[发明专利]溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验方法和实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验方法和实验装置，属于石油开采技术领域。

背景技术

溶剂-蒸汽辅助重力泄油溶剂辅助SAGD(Expanding-Solvent-Steam-Assisted Gravity Drainage)，是在已有的蒸汽辅助重力泄油SAGD开采技术的基础上提出的新型SAGD开采技术。溶剂辅助SAGD技术是对传统的SAGD技术工艺加以改进，将碳氢化合物溶剂和蒸汽混合注入油藏，使得开采过程的水处理需求更少、单位产油能耗更低、采油速度提高，是一种绿色环保、经济性更好的技术。

溶剂辅助SAGD技术非常适合于超稠油油藏开发，溶剂降粘作用与热降粘作用相结合能更好地降低超稠油粘度，使得原油降至相同粘度下所需的蒸汽温度更低，可显著降低注汽压力并减少开采过程中的热损失。另外，采出原油和溶剂混合，在相同温度条件下使原油粘度大幅度降低，为地面集输提供了便利。

但是，溶剂在不同油藏操作条件下会显示出不同的相态特征，而且溶剂在气相、液相中的溶解度和扩散度也存在差异，这些因素都会影响溶剂辅助SAGD过程的开采效果。而且如何有效的注入和回收溶剂，也是溶剂辅助SAGD过程非常关键的一环。

以新疆风城油田超稠油藏为例，按照目前的热采筛选标准和近年来国外超稠油开采技术的发展情况，适合新疆风城油田超稠油开发的技术有蒸汽吞吐蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)。但是由于原油粘度高，地层埋藏浅，吞吐阶段的驱动能量低，导致吞吐周期短和油汽比低，虽然在该油田开展的蒸汽吞吐生产也取得了商业化规模，其最终采收率还是比较低(小于20％)。同时，常规的已经在用的SAGD技术虽然在开采新疆风城稠油中取得了一定的成功，但该技术在实际使用中仍有许多不足，其需要先通过物理模拟实验，从小规模的物理模拟中找寻突破口，优化并完善已有的SAGD技术。溶剂辅助SAGD是现有的可取的方法，随蒸汽注入地层的溶剂可有效的降低原油粘度，且溶剂可以回收利用，但国内目前没有完善统一的溶剂辅助SAGD注入、采出设备，也没有合适的物理模拟的方法。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验方法和实验装置，能够模拟溶剂辅助SAGD技术的开采条件，研究溶剂在SAGD过程中的机理，从而根据特定油藏条件优化和完善已有的溶剂辅助SAGD技术。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验装置，为高温高压三维比例物理模拟实验装置，该实验装置包括注入装置、模拟油藏模型(包含注汽井和生产井)和回收装置，所述注入装置和所述回收装置分别与所述模拟油藏模型的注汽井和生产井相连通；

所述注入装置包括第一泵单元、第二泵单元、蒸汽发生器和活塞容器单元；

所述第一泵单元与所述活塞容器单元相连通，所述第二泵单元与所述蒸汽发生器相连通，所述活塞容器单元和所述蒸汽发生器分别与所述模拟油藏模型的注汽井相连通；

所述回收装置包括第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、气液分离器、原油及水收集容器和溶剂回收容器；

所述气液分离器包括进料口、出气口和出液口，所述气液分离器为长筒状结构，所述进料口设置在所述气液分离器的侧壁的中下部，所述出气口设置在所述气液分离器的顶部，所述出液口设置在所述气液分离器的底部；

所述第一冷凝器的一端与所述模拟油藏模型的生产井相连通，所述第一冷凝器的另一端与所述气液分离器的进料口相连通，所述第二冷凝器与所述气液分离器的出液口相连通，所述第三冷凝器与所述气液分离器的出气口相连通，所述原油及水收集容器与所述第二冷凝器相连接，所述溶剂回收容器与所述第三冷凝器相连接。

上述的溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验装置中，所述活塞容器单元的活塞容器配有温度控制功能，可以对活塞容器内的溶剂进行加热。所述注入装置能够将蒸汽和加热后的溶剂混合注入注汽井。

上述的溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验装置中，优选的，所述注入装置还包括伴热管线，所述活塞容器单元和所述蒸汽发生器分别通过所述伴热管线与所述模拟油藏模型的注汽井相连通；

上述的溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验装置中，优选的，所述回收装置还包括背压阀单元，所述背压阀单元设置在所述第一冷凝器与所述气液分离器的进料口之间。

上述的溶剂辅助SAGD三维物理模拟实验装置中，优选的，所述背压阀单元为一个背压阀或者为相并联连接的多个背压阀的组合。