[发明专利]一种边顶水水侵三维物理模型构建方法及系统

说明书

本发明提供了一种边顶水水侵三维物理模型构建方法及系统，所述方法包括：向反应容器中注入第一水体；所述反应容器为模拟基于SAGD生产过程中油藏所形成的蒸汽腔的容器；加热包含所述第一水体的所述反应容器至第一温度以模拟蒸汽腔条件；所述蒸汽腔条件包括：蒸汽腔的温度、压力以及气液比；所述气液比为所述蒸汽腔内气体体积与水体体积之比；通过向满足所述蒸汽腔条件的所述反应容器中注入第二水体模拟边顶水水侵过程以构建边顶水水侵三维物理模型。上述方法通过反应容器实现同样的蒸汽腔条件，并通过注入第二水体来模拟边顶水水侵过程，该方法所需的物理模型构造简单，为边顶水稠油油藏的开发提供指导。

技术领域

本发明涉及石油工业技术领域，具体涉及一种边顶水水侵三维物理模型构建方法及系统。

背景技术

SAGD采油技术(Steam Assisted Gravity Drainage，简称SAGD)是一种将蒸汽从位于油藏底部附近的水平生产井上方的一口直井或一口水平井注入油藏，被加热的原油和蒸汽冷凝液从油藏底部的水平井产出的采油方法。SAGD是开发稠油油藏的常见方法，蒸汽通过注入井持续注入，蒸汽由于浮力上升，在蒸汽油界面由于热交换造成蒸汽冷凝，稠油得到加热降粘，从采出井采出，随着生产的进行，由于蒸汽的超覆作用，形成一个从上到下依次是蒸汽与高温水的蒸汽腔、热油、冷油的油藏模型。

边顶水稠油油藏通常指在油层条件下，原油黏度大于50mPa·s或脱气原油黏度大于100mPa·s，并且顶部和边部有外部水体的油藏。对于SAGD采油技术在边顶水稠油油藏的应用过程中，边顶水在其开发过程中起着十分不利的作用。边顶水位于稠油油藏以外，和SAGD的蒸汽腔间间隔着凝固的冷稠油，随着蒸汽腔的扩展，温度不断传递，间隔层的冷稠油的温度不断升高，而厚度不断减小，在重力作用和内外压差的影响下，发生边顶水侵入。对于边顶水稠油油藏进行SAGD开发，如果发生边顶水水侵，将直接影响蒸汽腔温度与压力变化，决定着蒸汽腔的大小与是否存在，并间接影响油藏后期的开发。由于蒸汽和边顶水水体间温度存在巨大差异，蒸汽腔会发生巨大变化，并且这个不利变化随着时间会愈发严重，而蒸汽腔的温度和压力影响SAGD开采。因此，在SAGD开放边顶水稠油油藏物理模拟至关重要，快速合理的实验室物理模拟系统设计是预防边顶水伤害加剧的前提。

目前关于边顶水油藏的水侵影响的研究主要为数值模拟研究，物理模拟主要根据现有的底水油藏三维模拟旋转模型。三维物理模拟是研究底水油藏水侵的一种常用手段，三维物理模拟实验可以人为再现油藏的开发进程，较为真实地模拟实际油藏和油井的渗流特征。底水油藏三维物理模拟系统如专利公开号：CN10516102A，底水油藏水体能量三维物理模拟装置及方法中所述的三维物理模型一样，通常由模型本体、产出计量系统、检测系统、控制系统和底水模拟系统组成。在上述底水油藏三维物理模拟系统基础上，模型进行旋转，可实现边顶水稠油油藏水侵的三维物理模拟。

但是底水油藏三维模拟进行边顶水水侵模拟具有一定的局限性，该方法适合于水体能量充足的底水油藏。而且存在不容易构造和实际蒸汽腔相同的温压条件，水侵量不好把握等问题；在实际应用时，也很难量化水侵量与蒸汽腔温压关系，并且上述模拟实验操作时间长，往往要进行油藏数据的各项等效处理，涉及到的物理参数比较多，这不但操作十分麻烦，而且时间耗费长，不能满足室内快速实现SAGD边顶水水侵物理模拟的要求。

发明内容

鉴于上述传统的底水油藏三维物理模拟旋转模型不容易构造和实际蒸汽腔相同的温压条件的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种边顶水水侵三维物理模型构建方法及系统。

依据本发明的一个方面，提供一种边顶水水侵三维物理模型构建方法，所述方法包括：

向反应容器中注入第一水体；所述反应容器为模拟基于SAGD生产过程中油藏所形成的蒸汽腔的容器；

加热包含所述第一水体的所述反应容器至第一温度以模拟蒸汽腔条件；所述蒸汽腔条件包括：蒸汽腔的温度、压力以及气液比；所述气液比为所述蒸汽腔内气体体积与水体体积之比；