[发明专利]基于吞吐补偿系统的注气吞吐物理模拟装置及方法

说明书

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种基于吞吐补偿系统的注气吞吐物理模拟装置及方法。所述装置包括注入系统、岩心吞吐系统、采出系统、数据采集系统、吞吐补偿系统；岩心吞吐系统前端通过六通阀分别连接注入系统和采出系统，岩心吞吐系统后端连接吞吐补偿系统；注入系统、岩心吞吐系统、采出系统和吞吐补偿系统分别与数据采集系统连接。本发明装置有效的模拟了地层吞吐过程中的焖井过程，实现了注入过程和采出过程中的压力补偿和物质补偿，强化模拟了注气吞吐过程中气体与原油的相互作用。所述方法操作简单，效果好，可以模拟不同油藏条件下的注气吞吐实验，进而获得不同注入条件下的注气吞吐实验效果，为油田注气吞吐开发提供可靠支撑。

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种基于吞吐补偿系统的注气吞吐物理模拟装置及方法。

背景技术

随着稠油油田开发进入中后期，部分区块受埋深、渗透率低、高温高盐等因素影响，无法转热采和化学驱，开发经济性较差，只能采用小规模的注气吞吐方式生产。因此，需要通过室内物理模拟的方法，研究注气吞吐机理和进行相关工艺参数的优化。国内外学者在注气吞吐物理模拟装置和方法上进行了大量研究，但仍存在着一些问题：一是目前大部分物模装置以驱替为主，进行吞吐实验无法模拟气体的弹性变化，导致产出较低。二是进行多次吞吐后，无物质和能量补充，模拟效果变差。三是部分实验仅仅通过回压阀逐渐降压模拟焖井的压降过程，造成了能量损失，使得回吐过程中能量不足，产量较低，同时无法模拟气体与原油在压降下的相互作用过程。有的虽然采用中间容器作为压力补偿，但是无法精确控制和模拟焖井过程中的压力变化，与实际焖井过程差异较大，且仅仅进行了压力补偿，未进行物质补偿，多轮次吞吐后，模拟效果明显变差。

如何有效的模拟地层吞吐过程中的焖井过程、强化气体与原油间的相互作用、精确控制注入采出过程和有效的进行物质及能量补充是目前需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明主要目的是提供一种能够更真实模拟油藏注气吞吐开采过程，特别是模拟吞吐焖井时的压降变化和注入气体与原油相互作用过程的基于吞吐补偿系统的注气吞吐物理模拟装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于吞吐补偿系统的注气吞吐物理模拟装置，所述装置包括注入系统、岩心吞吐系统、采出系统、数据采集系统、吞吐补偿系统；

岩心吞吐系统前端通过六通阀分别连接注入系统和采出系统，岩心吞吐系统后端连接吞吐补偿系统；注入系统、岩心吞吐系统、采出系统和吞吐补偿系统分别与数据采集系统连接。

优选地，吞吐补偿系统由补偿主体模块、电动控制模块、液动控制模块和数据处理模块组成；补偿主体模块包括主筒体、加样器和活塞；电动控制模块包括丝杠、指针、带标尺支架和电动机；液动控制模块包括供液口和恒压恒速泵；数据处理模块包括压力采集口、数字显示屏和数据处理器；

所述主筒体前端上部连接加样器，前端下部连接压力采集口，压力采集口数据实时传输到数据处理器，数据处理器和数字显示屏集成安装，主筒体内有可前后移动的密封活塞，活塞连接丝杠，丝杠与主筒体后端密封连接，丝杠后端固定在带标尺的支架上，支架上安装电动机，通过数据处理器控制丝杠前后运动。主筒体后端有供液口与恒压恒速泵连接，通过数据处理器控制主筒体后端腔体内的液体压力及容量。吞吐补偿系统的数据处理模块可以精确控制筒体前后端压力及体积。

吞吐补偿系统系统具有恒容模式、恒压模式和降压模式。

恒容模式下，丝杠位置锁死，丝杠与活塞连接，因此活塞在主筒体内的位置不发生移动，此时体积保持不变，维持恒容状态。