[发明专利]稠油油藏立体开发三维实验装置

说明书

一、     技术领域：

本发明涉及的是用于稠油油藏立体开发机理研究的室内模拟稠油热采的实验装置，具体涉及的是稠油油藏立体开发三维实验装置。

二、背景技术：  

油藏立体开发是以流体三维运移和驱动规律为基础，同时考虑水平及垂直作用力对流体渗流影响而建立起来的一种开发模式。目前在稠油油藏立体开发实践中SAGD、驱泄复合及重力泄水辅助蒸汽驱最为典型，已取得显著开发效果。然而，稠油立体开发方式机理研究甚少，利用实验手段进行研究未见报道。主要原因是：（1）难以设计简便精确反应油藏、蒸汽腔前缘、蒸汽腔温度的测温系统；（2）稠油油藏立体开发室内物理模拟岩心必须具备耐高温高压的特点。

三、发明内容：

本发明的目的是提供稠油油藏立体开发三维实验装置，它用于研究SAGD、驱泄复合及重力泄水辅助蒸汽驱生产规律及渗流机理，分析井网井距、注汽速率（注汽压力）等参数对稠油立体开发效果影响规律。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种稠油油藏立体开发三维实验装置包括三维岩心模型、恒温箱、蒸汽发生器、温度压力监测系统、平流泵、中间容器；三维岩心模型是由不锈钢材质焊接而成的具有上盖板和下盖板的圆柱体，上盖板上布置直井接口，三维岩心模型的侧面上布置水平井接口；三维岩心模型的内腔填装高铝水泥和石英砂的混合物，三维岩心模型的上盖板和下盖板上还分别设置了温度监测接口、压力监测接口和饱和油孔；

温度压力监测系统包括温度监测极子、压力监测极子、温度传感器、压力传感器、温度数字显示仪表、压力数字显示仪表，温度监测极子分别与三维岩心模型的温度监测接口连接，压力监测极子分别与三维岩心模型的压力监测接口连接；

第一平流泵连接蒸汽发生器，蒸汽发生器连接至第一活塞容器下端的入口处，蒸汽发生器上端出口连接三通阀，该三通阀其中一个出口与三维岩心模型的一个水平井接口连接，该三通阀的最后一个出口连接压力传感器，用于监测注汽压力；第一活塞容器设置在恒温箱的高温区，岩心模型、回压阀设置在恒温箱的低温区；回压阀连接压力容器，压力容器设置的压力即为岩心模型的出口压力；

第二活塞容器的上部出口连接中间容器，中间容器连接至三维岩心模型上盖板处的饱和油孔处，第二活塞容器的下部出口连接第二平流泵；中间容器设置在恒温箱的高温区，第二活塞容器设置在恒温箱的低温区。

上述方案中三维岩心模型的侧面上布置4个水平井接口；上盖板上布置8个直井接口、9个温度监测接口、4个饱和油孔，4个饱和油孔均布在同一圆周线上；下盖板上布置10个温度监测接口、4个饱和油孔，4个饱和油孔均布在同一圆周线上。

上述方案中三维岩心模型内部有效空间是一个直径375mm、高380mm的圆柱体，能够承受25MPa高压和300℃高温。 

上述方案中三维岩心模型上盖板的9个温度监测接口并排设置，并且与两个饱和油孔位于同一直线上，每个温度监测接口安装一个温度监测极子，饱和油孔与温度监测极子之间设置两组直井接口，一组有4个直井接口，其中一组有直井1#、直井2#、直井3#、直井4#，该组中直井1#、直井2#、直井3#并排设置，直井4#与温度监测极子同一直线排列；另一组有直井5#、直井6#、直井7#、直井8#，该组中直井5#、直井6#、直井7#并排设置，直井8#与所述的温度监测极子同一直线排列。

上述方案中三维岩心模型下盖板的10个温度监测接口并排设置，并且与两个饱和油孔位于同一直线上，每个温度监测接口安装一个温度监测极子。

上述方案中上盖板上的9个温度监测极子安装方式为：以中间的一个温度监测极子为对称轴对称排列，最外侧的两个温度监测极子下插长度为60mm，中间的温度监测极子下插长度为110mm，中间轴两侧的温度极子向下插入深度为80mm，中间的温度监测极子与边缘的温度监测极子之间的3个温度监测极子向下插入的长度以20mm的级差递减；下盖板上的10个温度监测极子安装方式为：以三维岩心模型的中心轴为对称轴对称排列，中心轴一侧的温度监测极子向下插入的长度从内向外按照20mm的级差递增，最边缘的温度监测极子向下插入的长度为200mm。

有益效果：

1、本发明三维实验装置中岩心模型内部填料为高铝水泥石英砂混合物，耐高温可更换，结构更接近实际岩心；主体为圆柱体，能够承受25MPa的高压，可重复使用，节省实验耗费，方便填料填充，能有效地节省实验时间。

2、本发明集SAGD、驱泄复合和重力泄水辅助蒸汽驱三种井网结构室内实验于一体，可根据研究需要转换实验井网结构，为稠油立体开发室内物理模拟提供方便。