[发明专利]注过热蒸汽采油模拟油藏蒸汽腔的形成装置和实验方法

说明书

本发明公开了一种注过热蒸汽采油模拟油藏蒸汽腔的形成装置和实验方法，其中水池与平流泵相连，平流泵分别通过蒸汽发生器支路和柱塞容器支路与填砂模型的进液端相连，伴热装置设置于蒸汽发生器和柱塞容器与填砂模型之间的管路上，填砂模型的出液端与采集装置相连，填砂模型的进液端和出液端处分别设置有压力传感器，填砂模型与采集装置之间的管路上设置有背压系统，柱塞容器和填砂模型设置于恒温箱内，填砂模型包括外箱体和内箱体，外箱体和内箱体均为隔热材料制成。本发明通过多区域温控、强制对流换热来模拟地层温度，通过模型内部多点测温来实现对模型蒸汽腔扩展情况的检测，并能够探究驱替前后储层孔隙度、渗透率、含油饱和度的变化规律。

技术领域

本发明涉及油藏开采技术领域，特别是涉及一种注过热蒸汽采油模拟油藏蒸汽腔的形成装置和实验方法。

背景技术

随着石油的不断开采，我国石油开采进入了中后期，主要面临着稠油和超稠油的开采。实践证明注蒸汽热力采油是行之有效的开采方式之一。注蒸汽热力采油主要包括：蒸汽驱、蒸汽吞吐、SAGD等技术。在这些技术中蒸汽腔的发育好坏直接影响着采油效率的高低。因此，有必要研究在注蒸汽过程中蒸汽腔的发育情况。

在注蒸汽过程中，注过热蒸汽与注湿蒸汽相比有很大的优势。其主要表现在：相同条件下过热蒸汽能携带更高的热量，更大程度上加热原油，增强其流动性；注过热蒸汽，能保证蒸汽进入井底后有较高的干度，干度越高，蒸汽的比体积就越大，扩展空间就大；且蒸汽相对于液体有更好的渗透性，在相对低渗透的油藏内有更大的优势。

一些研究者围绕过热蒸汽对地面管线热损失、井筒散热、井筒隔热油管、注汽管柱的热应力及抬升量、储层的开发效果等一系列问题展开了讨论和研究。但这些技术绝大部分基于理论的模拟计算，并未进行实质的完整的物理模型实验。现有的物模实验主要是湿蒸汽驱替的单双管实验，实验过程中产生的过热蒸汽经管线达到模型后都变成了湿蒸汽，无法模拟过热蒸汽状态下的驱替过程，更无法形成注过热蒸汽状态下的蒸汽腔。

因此，如何提供一种注过热蒸汽采油模拟油藏蒸汽腔的形成装置和实验方法，以填补现有技术的空白，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种注过热蒸汽采油模拟油藏蒸汽腔的形成装置和实验方法，以填补现有技术的空白。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种注过热蒸汽采油模拟油藏蒸汽腔的形成装置，包括水池、平流泵、柱塞容器、蒸汽发生器、伴热装置、填砂模型、恒温箱、背压系统、采集装置和控制系统，所述水池与所述平流泵通过管路相连，平流泵的出液端通过管路分别与所述蒸汽发生器的进液端和所述柱塞容器的进液端相连，所述蒸汽发生器的出液端和所述柱塞容器的出液端均通过管路与所述填砂模型的进液端相连，所述伴热装置设置于所述蒸汽发生器和所述柱塞容器与所述填砂模型之间的所述管路上，所述填砂模型的出液端通过管路与所述采集装置相连，所述填砂模型的进液端和出液端处分别设置有压力传感器，所述填砂模型与所述采集装置之间的管路上设置有背压系统，所述柱塞容器和所述填砂模型设置于所述恒温箱内，所述恒温箱内设置有加热装置，所述控制系统分别与所述平流泵、所述加热装置和所述压力传感器电连接，所述蒸汽发生器和所述柱塞容器所在支路分别设置有阀门，所述填砂模型包括外箱体和内箱体，所述外箱体和所述内箱体均包括可拆卸连接的底座和箱盖，所述外箱体和所述内箱体均为隔热材料制成。

优选地，所述背压系统包括依次通过管路连接的背压装置、缓冲液罐、阀门、调压阀和氮气瓶，所述背压装置设置于所述填砂模型与所述采集装置之间的所述管路上。

优选地，所述加热装置为盘管加热装置，所述恒温箱内还设置有风扇。

优选地，所述蒸汽发生器内设置有加热控温系统和压力检测系统，所述加热控温系统和所述压力检测系统能够实现超温、超压断电保护。