[发明专利]模拟稠油油藏气体辅助蒸汽热力采油的实验装置及其专用模型系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟稠油油藏气体辅助蒸汽热力采油的实验装置及其专用模型系统，属于油气田开发领域的室内物理模拟实验装置。

背景技术

原油粘度高成为制约稠油油田开发的主要影响因素，采用常规的技术难以经济有效地开发稠油油田，但是稠油的粘度对温度非常敏感，随着温度的上升粘度急剧下降，因此热采开发成为目前稠油开采的主要方式。由于蒸汽注入量和蒸汽的携热能力有限，导致油藏的加热半径有限，国内外理论和矿场试验研究都表明，蒸汽加上气体混注入地层是改善稠油油藏注蒸汽开采效果的有效方法。结合实际油藏条件，进行气体辅助蒸汽热力采油室内物理模拟，研究注气压力、注气量、气体组成、蒸汽干度和温度等相关参数对开发效果的影响，为该技术的现场应用提供理论支持。

目前在该方面的室内实验主要是利用高温高压PVT物性分析仪对气体在稠油中的溶解能力及不同气体对稠油物性的影响进行测定。驱替实验应用的也主要是一维填砂管实验，一维填砂管实验仅能模拟线性驱替实验，与现场的气体辅助蒸汽吞吐及后续转驱实际开发状况差别较大，实验结果借鉴意义不大。因此，需要研制出一种能在实验室内进行气体辅助蒸汽热力采油模拟的实验装置，用于研究在不同储层物性参数、流体性质、注入参数、井型及井距等条件下的气体辅助蒸汽热力采油开发情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟稠油油藏气体辅助蒸汽热力采油的实验装置及其专用模型系统，本发明提供的实验装置既可以模拟气体辅助蒸汽驱热采开发方式，也可以模拟气体辅助蒸汽吞吐热采开发方式，可以用于气体辅助蒸汽热采的提高采收率机理研究，可以进行温度、注入速度、注气量、气体组成等注入参数及储层流体物性参数对油井产油量、产液量、采收率和油汽比等开发指标的影响研究，还可以为热采的井型和井距优化提供指导。

由于本发明在所述模型系统上还设计了一个井模型接口，因此本实验装置还可以对蒸汽辅助重力泄油的热采开发方式进行物理模拟。另外，本发明可以模拟不同储层厚度条件下的热采开发。

本发明所提供的一种模拟稠油油藏气体辅助蒸汽热力采油的模型系统，包括一筒体，所述筒体的两端开口分别与上盖和活塞密封配合；所述活塞通过活塞固定压帽固定于所述筒体上；

所述上盖上至少1个流体进出口，所述流体进出口延伸至所述筒体的腔体且与一井模型连接口相连接，所述井模型连接口用于连接井模型；

所述筒体上设有至少一个数据采集接口，所述数据采集接口延伸至所述筒体的腔体；

所述活塞固定压帽上设有液体入口，所述液体入口延伸至所述活塞与所述活塞固定压帽之间的腔体。

上述的模型系统，所述筒体可为圆柱筒体。

上述的模型系统，所述筒体可由保温层和套设于所述保温层之外的金属层组成，以减少实验过程中的热损失。

上述的模型系统，所述活塞和所述上盖均通过O型圈与所述筒体密封配合，可防止流体或气体溢出至所述筒体外。

上述的模型系统，所述上盖与所述筒体可通过螺母相连接。

上述的模型系统，所述活塞上设有至少1个流体出口。

上述的模型系统，所述上盖上设有若干个所述流体进出口，以利用所述模型系统进行不同类型的模拟实验；

所述流体进出口呈周向均匀布置。

本发明还进一步提供了一种模拟稠油油藏气体辅助蒸汽热力采油的实验装置，所述实验装置包括水容器、蒸汽发生器、电加热器、上述的模型系统、液体流量计、气体流量计、中间容器Ⅰ、中间容器Ⅱ和液体容器；

所述水容器的出口通过泵与所述蒸汽发生器的入口相连通；所述蒸汽发生器的出口与所述模型系统的流体进出口相连通，且所述模型系统为竖直放置，所述蒸汽发生器与所述模型系统之间设有压力表Ⅳ；

所述高压气瓶Ⅰ和所述高压气瓶Ⅱ均通过所述泵与所述中间容器Ⅰ相连通，所述中间容器Ⅰ的出口与所述电加热器的入口相连通；所述电加热器的出口与所述模型系统的流体进出口相连通，且所述压力表Ⅳ设于所述电加热器的出口处；

所述模型系统的流体进出口还依次与压力表Ⅵ、冷凝器和气液分离器相连通，所述气液分离器的气相出口与所述气体流量计相连通，所述气液分离器的液相出口依次与所述液体流量计和收集器皿相连通；

所述液体入口依次与压力表Ⅴ、所述中间容器Ⅱ、增压泵和所述液体容器相连通；

所述数据采集接口与数据采集器相连接，所述数据采集器包括温度传感器、压力传感器和数据采集装置。

上述的实验装置，所述泵具体可为驱替泵；