[发明专利]VHSD直井水平井水力连通开采稠油藏的物理模拟方法

说明书

本发明公开了一种VHSD直井水平井水力连通开采稠油藏的物理模拟方法，包括以下步骤：步骤一、试验材料准备；步骤二、模拟地层压制；步骤三、设备连接；步骤四、准备多场耦合煤岩体动力灾害防控技术模拟系统安装；步骤五、加载预定的地应力值；步骤六、油砂储层水力扩容；步骤七、地应力各向异性的影响研究；步骤八、VHSD暂堵扩容的影响研究；步骤九、直井水平井距离对联通的影响研究；步骤十、试验结束。能进行大尺寸的稠油藏模拟开采，模拟过程更加真实可靠，且自动化程度高。

技术领域

本发明属于能源开采模拟试验技术领域，具体涉及一种VHSD直井水平井水力连通开采稠油藏的物理模拟方法。

背景技术

现有的稠油藏开采模拟试验方法主要存在以下问题：(1)所采用的模型尺寸较小，模拟软岩变形的发展过程有一定的空间限制，不能够准确模拟开采稠油藏过程中的物理特性；(2)装置安装的自动化程度较低。

发明内容

本发明拟提供一种VHSD直井水平井水力连通开采稠油藏的物理模拟方法，能进行大尺寸的稠油藏模拟开采，模拟过程更加真实可靠，且自动化程度高。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种VHSD直井水平井水力连通开采稠油藏的物理模拟方法，包括以下步骤：

步骤一、试验材料准备；

(1a)现场钻井过程中，分别取出油砂储层、底层和盖层的岩芯，在岩石力学试验机上测试各地层岩石的物理力学性质，包括岩石的单轴抗压强度、三轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量及泊松比；

(1b)配比相似材料，使其物理力学性质与各地层的相同；其中储层由现场取回的油砂进行模拟，先将取回的油砂岩样粉碎，再根据试验要求筛选出用于压制储层的油砂颗粒；

(1c)加工两根筛管，筛管的长度根据VHSD水平生产井与竖直注汽井长度以及相似准则计算得到，筛管侧壁上的注液通道各为三个，且沿长度方向依次间隔设置；

步骤二、模拟地层压制；

先将长1000mm×宽400mm×高400mm的试件箱体置于压制平台上，并在试验箱体内放入隔热棉和锡箔纸，按照底层、油砂储层和盖层的顺序压制相似材料，分层压制，最大压制压力可达到10MPa，底层、油砂储层和盖层的高度分别为160mm、75mm、165mm；压制的同时按照试验方案在油砂储层中埋入两根筛管、75个温度传感器和一个压力传感器，竖直筛管作为注气筛管用于模拟直井，其高度为70mm，水平筛管作为生产筛管用于模拟水平井，其长度为950mm；

以模拟地层水平长度方向为Y轴、竖直方向为Z轴、另一水平方向为X轴建立坐标系，所述温度传感器水平方向上分别布置在Y＝380mm、Y＝440mm、Y＝500mm、Y＝560mm、Y＝620mm五个断面上；水平X轴方向上分别布置在X＝125mm、X＝180mm、X＝235mm、X＝290mm、X＝345mm五个断面上；竖直Z轴方向上分别布置在Z＝175mm、Z＝195mm、Z＝215mm三个断面上；所述压力传感器靠近水平筛管安装用于监测水平筛管的扩容压力；

步骤三、设备连接；

将试件箱体从压制平台上提出、合盖，将所有传感器与数据采集仪连接，将蒸汽发生器与模拟注气筛管相连接，将负压抽采系统和计量设备与模拟生产筛管相连接，检验各仪器和传感器的可靠性；

步骤四、准备多场耦合煤岩体动力灾害防控技术模拟系统安装；

多场耦合煤岩体动力灾害防控技术模拟系统包括主体模型和转运架；所述主体模型具有真三轴模拟实验功能，包括真三轴加载系统和步骤一中的试件箱；X方向具有独立液压加载装置进行加压，最大加载压力5000kN；Y、Z两个方向均有4组独立的液压加载装置进行加压，单组液压加载装置最大加载压力3000kN，每组液压加载装置能单独控制，并实现1000mm长度方向不同作用力加载，能够更加真实地模拟地下储层三轴应力状态；