[发明专利]一种用于火烧油层开采稠油沥青油藏物理模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程和工艺技术领域，具体涉及一种用于火烧油层开采稠油沥青油藏物理模拟实验装置。

背景技术

火烧油层是提高原油采收率的重要方法之一，属于热力开采技术。它是利用油层本身的部分裂解产物作燃料，不断燃烧生热，依靠热力和其它综合驱动力的作用，实现提高采收率的目的。火烧油层最初构想是提高稠油油藏的原油采收率。该方法不仅用于提高稠油、油砂、沥青油藏采收率，而且适用于中质和轻质油藏原油的开采。

火烧油层技术起源于1911年，早在1917年J.O. Levi's 正式提出了采用热力或注溶剂的方法，驱替地层中的原油以提高采收率的概念。

1923年Wolcott和Howard也认识到，把空气注入到油层，使油层在地下燃烧过程的关键是燃烧掉一部分原油，产生热量以降低粘度，同时产生驱替原油的驱动力。他们的这种认识在1923年申请了美国专利。1947年开始了实验室室内实验研究。进入20世纪50年代后，美国的石油资源日见枯竭，新油田勘探成功率降低，这项新技术才得到广泛的关注。从1951年开始，各个石油公司在油田展开了一系列的试验研究，使得火烧油层技术得到了快速的发展。

世界上最早的一次火烧油层现场试验是1942年在美国Oklahoma的伯特勒斯维尔油田进行的。50年代以后，据统计，美国已经开展了70多个火烧油层项目。另外还有前苏联、荷兰、罗马尼亚、匈牙利、德国、印度等40多个国家先后开展了火烧油层采油的相关工作。

我国从1958年起，先后在新疆、玉门、胜利、吉林和辽河等油田开展了火烧油层试验研究，因受当时条件的限制，火烧油层技术让位于注蒸汽采油，在我国的现场应用直到目前还为数不多。

相对于注蒸汽采油而言，火烧油层采油法虽工艺复杂、技术条件要求较苛刻，但却展现出其特有的优越性：（1）火烧油层采油法具有驱油效率高( 一般达80%～90% )；（2）油藏适应范围广(从薄油层到厚油层、从浅油层到深油层、从稀油到稠油， 及已开发油藏)；（3）它所使用的注入剂—空气到处都有；（4）火烧油层烧掉的是原油中约10%的重组分，改善了剩余油的性质；（5）火烧油层的热量就地产生，比注蒸汽的热能利用率要高，并可节省地面和井筒隔热措施的投资。

由于火烧油层是一种具有明显技术优势和潜力的采油方法，具有油藏适应范围广、物源充足、采收率高、成本低的优势。但由于火烧油层机理十分复杂，火烧油层油藏工程设计及矿场动态管理上还存在很多问题，特别是对储层中发生的燃烧和驱油过程缺乏直观准确的认识，很难采取有效手段准确判断地下燃烧状况、监测和控制火烧油层前缘。为了深入研究油层点火过程中的内在机理，往往要借助室内物理模拟实验装置。通过一维物理模型实验装置可以得到火烧油层驱油效率和燃烧过程中单位体积油砂燃料沉积量、单位体积油砂耗氧量、空气/油比等参数，也可以通过实验数据推算不同火烧油层阶段燃烧带前缘的推进速度、高温氧化（燃烧）反应动力学参数，还可以针对注气速度、注气压力、原油物性、孔隙特性等敏感性参数进行对比实验，优化注采参数。

发明内容

为了提高稠油、沥青、油砂、页岩油等非常规油藏采收率，建立室内一种用于火烧油层开采稠油沥青油藏物理模拟实验装置，可以系统地获得油藏一维火烧的认识，深入地研究火烧油层开采稠油、油砂、沥青及页岩油等机理。