)其內(nèi)的溫度和壓力；在下蓋16上設(shè)有注圍壓液體入口 19，該注圍壓液體入口 19延伸至橡膠層22與金屬層20之間形成的環(huán)腔，用于填砂模型施加圍壓時(shí)注入液體。如圖2所示，本實(shí)用新型提供的模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置包括水容器1、蒸汽發(fā)生器4、上述的模型系統(tǒng)6、流量計(jì)13、中間容器8和液體容器10 ;水容器I的出口通過(guò)驅(qū)替泵2與蒸汽發(fā)生器4的入口相連通，且在驅(qū)替泵2與蒸汽發(fā)生器4之間設(shè)有截止閥3 ;該蒸汽發(fā)生器4的出口與模型系統(tǒng)6的流體進(jìn)出口 24相連通，且該模型系統(tǒng)為水平放置，蒸汽發(fā)生器4與模型系統(tǒng)6之間設(shè)有壓力表I，且在壓力表I與蒸汽發(fā)生器4之間設(shè)有截止閥3 ;該模型系統(tǒng)的流體進(jìn)出口 24還依次與截止閥3、壓力表ΠΙ12、流量計(jì)13和收集器皿14相連通；注圍壓液體入口 19依次與截止閥3、壓力表II 7、圓柱形的中間容器8、截止閥3、增壓泵9和液體容器10相連通；其中數(shù)據(jù)采集接口 21與數(shù)據(jù)采集器11相連接，該數(shù)據(jù)采集器11包括溫度傳感器、壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，用于監(jiān)測(cè)模型系統(tǒng)內(nèi)的溫度和壓力。上述的模型系統(tǒng)中，所設(shè)置的數(shù)據(jù)采集接口的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)控。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，將驅(qū)替泵2設(shè)定為一恒定的驅(qū)替流速，將水容器I中的水注進(jìn)蒸汽發(fā)生器，通過(guò)蒸汽發(fā)生器4將產(chǎn)生的水蒸汽注入模型系統(tǒng)6的圓柱筒體中，關(guān)閉模型入口，燜井一定時(shí)間，待壓力平衡后再開(kāi)井生產(chǎn)，液體從圓柱筒體的流體進(jìn)出口 24端流出，并通過(guò)流量計(jì)13對(duì)流出物質(zhì)進(jìn)行計(jì)量。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在圓柱筒體中填完儲(chǔ)層砂以后，通過(guò)增壓泵9將液體容器10中的液體注入模型系統(tǒng)的環(huán)腔來(lái)對(duì)填砂模型施加圍壓。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，壓力表I 5測(cè)試注入端壓力，壓力表II 7測(cè)試圓柱筒體的圍壓，壓力表ΠΙ12測(cè)試出口端的壓力，數(shù)據(jù)采集器11記錄圓柱筒體中不同位置的壓力和溫度。通過(guò)控制注入端壓力、蒸汽注入量、注入溫度、燜井時(shí)間，測(cè)量水平井端部壓力和流量，就可模擬出不同注入?yún)?shù)下的油井產(chǎn)量變化規(guī)律，并計(jì)算出溫度、壓力在圓柱筒體中的分布規(guī)律。利用本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以模擬不同注入?yún)?shù)、不同水平段位置、不同儲(chǔ)層物性下油井的流入動(dòng)態(tài)規(guī)律，為稠油油藏蒸汽吞吐熱采開(kāi)發(fā)方案的制定提供 理論基礎(chǔ)。
權(quán)利要求1.一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的模型系統(tǒng)，其特征在于:所述模型系統(tǒng)包括一圓柱筒體和與所述圓柱筒體的兩端密封配合的上蓋和下蓋； 由內(nèi)至外，所述圓柱筒體依次由保溫層、橡膠層和金屬層圍成，且所述保溫層與所述橡膠層為密封連接，所述橡膠層與所述金屬層之間形成環(huán)腔； 所述上蓋上設(shè)有至少I(mǎi)個(gè)流體進(jìn)出口，所述流體進(jìn)出口延伸至所述圓柱筒體的腔體且與一井模型連接口相連接，所述井模型連接口用于連接井模型； 所述圓柱筒體上設(shè)有至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集接口，所述數(shù)據(jù)采集接口延伸至所述圓柱筒體的腔體； 所述下蓋上設(shè)有注圍壓液體入口，所述注圍壓液體入口延伸至所述環(huán)腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型系統(tǒng)，其特征在于:所述上蓋與所述下蓋均通過(guò)密封圈與所述圓柱筒體密封配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模型系統(tǒng)，其特征在于:所述上蓋與所述下蓋與所述圓柱筒體通過(guò)螺母相連接。
4.一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)裝置包括水容器、蒸汽發(fā)生器、權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的模型系統(tǒng)、流量計(jì)、中間容器和液體容器； 所述水容器的出口通過(guò)泵與所述蒸汽發(fā)生器的入口相連通；所述蒸汽發(fā)生器的出口與所述模型系統(tǒng)的流體進(jìn)出口相連通，且所述模型系統(tǒng)為水平放置，所述蒸汽發(fā)生器與所述模型系統(tǒng)之間設(shè)有壓力表I; 所述模型系統(tǒng)的流體進(jìn)出口還依次與壓力表II1、所述流量計(jì)和收集器皿相連通； 所述注圍壓液體入口依次與壓力表I1、所述中間容器、增壓泵和所述液體容器相連通； 所述數(shù)據(jù)采集接口與數(shù) 據(jù)采集器相連接，所述數(shù)據(jù)采集器包括溫度傳感器、壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述泵為驅(qū)替泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述驅(qū)替泵與所述蒸汽發(fā)生器之間設(shè)有截止閥； 所述蒸汽發(fā)生器與所述壓力表I之間設(shè)有截止閥； 所述模型系統(tǒng)與所述壓力表I和所述流量計(jì)之間均設(shè)有截止閥； 所述壓力表II與所述模型系統(tǒng)之間設(shè)有截止閥； 所述中間容器與所述增壓泵之間設(shè)有截止閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述中間容器為圓柱形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種模擬稠油蒸汽吞吐采油的實(shí)驗(yàn)裝置及其模型系統(tǒng)。該模型系統(tǒng)包括一圓柱筒體和與圓柱筒體的兩端密封配合的上蓋和下蓋；由內(nèi)至外圓柱筒體依次由保溫層、橡膠層和金屬層圍成，且保溫層與所述橡膠層為密封連接，橡膠層與金屬層之間形成環(huán)腔；上蓋上設(shè)有至少1個(gè)流體進(jìn)出口，流體進(jìn)出口延伸至圓柱筒體的腔體且與井模型連接口相連接；圓柱筒體上設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口，數(shù)據(jù)采集接口延伸至所述圓柱筒體的腔體；下蓋上設(shè)有注圍壓液體入口，注圍壓液體入口延伸至所述環(huán)腔。本實(shí)用新型能準(zhǔn)確地對(duì)蒸汽注入?yún)?shù)對(duì)油井生產(chǎn)指標(biāo)的影響、熱采水平井水平段布井位置優(yōu)化以及蒸汽在儲(chǔ)層中的超覆作用進(jìn)行更加精確的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)稠油油藏進(jìn)行蒸汽吞吐熱采開(kāi)發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)E21B43/24GK203145918SQ201320067319
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者梁丹, 馮國(guó)智, 曾祥林, 房茂軍, 蔣珊珊, 楊俊茹 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院