[发明专利]泡沫油三维模拟实验装置及方法

说明书

本发明提供了一种泡沫油三维模拟实验装置及方法，该泡沫油三维模拟实验装置包括模型本体、注入系统和生产系统，模型本体的内部设有水平井筒，水平井筒上连接有多根分支井筒，分支井筒上开设有多个蚯蚓洞；注入系统包括注入泵和至少四个中间容器，中间容器的进口与注入泵相连通，中间容器的出口通过第一管路与模型本体的内部相连通；生产系统包括负压取样筒和气液分离器，负压取样筒包括筒体和设置于筒体内的取样活塞，取样活塞将筒体分隔形成工作腔和驱动腔，工作腔通过第一单向阀与水平井的一端相连通，气液分离器通过第二单向阀与工作腔相连通。本发明能够准确模拟油层内蚯蚓洞的产生以及油层流体从油层经蚯蚓洞流向井筒的流入动态。

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种泡沫油三维模拟实验装置及方法。

背景技术

泡沫油现象是指稠油油藏中天然含有溶解气，在天然衰竭冷采过程中，随着油层压力的下降，溶解气并不立即脱离原油，而是以分散气泡的形态存在于原油中并与原油一起流动的现象。泡沫油油藏在开采过程中，脱气特征存在泡点压力和拟泡点压力，其中在泡点和拟泡点之间，溶解气分散在原油中形成泡沫油，提高了弹性驱动能量、原油的流动能力和天然衰竭冷采的生产时间与产量。

泡沫油油藏衰竭开采一段时间后，地层压力下降，地层逐渐脱气，原油粘度升高，生产气油比上升，油井产量递减，开发效果变差。此时，向地层中依次注入轻烃溶剂、气体和泡沫油促发体系(超耐油发泡剂+稳泡剂+水)，激励二次形成泡沫油，有效起到保持地层压力、延缓脱气和降低原油粘度等作用，从而提高产量和采收率，即所谓的二次泡沫油开采技术。

泡沫油的生产主要依赖于泡沫油现象，因此，在室内准确的模拟生产过程中的泡沫油现象，是准确揭示泡沫油开采特征，揭示不同类型油藏泡沫油潜力的关键。同时，如何准确的模拟向泡沫油油藏中注入气体和起泡介质产生二次泡沫油，是评价气体和起泡介质性能，优选气体和起泡介质类型的关键。

现有使用的模拟设备均无法模拟上覆地层压力对油层的压实作用和对含气泡沫油的影响，且只能模拟普通的油气藏生产过程，对于特殊类型的泡沫油油藏天然开发和二次泡沫油开发，常规的生产采用出口背压的方式进行，难以模拟泡沫油在生产过程中形成的蚯蚓洞，无法模拟生产井筒内的泡沫油流，也无法模拟生产过程中由于抽油机的抽吸作用对含气泡沫油流的相变作用，以及对井筒附近油藏的压力波动和压力波动对应的泡沫油现象。基于上述局限，在普通三维比例物模过程中，得到的泡沫油天然衰竭开采的产油量与压力特征与现场实际生产差别较大，无法用于泡沫油模拟。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够模拟泡沫油在生产过程中形成的蚯蚓洞的泡沫油三维模拟实验装置。

本发明的另一个目的是提供一种采用该泡沫油三维模拟实验装置的泡沫油三维模拟实验方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种泡沫油三维模拟实验装置，其包括：

模型本体，其内部设有水平井筒，所述水平井筒上连接有多根分支井筒，所述分支井筒沿所述水平井筒的径向延伸，所述分支井筒上开设有多个蚯蚓洞；

注入系统，其包括注入泵和至少四个中间容器，所述中间容器的进口与所述注入泵相连通，所述中间容器的出口通过第一管路与所述模型本体的内部相连通；

生产系统，其包括负压取样筒和气液分离器，所述负压取样筒包括筒体和设置于所述筒体内的取样活塞，所述取样活塞将所述筒体分隔形成工作腔和驱动腔，所述工作腔通过第一单向阀与所述水平井的一端相连通，所述气液分离器通过第二单向阀与所述工作腔相连通。

如上所述的泡沫油三维模拟实验装置，其中，所述模型本体包括箱体、上盖和保温套，所述箱体为上端敞开的壳体，所述上盖密封盖设于所述箱体的上端，所述保温套套设于所述箱体和所述上盖的外部，所述水平井筒和所述分支井筒设置于所述箱体内，所述上盖内连接有能模拟覆地层压力的施压机构。