CN103603658B - 一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置，所述采油实验装置包括：填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、开采介质注入系统、采集与计量系统以及数据采集系统；其中，所述模拟油藏压力供给注入系统与所述填砂模型本体连接并与所述壳体内的环空区域导通；所述开采介质注入系统与所述填砂模型本体相连接并与所述模拟井连通；所述采集与计量系统与所述填砂模型本体相连接并与所述模拟井连通；所述填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、采集与计量系统置于恒温装置中。本发明提供的可模拟油藏压力供给的采油实验装置能够控制填砂模型的压力供给，可以更真实地模拟油藏压力供给和弹性开采等特征。
Description
技术领域
本发明涉及一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置，属于油气开采领域。
背景技术
目前，热力采油方法主要包括注蒸汽和火烧油层。其中，注蒸汽方法包括蒸汽吞吐、蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油（简称SAGD）。现有技术将封闭的填砂模型放置在恒温箱或高压舱内进行热力驱油模拟实验，可用于热力采油的一维驱替模拟实验、二维或三维的驱替模拟实验、SAGD模拟实验，但是，封闭填砂模型由于无法模拟油藏压力供给为采油提供的弹性能量，在模拟采油实验时由于没有压力供给而使填砂模型中的流体压力迅速降低，而这与实际油藏条件相差甚远，必然会造成实验结果与实际油藏开采的偏差，因此无法反映油藏的实际开采特征。
文献1介绍了一种采用高压舱的热力采油模拟实验装置，将焊接封闭的填砂模型放置在耐压7MPa的压力舱内，模型注入井、模拟采出井和温度压力采集线路通过高压舱与外部相连，可进行蒸汽驱和SAGD等热力采油模拟实验，但实验装置无法模拟油藏压力供给条件下的弹性能量开采。
文献2公开了一种可以模拟油藏上覆压力系统的注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，该技术方案解决了从模拟油藏顶部提供蒸汽吞吐的弹性能量，而实际油藏是从不同方向为采油提供弹性能量，因此，该装置在模拟油藏弹性能量开采时也具有明显的局限性。
热力采油开采的动态和效果与油藏压力供给有明显的关系，尤其是蒸汽吞吐、蒸汽—气体复合吞吐、SAGD和蒸汽与气体重力驱动（简称SAGP）主要是利用油藏本身的弹性能量进行开采。现有技术因无法模拟油藏压力供给而无法有效模拟蒸汽吞吐、蒸汽-气体复合吞吐、SAGD、SAGP和火烧油层吞吐等与油藏压力供给的弹性能量直接相关的开采过程。
文献1：Xinkui Wang.Experimental and Numerical Studies on Multiple Well PairsSAGD Performance.Master Dissertation of University of Alberta,2010
文献2：一种油藏开发模拟系统、上覆压力系统及其数据处理方法，发明专利CN200810180256.X.
发明内容
本发明所解决的主要技术问题，在于提供一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置，该实验装置能够控制填砂模型的压力供给，可以更真实地模拟油藏压力供给和弹性开采等特征。
本发明提供一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置，所述采油实验装置包括：填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、开采介质注入系统、采集与计量系统以及数据采集系统；其中，
所述填砂模型本体包括：具有内置筛网且两端开口的壳体，该壳体的两端开口处分别连接有前法兰端盖和后法兰端盖，所述前法兰端盖上布置有多个接口，所述后法兰端盖上布置有填砂口，所述壳体中内置有与所述前法兰端盖上多个接口固定连接的温度传感器、压力传感器和至少一个模拟井；所述壳体与其中内置的筛网之间形成一封闭环空区域；所述温度传感器和所述压力传感器分别与所述数据采集系统相连接；
所述模拟油藏压力供给注入系统与所述填砂模型本体连接并与所述壳体内的环空区域导通；
所述开采介质注入系统与所述填砂模型本体相连接并与所述模拟井连通；
所述采集与计量系统与所述填砂模型本体相连接并与所述模拟井连通；
所述填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、采集与计量系统置于恒温装置中。
本发明提供一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置，在填砂模型本体中设置筛网，使筛网与壳体内壁之间封闭的环空区域，在模拟实验中，砂粒填充在筛网围成空间中，实验用原油则经过环空区域持续注入砂粒之间。在本发明的采油实验装置中，前法兰端盖上布置有多个接口，该接口用于连接模拟井、温度传感器和压力传感器等部件，当填砂模型进行填砂时，将前法兰端盖未连接部件的接口封堵；后法兰端盖上开设有一填砂口，方便壳体基本填满砂扣合后，还可从该填砂口继续向填砂模型本体内注砂至真正填满；壳体内壁与筛网之间形成的一封闭环空区域与模拟油藏压力供给注入系统导通（可以通过在壳体侧壁开设的注油孔），将原油源源不断的注入该环空区域，通过筛网原油不断的渗入砂粒之间，与此同时，在实验过程中原油还可以通过该环空区域向模拟油藏压力供给注入系统排出部分原油，来模拟注入流体向油藏深处的压力传播，从而维持封闭填砂模型本体中的压力供给，可以更真实地模拟油藏压力供给和弹性开采等特征，提高了实验结果对工程实践的指导性。
在本发明的具体实施方案中，所述筛网为侧壁上分布有筛孔且两端开口的中空筒，所述筛网沿壳体轴向置于壳体内，两端口处与所述壳体内壁相固接，所述筛网与壳体内壁之间形成所述封闭环空区域。筛网与壳体套设固接，其筛网和壳体的侧壁之间形成所述的封闭环空区域，进一步地，所述筛网与壳体可以同轴设置，例如，可以是同轴套设的圆筒状；筛网侧壁的筛孔尺寸和形状、以及分布以阻隔砂粒和使实验原油正常流动为标准，可以不做限制，可以理解，对称和均匀分布了筛孔的筛网更利于实现压力的控制。筛孔的形成可以通过激光割缝等手段实现。一个实施例中，所述筛网侧壁上分布的筛孔为间隔排列的多组缝隙。
在本发明的具体实施方案中，壳体与筛网之间形成一封闭环空区域，可以通过下列方法实现：所述壳体与筛网通过壳体内壁与筛网两端对应位置处设有的连接机构（例如凸起）实现封闭固接；或者所述筛网两端口处沿筛网的径向设置有外延部，所述壳体与筛网通过该外延部实现封闭固接。
在本发明的具体实施方案中，所述开采介质注入系统包括相互导通的蒸汽注入系统、气体注入系统和化学剂注入系统，且与所述填砂模型本体中的模拟井相连接。可以根据不同开采实验的需要打开或关闭相关系统。
在本发明的具体实施方案中，所述模拟井可以设置为单井或双井，当所述模拟井为一个时，所述开采介质注入系统、采集与计量系统与该模拟井通过阀门切换实现连通，该模拟井同时起到注入井和采出井的功能。当所述模拟井为双井时，即模拟注入井和模拟采出井，所述开采介质注入系统包括两个蒸汽注入系统、气体注入系统和化学注入系统，其中一个蒸汽注入系统、气体注入系统和化学注入系统与所述模拟注入井相连接；另一蒸汽注入系统、采集与计量系统与所述模拟采出井通过阀门切换实现连接。在双井模式下，模拟注入井和模拟采出井优选平行布置于具有内置筛网的壳体中。
所使用的模拟注入井可以为割缝筛管、绕丝筛管或打孔筛管。
所使用的壳体和筛网的材质包括碳钢和合金钢等耐压材料。
本发明中，所述填砂模型本体可以根据需要呈水平、垂直或倾斜放置，从而可以实现直井、斜井、水平井的模拟采油实验。
本发明提供的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，可用于模拟油藏压力供给的采油模拟实验，包括蒸汽吞吐、蒸汽-气体二元复合吞吐、蒸汽-化学剂二元复合吞吐、蒸汽-气体-化学剂三元复合吞吐、SAGD、SAGP、火烧油层吞吐、电加热采油、蒸汽驱、聚合物驱等化学驱及化学调剖堵水等。
采用本发明的可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行开采实验时，可以按照下述步骤进行操作：
1）将前法兰端盖上未连接模拟井、温度传感器及压力传感器的接口进行封堵；
2）将前法兰端盖与具有内置筛网两端开口的壳体一端通过连接件相连接，然后从壳体的另一开口端填砂，竖直摇动、振实，尽可能填满壳体，扣合后法兰端盖，再从后法兰端盖的填砂口继续填砂，直至确实填满；
3）将封闭后的填砂模型本体移入恒温箱，完成填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、开采介质注入系统、采集与计量系统以及数据采集系统的连接；
4）通过开采介质注入系统向填砂模型本体中饱和地层水和饱和原油；
5）通过模拟油藏压力供给注入系统不断向填砂模型中封闭环空区域注入原油，维持实验装置中的油藏压力；
6）按照设定的实验方案开展热力采油模拟实验。
在本发明中，所述筛网的筛孔（例如缝隙）小于所填入最小砂粒的粒径，以使填砂模型本体中的砂粒不会进入壳体和筛网形成的闭合的环空区域，有利于原油在闭合环空区域的流动，能够持续不断的给填砂模型本体中供给原油，控制填砂模型的压力供给，可以更真实地模拟油藏压力供给和弹性开采等特征。
在本发明的具体实施方案中，填砂模型本体可以均匀填砂模拟均质油藏介质，也可以根据需要进行分段、分层非均匀填砂来模拟非均质油藏介质。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，该装置中所采用的具有内置筛网的壳体与筛网之间形成闭合环空区域，通过模拟油藏压力供给注入系统可以将原油源源不断的注入该环空区域，原油透过筛网不断渗入砂粒之间，与此同时，在实验过程中原油还可以通过该环空区域向模拟油藏压力供给注入系统排出部分原油，来模拟注入流体向油藏深处的压力传播，从而维持封闭填砂模型本体中的压力供给，可以更真实地模拟油藏压力供给和弹性开采等特征，提高了实验结果对工程实践的指导性。
2、本发明提供的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，该装置中可以通过调整填砂模型本体放置的角度，实现直井、斜井和水平井的单井或井组采油的实验模拟。
附图说明
图1是一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置结构示意图。
图2是填砂模型本体的结构示意图。
图3是填砂模型壳体的结构示意图。
图4是填砂模型前法兰端盖的结构示意图。
图5是填砂模型后法兰端盖的结构示意图。
图6是填砂模型筛网的结构示意图。
图7是200℃蒸汽循环预热SAGD注入曲线图。
图8是200℃蒸汽循环预热SAGD采油速度曲线图。
图9是200℃蒸汽循环预热SAGD采水速度曲线图。
图10是200℃蒸汽循环预热SAGD瞬时油汽比曲线图。
图11是200℃蒸汽循环预热SAGD产水率曲线图。
图12（a）是200℃蒸汽循环预热2小时的温度剖面图。
图12（b）是200℃蒸汽循环预热4小时的温度剖面图。
图12（c）是200℃蒸汽循环开采2小时的温度剖面图。
图12（d）是200℃蒸汽循环开采4小时的温度剖面图。
图12（e）是200℃蒸汽循环开采6小时的温度剖面图。
图12（f）是200℃蒸汽循环开采8小时的温度剖面图。
图12（g）是200℃蒸汽循环开采10小时的温度剖面图。
图13是300℃蒸汽吞吐预热SAGD注入曲线图。
图14是300℃蒸汽吞吐预热SAGD采油速度曲线图。
图15是300℃蒸汽吞吐预热SAGD采水速度曲线图。
图16是300℃蒸汽吞吐预热SAGD瞬时油汽比曲线图。
图17是300℃蒸汽吞吐预热SAGD产水率曲线图。
图18是200℃蒸汽循环SAGP注入曲线图。
图19是200℃蒸汽循环SAGP采油速度曲线图。
图20是200℃蒸汽循环SAGP采水速度曲线图。
图21是200℃蒸汽循环SAGP采气速度曲线图。
图22是200℃蒸汽循环SAGP瞬时油汽比曲线图。
图23是200℃蒸汽循环SAGP产水率曲线图。
图24是300℃蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP注入曲线图。
图25是300℃蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP采油速度曲线图。
图26是300℃蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP采水速度曲线图。
图27是300℃蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP采气速度曲线图。
图28是300℃蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP瞬时油汽比曲线图。
图29是300℃蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP产水率曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参考图1-图6，图1是一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置结构示意图，该采油实验装置包括：填砂模型本体（如图2所示）、模拟油藏压力供给注入系统、开采介质注入系统、采集与计量系统以及数据采集系统40；其中，
在本实施例中，填砂模型本体水平置于模拟实验装置中，该填砂模型本体包括：具有内置筛网20且两端开口的壳体19，该壳体19的两端开口连接有前法兰端盖18（如图4所示）和后法兰端盖22（如图5所示），前法兰端盖18上布置有多个接口，后法兰端盖22上布置有填砂口23，壳体19中内置有与所述前法兰端盖18上多个接口通过螺栓螺母固定连接的温度传感器24、压力传感器25、模拟采出井27、模拟注入井26，其中，模拟注入井26与模拟采出井27平行布置于具有内置筛网的壳体19中；壳体19与其中内置的筛网20之间形成一封闭的环空区域；温度传感器24和压力传感器25分别与数据采集系统40相连接；
如图3所示，壳体19为一两端开口的中空圆筒，其圆筒两端口处沿圆筒的径向设置有外延部，该外延部上分别开设有多个连接孔，利用连接件（例如螺栓）与前法兰端盖18和后法兰端盖22的扣合固接，从而使壳体19与前法兰端盖18和后法兰端盖22实现封闭；
如图6所示，筛网20为一两端开口的中空圆筒，在该圆筒侧壁上开设有多组平行间隔排列设置的缝隙，缝隙的尺寸根据所需装填砂粒的粒径选择，壳体19同轴套设于筛网20外，二者的固接方式如图中可看到，壳体两端口的外延部同时沿径向向内适当延伸形成一圈凸起，筛网20的两端口固定在该凸起上实现封闭固接；或者所述筛网20两端口处沿筛网20的径向设置外延部（图中未示），所述壳体19与筛网20通过该外延部实现封闭固接。
模拟油藏压力供给注入系统包括：水容器32、注入泵31、中间容器30、阀门29和压力表28；所述水容器32、注入泵31、中间容器30、阀门29和压力表28通过管线顺次连接，且该模拟油藏压力供给注入系统通过管线与所述具有内置筛网的壳体侧别上的注油孔21相连接，与壳体19内的环空区域导通；
开采介质注入系统包括通过四通管路16相互导通的蒸汽注入系统、气体注入系统和化学剂注入系统，且与所述填砂模型本体中的模拟注入井26相连接。其中，蒸汽注入系统包括水容器1、注入泵2、蒸汽发生器3、压力表4和阀门5，且水容器1、注入泵2、蒸汽发生器3、压力表4和阀门5通过管线顺次连接；气体注入系统包括水容器6、注入泵7、中间容器8、压力表9和阀门10，且所述水容器6、注入泵7、中间容器8、压力表9和阀门10通过管线顺次连接；化学剂注入系统包括水容器11、注入泵12、中间容器13、压力表14和阀门15，且所述水容器11、注入泵12、中间容器13、压力表14和阀门15通过管线顺次连接。
采集与计量系统通过管线与填砂模型本体中的模拟采出井27相连接；其中，采集与计量系统包括：压力表33，阀门34、气液分离与计量容器35、压力表36、气体流量计37和放空阀门38；压力表33、阀门34、气液分离与计量容器35、压力表36、气体流量计37和放空阀门38顺次连接。
填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、采集与计量系统置于恒温装置39中进行保温。
本实施例中，模拟注入井26与模拟采出井27为钢割缝筛管、绕丝筛管或打孔筛管，温度传感器24为热电阻温度传感器。
本实施例中，壳体19和筛网20的材质为不锈钢材料。
实施例2
根据不同的实验要求，可以通过改变实施例1中的相关装置来满足。本实施例中的蒸汽注入系统为两个，其它与实施例1中的装置结构一致。开采介质注入系统包括通过五通管路相互导通的两个蒸汽注入系统、气体注入系统和化学剂注入系统，其中一个蒸汽注入系统、气体注入系统和化学注入系统与所述模拟注入井相连接；另一蒸汽注入系统、采集与计量系统与所述模拟采出井通过阀门切换实现连接。
实施例3
本实施例中的模拟井为单井，其它与实施例1中的装置结构一致。开采介质注入系统、采集与计量系统与该模拟注入井通过阀门切换实现连通。
实施例4
采用本发明的可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行开采实验时，可以按照下述步骤进行操作：
1）将前法兰端盖上未连接模拟井、温度传感器及压力传感器的接口进行封堵；
2）将前法兰端盖与具有内置筛网两端开口的壳体通过螺栓螺母相连接，然后从壳体的另一开口端填入人工砂或地层砂，竖直摇动、振实，基本填满壳体后，通过螺栓螺母连接后法兰端盖，再从后法兰端盖的填砂口继续填砂，直至填满后封堵填砂口；
3）将填砂模型本体移入恒温箱，完成填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、开采介质注入系统、采集与计量系统以及数据采集系统的连接；
4）通过开采介质注入系统先向填砂模型本体中饱和地层水直至注满后再继续注0.2-2h，然后恒温放置12-48h，再利用该开采介质注入系统向填砂模型本体中饱和原油，直至产出液中不含水后，继续注入原油1h以上，恒温放置12-24h，再次饱和原油至产出液中不含水后，继续注入原油0.5h以上；
5）通过模拟油藏压力供给注入系统不断向填砂模型中封闭环空区域注入原油，维持实验装置中的油藏压力（监控压力表28）；
6）按照设定的实验方案开展热力采油模拟实验。
以下开展各有关热力采油模拟实验：
一、双水平井SAGD模拟实验
采用本发明实施例2可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行双水平井SAGD模拟实验：
模拟注入井26和模拟采出井27平行正对布置于具有内置筛网的壳体19中，在对填砂模型本体中的填砂饱和原油后，通过预热方式使模拟注入井26和模拟采出井27之间建立热连通后，进行SAGD模拟开采实验。
本实施例中的预热方式可以采用蒸汽循环、电加热或蒸汽吞吐，通常低压油藏采用蒸汽循环或电加热进行预热，而高压油藏则需要一个或多个轮次的蒸汽吞吐预热。
若采用蒸汽循环预热时，由两个蒸汽注入系统分别向模拟注入井26和模拟采出井27注入蒸汽进行预热，通过模拟注入井26和模拟采出井27上下布置于填砂模型本体中，且在双井中分别布置有可以传输蒸汽的管线，该管线盘踞在砂体中，并外接于填砂模型本体，由蒸汽在管线中不断传输的过程来预热砂体，冷凝后热水通过模拟注入井和模拟采出井排出填砂模型，并通过观察数据采集系统40的温度进行监测结果，待模拟注入井26和模拟采出井27之间建立热连通（即，温度差小）的情况下，开始SAGD模拟开采实验。
若采用蒸汽吞吐预热时，由两个蒸汽注入系统分别向模拟注入井26和模拟采出井27注入蒸汽，通过注入蒸汽、焖井和采油的过程进行一个或多个轮次的蒸汽吞吐开采预热，观察数据采集系统40的温度监测结果，待模拟注入井26和模拟采出井27之间建立热连通后，开始SAGD模拟开采实验。
SAGD开采时，模拟注入井26注入蒸汽，而模拟采出井27采出油和水，再由采出与计量系统将采出流体（包括油和水）分离并计量。
预热阶段和SAGD阶段填砂模型的压力供给水平需要根据实验要求来确定，并通过模拟油藏压力供给的注入系统来控制填砂模型本体中的流体压力。在本实施例中分别控制流体初始压力为1.5MPa和8.0MPa进行测试。
表1为采用本发明的可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行的SAGD模拟实验时，填砂模型的初始条件以及模型中的流体性质。
表1 填砂模型的初始条件及流体性质
| 填砂模型质量，M（Kg） | 949 |
| 填砂模型直径，D（mm） | 550 |
| 填砂模型长度，Lm（mm） | 800 |
| 填砂模型总体积，V（L） | 202.0 |
| 填砂模型填砂的孔隙体积，Vp（L） | 63.23 |
| 填砂模型填砂的孔隙度，Ф（%） | 31.3 |
| 填砂模型填砂的渗透率，k（达西） | 3250 |
| 恒温箱温度（℃） | 45.0 |
| 45℃时稠油粘度，μ（mPa·s） | 21500 |
| 束缚水饱和度，Swi（%） | 15.7 |
| 地层初始含水量，OWIP（g） | 9.93 |
| 原始含油饱和度，Soi（%） | 84.3 |
| 原始地质储量，OOIP（L） | 53.3 |
| 模拟注入井与模拟采出井距离，H（mm） | 100 |
| 模拟注入井与模拟采出井长度，Lw（mm） | 650 |
本实施例开展了初始压力1.5MPa低压油藏的蒸汽循环预热SAGD和初始压力8.0MPa高压油藏蒸汽吞吐预热SAGD模拟实验，注入参数如表2所示，其中，蒸汽循环预热SAGD实验中，模拟注入井26和模拟采出井27同时进行蒸汽循环预热，注入曲线如图7所示；蒸汽吞吐预热SAGD实验中，模拟采出井27进行三轮次蒸汽吞吐预热，注入曲线如附图13所示。
表2 SAGD模拟实验的注入参数
SAGD模拟实验的预热阶段和SAGD阶段采油的相关参数如表3所示。
蒸汽循环预热SAGD实验的采油速度、采水速度、瞬时油汽比和产水率随着时间的变化曲线分别如图8、图9、图10和图11所示；
蒸汽循环预热和SAGD不同阶段的温度剖面如图12所示，温度剖面的变化清楚地反映了蒸汽腔的扩展情况；
蒸汽吞吐预热SAGD实验的采油速度、采水速度、瞬时油汽比和产水率随着时间的变化曲线分别如图14、图15、图16和图17所示。
表3 SAGD模拟实验的开采效果
由本实施例的双水平井SAGD模拟实验可以得到：
通过模拟油藏压力供给的注入系统控制填砂模型本体中的流体初始压力分别为1.5MPa和8.0MPa进行测试，采用本发明的实验装置可以模拟不同预热方式的双水平井SAGD，获得的采油速度、累产油、累产水、瞬时油汽比等参数对生产具有指导意义，并且通过采集的温度数据可得到预热阶段和SAGD开采阶段的温度场变化，用于研究SAGD开采机理。
二、双水平井SAGP模拟实验
采用本发明实施例2可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行双水平井SAGP模拟实验，与SAGD模拟实验相似：
模拟注入井26和模拟采出井27平行正对布置于具有内置筛网的壳体19中，在对填砂模型本体中的填砂饱和原油后，通过预热方式使模拟注入井26和模拟采出井27之间建立热连通后，进行SAGP模拟开采实验。
本实施例中的预热方式可以采用蒸汽循环、电加热、蒸汽吞吐或蒸汽-气体复合吞吐。
蒸汽循环预热、电加热、蒸汽吞吐方式与SAGD模拟实验相同；
蒸汽-气体复合吞吐，则需要在蒸汽注入系统注入蒸汽的同时，由气体注入系统注入一定气水比的气体进行预热，观察数据采集系统40的温度监测结果，待模拟注入井26和模拟采出井27之间建立热连通后，开始SAGP模拟开采实验。
SAGP开采时，模拟注入井26注入蒸汽，而模拟采出井27采出油和水，再由采出与计量系统将采出流体（包括油和水）分离并计量。
预热阶段和SAGP阶段填砂模型的压力供给水平需要根据实验要求来确定，并通过模拟油藏压力供给的注入部分来控制填砂模型的流体压力。在本实施例中分别控制流体初始压力分别为1.5MPa和8.0MPa进行测试。
采用本发明实施例1可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行SAGP模拟实验时，填砂模型的初始条件和流体性质如表1。
分别开展了初始压力1.5MPa低压油藏的蒸汽循环预热SAGP和初始压力8.0MPa高压油藏蒸汽-气体吞吐预热SAGP模拟实验，注入参数如表4所示，其中，蒸汽循环预热SAGP实验中，模拟注入井26和模拟采出井27同时进行蒸汽循环预热，注入曲线如图18所示；蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP实验中，模拟采出27井蒸汽-气体复合吞吐三轮次预热，注入曲线如图24所示。
表4 SAGP模拟实验的注入参数
SAGP模拟实验的预热阶段和SAGP阶段的相关参数如表5所示。
蒸汽循环预热SAGP实验的采油速度、采水速度、瞬时油汽比和产水率随着时间的变化曲线分别如图19、图20、图21、图22和图23所示；
蒸汽-气体复合吞吐预热SAGP实验的采油速度、采水速度、瞬时油汽比和产水率随着时间的变化曲线分别如图25、图26、图27、图28和图29所示。
表5 SAGP模拟实验的开采效果
由本实施例的双水平井SAGP模拟实验可以得到：
通过模拟油藏压力供给的注入系统控制填砂模型本体中的流体初始压力分别为1.5MPa和8.0MPa进行测试，采用本发明的实验装置可以模拟不同预热方式的双水平井SAGP，获得采油速度、累产油、累产水、瞬时油汽比等对生产具有指导意义的参数，并且通过采集的温度数据可得到预热阶段和SAGD开采阶段的温度场变化和压力场变化，用于研究SAGD开采机理。
三、蒸汽吞吐模拟实验
采用本发明实施例3可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行蒸汽吞吐模拟实验。
与前法兰端盖接口固定连接模拟注入井（同时也作为采油阶段的模拟采出井），填砂、饱和地层水、饱和原油、注入蒸汽的实验方法与SAGD模拟开采相同，但在注入一定量蒸汽后需要关井一段时间后由模拟注入井采油。
注入阶段和采油阶段填砂模型的压力供给水平需要根据实验要求来确定，并通过模拟油藏压力供给的注入系统来控制填砂模型的流体压力。
通过调整填砂模型本体的角度，可实现直井、水平井和斜井的蒸汽吞吐模拟实验。
四、蒸汽-气体二元复合吞吐模拟实验、蒸汽-化学剂二元复合吞吐模拟实验、蒸汽-气体-化学剂三元复合吞吐模拟实验
采用本发明实施例3可模拟油藏压力供给的采油实验装置分别进行蒸汽-气体二元复合吞吐、蒸汽-化学剂二元复合吞吐、蒸汽-气体-化学剂三元复合吞吐的模拟实验。
与前法兰端盖接口固定连接模拟注入井（同时也作为采油阶段的模拟采出井），填砂、饱和地层水、饱和原油、注入蒸汽、关井的实验方法与蒸汽吞吐模拟实验相同，但是在注入蒸汽的同时需要采用气体和/或化学剂注入系统注入一定气水比的气体和/或化学剂。填砂、饱和地层水、饱和原油和采油等实验方法与上述SAGD、SAGP和蒸汽吞吐相同。
注入阶段和采油阶段填砂模型的压力供给水平需要根据实验要求来确定，并通过模拟油藏压力供给的注入系统来控制填砂模型的流体压力。
通过调整填砂模型本体的角度，可实现直井、水平井和斜井的蒸汽-气体二元复合吞吐、蒸汽-化学剂二元复合吞吐、蒸汽-气体-化学剂三元复合吞吐的实验模拟。
五、电加热采油模拟实验
采用本发明实施例3可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行电加热采油模拟实验。
与前法兰端盖接口固定连接模拟注入井（同时也作为采油阶段的模拟采出井），根据需要在模拟注入井或者填砂模型本体安装电加热装置，电加热装置的导线通过前法兰端盖上的接口与外部电源相连。填砂、饱和地层水、饱和原油和采油等实验方法与上述SAGD、SAGP和蒸汽吞吐相同。
电加热采油阶段填砂模型的压力供给水平需要根据实验要求来确定，并通过模拟油藏压力供给的注入部分来控制填砂模型的流体压力。
通过调整填砂模型本体的角度，可实现直井、水平井和斜井的电加热采油模拟实验。
六、火烧油层吞吐采油模拟实验
采用本发明实施例3可模拟油藏压力供给的采油实验装置进行火烧吞吐采油模拟实验。
与前法兰端盖接口固定连接模拟注入井（同时也作为采油阶段的模拟采出井），同时根据需要在模拟注入井安装电加热装置作为火烧油层的点火装置，电加热装置的导线通过前法兰端盖的接口与外部电源相连。填砂、饱和地层水、饱和原油的实验方法与SAGD、蒸汽吞吐等相同。
在电加热装置点火预热的同时，通过气体注入系统注入空气或氧气，火烧油层吞吐采油模拟时模型的压力供给水平需要根据实验要求来确定，并通过模拟油藏压力供给的注入部分来控制填砂模型的流体压力。同时，由数据采集系统的监测填砂模型不同部位的温度，判断填砂模型内的燃烧动态和加热效果。当完成设计空气或氧气注入量后，由蒸汽注入系统注入一定量的水，充分利用模拟注入井附近的燃烧余热，并降低近井地带的温度。并且，通过采集的温度数据可得到火烧油层吞吐的温度场变化和压力场变化，用于研究火烧油层吞吐开采机理。
通过调整填砂模型本体的角度，可实现直井、水平井和斜井的火烧油层吞吐采油实验模拟。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述采油实验装置包括：填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、开采介质注入系统、采集与计量系统以及数据采集系统；其中，
所述填砂模型本体包括：具有内置筛网且两端开口的壳体，该壳体的两端开口处分别连接有前法兰端盖和后法兰端盖，所述前法兰端盖上布置有多个接口，所述后法兰端盖上布置有填砂口，所述壳体中内置有与所述前法兰端盖上多个接口固定连接的温度传感器、压力传感器和至少一个模拟井；所述壳体与其中内置的筛网之间形成一封闭环空区域；所述温度传感器和所述压力传感器分别与所述数据采集系统相连接；
所述模拟油藏压力供给注入系统与所述填砂模型本体连接并与所述壳体内的环空区域导通；
所述开采介质注入系统与所述填砂模型本体相连接并与所述模拟井连通；
所述采集与计量系统与所述填砂模型本体相连接并与所述模拟井连通；
所述填砂模型本体、模拟油藏压力供给注入系统、采集与计量系统置于恒温装置中。
2.根据权利要求1所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述筛网为侧壁上分布有筛孔且两端开口的中空筒，所述筛网沿壳体轴向置于壳体内，两端口处与所述壳体内壁相固接，所述筛网与壳体内壁之间形成所述封闭环空区域。
3.根据权利要求2所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述筛网与壳体同轴设置。
4.根据权利要求2所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述筛网侧壁上分布的筛孔为间隔排列的多组缝隙。
5.根据权利要求2或3所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述壳体与筛网通过壳体内壁与筛网两端对应位置处设有的连接凸起实现固接；或者所述筛网两端口处沿筛网的径向设置有外延部，所述壳体与筛网通过该外延部实现固接。
6.根据权利要求1所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述开采介质注入系统包括通过多通管路相互导通的蒸汽注入系统、气体注入系统和化学剂注入系统。
7.根据权利要求1所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述模拟井为一个，所述开采介质注入系统、采集与计量系统与该模拟井通过阀门切换实现连通。
8.根据权利要求1或6所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述模拟井包括模拟注入井和模拟采出井，所述开采介质注入系统包括两个蒸汽注入系统、一个气体注入系统和一个化学剂注入系统，其中一个蒸汽注入系统、气体注入系统和化学剂注入系统与所述模拟注入井相连接；另一蒸汽注入系统、采集与计量系统与所述模拟采出井通过阀门切换实现连接。
9.根据权利要求1所述的可模拟油藏压力供给的采油实验装置，其特征在于，所述填砂模型本体呈水平、垂直或倾斜放置。
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