[发明专利]一种预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置和方法

说明书

本发明涉及一种预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置和方法，所述装置包括容器、恒速恒压泵、蒸汽发生器、恒温箱、模拟直井和填砂模型；模拟直井包括金属帽、实心条状石蜡和中空金属管；选用石蜡来模拟径向孔，将其制成条状插入金属帽射孔中，采用有机溶剂将石蜡溶解后留下的缝隙能使径向孔区域孔隙度明显大于周围油砂的孔隙度，同时保证后续的模拟热采注入的蒸汽能经由径向孔顺畅地进入油砂。

技术领域

本发明涉及一种预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置和方法。

背景技术

三维物理模拟系统能够在油藏条件下进行三维物理模拟，研究不同类型油藏开发方式、渗流规律、生产动态等与生产技术相关的物理现象，为数值描述和数值模拟提供实验依据。因此，三维物理模拟装置被广泛地应用于油气田开发领域，是提高原油开采效率的重要研究手段。

目前，稠油室内三维物理模拟装置有很多，能够模拟的地层和储层环境也很丰富。但现有的模拟装置和模拟方法都缺乏对储层中预置径向孔的研究，本发明通过在模拟直井一端加设带孔金属帽，再配上用石蜡条模拟的径向孔，整套装置能够合理有效地模拟油藏储层中预置径向孔后注蒸汽热采的过程。

发明内容

为了解决现有物理模拟装置和方法不能够有效研究预置径向孔注蒸汽热采问题，本发明提供一种预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置和方法，其是在三维情况下模拟油藏储层中预置径向孔注蒸汽热采过程的方法，该模拟方法借助多功能注蒸汽热采三维物理模拟实验装置。

本发明的技术方案是：一种预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置，所述预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置包括容器、恒速恒压泵、蒸汽发生器、恒温箱、模拟直井和填砂模型；

其中，所述恒速恒压泵通过管路一端与所述容器连接，另一端通过管路与所述蒸汽发生器连接；

所述模拟直井设置在所述填砂模型的底部，所述填砂模型设置在所述恒温箱内，所述蒸汽发生器通过管路与所述模拟直井连接。

进一步，所述预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置还包括用于计量产出的油量的油水计量装置，所述油水计量装置通过管路与填砂模型的底部的井眼连接。

进一步，所述预置径向孔注蒸汽热采三维物理模拟实验装置还包括数据采集器，所述数据采集器与所述填砂模型和恒温箱的对应底部上的多个插设温度和/或压力传感器的测量孔眼内的温度和/或压力传感器数据连接。

进一步，所述填砂模型为长度为30cm、宽度为30cm,高度为10cm，所述填砂模型内部设有油砂，所述油砂为原油与石英砂的质量比为0.5-0.7混合制成。

进一步，所述模拟直井包括A型金属帽、实心条状石蜡和中空金属管；所述A型金属帽的底部的中心位置设有一盲孔，侧部设置有一个射孔，且所述射孔一端与所述盲孔连通；所述中空金属管的出口端插入所述盲孔的另一端，所述实心条状石蜡从所述射孔的另一端插入所述射孔的内部；中空金属管的入口端插入填砂模型的井眼上。

进一步，所述A型金属帽还可为多射孔金属帽，所述多射孔金属帽包括B型金属帽、C型金属帽、D型金属帽

其中，所述B型金属帽具有两个射孔，两个射孔在金属帽的圆周侧壁上以周向间隔120度进行排布；所述C型金属帽具有五个射孔，其中两个射孔在金属帽轴向上位于上部层，位于上部层的两个射孔在金属帽的圆周侧壁上以周向间隔120度进行排布；另外三个射孔在金属帽轴向上位于下部层，位于下部层的三个射孔在金属帽的圆周侧壁上以周向间隔120度进行均匀排布；所述D型金属帽具有四个射孔，其中两个射孔在金属帽轴向上位于上部层，位于上部层的两个射孔在金属帽的圆周侧壁上以周向间隔180度进行排布；另外两个射孔在金属帽轴向上位于下部层，位于下部层的两个射孔在金属帽的圆周侧壁上以周向间隔180度进行均匀排布或四个射孔在周向上的投影点以90度间隔均布排布。

进一步，所有射孔直径为2-5mm，长度为3-5mm。