CN104929600B - 一种油砂sagd可视化二维物理模拟设备及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备及其应用方法，涉及石油开发模拟技术领域。该设备包括一可视化恒温装置；所述可视化恒温装置包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在所述模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；所述注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；所述注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，所述生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在所述模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，所述压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接。本发明能够解决当前对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现的问题。

Description

一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备及其应用方法

技术领域

本发明涉及石油开发模拟技术领域，尤其涉及一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备及其应用方法。

背景技术

当前，化石燃料仍然处于难以替代的地位，而随着石油的开发的快速进行，全球常规油气资源储量正在快速减少，而页岩气、致密油、致密气、稠油等的开发越来越受到重视。当前，页岩气、致密油、致密气的开发仍然处于基础阶段，远不能满足快速增长的能源需求，而稠油油藏的开发的重要性日渐凸显。全球重油以及沥青砂资源非常丰富，而其中油砂所占的比例不容忽视，油砂具有埋藏浅，储量丰富的特点。目前较为高效的油砂开发技术之一为蒸汽辅助重力泄油技术(Steam Assisted Gravity Drainage，简称SAGD)，但是不同的地层，SAGD的开发效果变化非常大。因此，需要对油砂SAGD过程进行研究。

当前对油砂SAGD过程进行研究还没有可视化二维物理模拟设备，因此对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现。

发明内容

本发明的实施例提供一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备及其应用方法，以解决当前对油砂SAGD过程进行研究还没有可视化二维物理模拟设备，因此对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，包括：一可视化恒温装置；所述可视化恒温装置包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在所述模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；所述注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；所述注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，所述生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在所述模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，所述压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接。

具体的，在所述模型本体内部设置有穿入模型本体的3个注汽模拟井和3个生产模拟井，其中相邻的1个注汽模拟井和1个生产模拟井为一组。

具体的，所述注入系统包括蒸汽发生器、第一高压中间容器和第二高压中间容器；

所述蒸汽发生器、第一高压中间容器和第二高压中间容器的入口端分别通过高压管线与一恒速恒压泵的出口端连接；所述恒速恒压泵的入口端分别连接有一储水容器和气瓶；在所述蒸汽发生器、第一高压中间容器和第二高压中间容器的入口端的高压管线上分别设置有蒸汽发生器入口阀门、第一高压中间容器入口阀门以及第二高压中间容器入口阀门；

所述蒸汽发生器的出口端通过高压管线与一个注汽模拟井的下端入口连接；在所述蒸汽发生器的出口端的高压管线上设置有蒸汽发生器出口阀门，且在所述蒸汽发生器的出口端的高压管线上连接有所述压力传感器；

所述第一高压中间容器和第二高压中间容器并联，所述第一高压中间容器和第二高压中间容器的出口端通过高压管线与连接有高压管线的注汽模拟井对应的生产模拟井的下端入口连接，且该生产模拟井的上端出口通过高压管线与一第一量筒连接；在所述第一高压中间容器和第二高压中间容器的出口端的高压管线上分别设置有第一高压中间容器出口阀门以及第二高压中间容器出口阀门；在所述第一量筒处的高压管线上设置有生产模拟井出口阀门。

另外，在所述连接有高压管线的注汽模拟井处设置有井间预热装置；所述井间预热装置从所述模型本体底部插入模型本体内，且插入模型本体内的部分呈螺旋状，并环绕所述注汽模型井；所述井间预热装置的入口端通过高压管线与所述蒸汽发生器的出口端连接，且在井间预热装置的入口端的高压管线上设置有井间预热装置入口阀门；所述井间预热装置的出口端通过高压管线与一第二量筒连接，并且在井间预热装置的出口端的高压管线上设置有井间预热装置出口阀门。

另外，在所述模型本体的侧面设置有第一泄压装置和第二泄压装置，所述第一泄压装置和第二泄压装置通过高压管线与一第三量筒连接，并且在所述第一泄压装置和第二泄压装置的高压管线上分别设置有第一泄压装置阀门和第二泄压装置阀门。

一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，应用于上述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，包括：

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有地层水的第一高压中间容器中的地层水注入到生产模拟井中，完成饱和地层水过程；

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有稠油的第二高压中间容器中的稠油注入到所述生产模拟井中，完成饱和稠油过程；

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽通过井间预热装置，完成SAGD井间预热过程；

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽注入到注汽模拟井中，完成SAGD驱替过程。

具体的，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有地层水的第一高压中间容器中的地层水注入到生产模拟井中，完成饱和地层水过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

关闭井间预热装置入口阀门、井间预热装置出口阀门、第一高压中间容器入口阀门、第一高压中间容器出口阀门、第二高压中间容器入口阀门、第二高压中间容器出口阀门、蒸汽发生器入口阀门、蒸汽发生器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门以及生产模拟井出口阀门；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

打开第一高压中间容器入口阀门、第一高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门和生产模拟井出口阀门；

启动恒速恒压泵，将预装有地层水的第一高压中间容器中的地层水以恒速15ml/min注入到生产模拟井中，进行饱和地层水过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在饱和地层水过程中检测的模型本体内部的温度，以及获取压力传感器在饱和地层水过程中检测的注汽模拟井入口端压力数据；

在饱和地层水过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、第一高压中间容器入口阀门、第一高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门和第二泄压装置阀门；

获取饱和地层水过程第一量筒的产液数据，并根据所述饱和地层水过程第一量筒的产液数据确定饱和水体积和模型孔隙度。

具体的，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有稠油的第二高压中间容器中的稠油注入到所述生产模拟井中，完成饱和稠油过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

打开第二高压中间容器入口阀门、第二高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门和生产模拟井出口阀门；

启动恒速恒压泵，将预装有稠油的第二高压中间容器中的稠油以恒速1ml/min注入到生产模拟井中，进行饱和稠油过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在饱和稠油过程中检测的模型本体内部的温度；

在饱和稠油过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、第二高压中间容器入口阀门、第二高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门和生产模拟井出口阀门；

获取饱和稠油过程第一量筒的产液数据，并根据所述饱和稠油过程第一量筒的产液数据确定饱和油体积和含油饱和度。

具体的，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽通过井间预热装置，完成SAGD井间预热过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

启动蒸汽发生器，接收温度调节指令，根据所述温度调节指令，将所述蒸汽发生器的加热温度调节为200℃；

打开蒸汽发生器入口阀门、井间预热装置入口阀门和井间预热装置出口阀门；

启动恒速恒压泵，将蒸馏水以恒速4ml/min注入到蒸汽发生器中产生蒸汽并通过所述井间预热装置，完成SAGD井间预热过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在SAGD井间预热过程中检测的模型本体内部的温度；

在SAGD井间预热过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、蒸汽发生器、蒸汽发生器入口阀门、井间预热装置入口阀门和井间预热装置出口阀门；

获取SAGD井间预热过程第二量筒的产液数据。

具体的，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽注入到注汽模拟井中，完成SAGD驱替过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

启动蒸汽发生器，接收温度调节指令，根据所述温度调节指令，将所述蒸汽发生器的加热温度调节为120℃；

打开蒸汽发生器入口阀门、蒸汽发生器出口阀门和生产模拟井出口阀门；

启动恒速恒压泵，将蒸馏水以恒速2ml/min注入到蒸汽发生器中产生蒸汽并进入注汽模拟井，完成SAGD井间驱替过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在SAGD井间驱替过程中检测的模型本体内部的温度，以及获取压力传感器在SAGD井间驱替过程中检测的注汽模拟井入口端压力数据；

在SAGD井间驱替过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、蒸汽发生器、蒸汽发生器入口阀门、蒸汽发生器出口阀门和生产模拟井出口阀门；

获取SAGD井间驱替过程第一量筒的产液数据，并根据所述SAGD井间驱替过程第一量筒的产液数据确定产油量和产水量。

本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备及其应用方法，该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备包括一可视化恒温装置，其包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在所述模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；所述注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；所述注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，所述生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在所述模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，所述压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接。通过该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备可以透过可视化恒温装置观察模拟设备中进行的饱和地层水过程、饱和稠油过程、SAGD井间预热过程以及SAGD驱替过程，解决了当前对油砂SAGD过程进行研究还没有可视化二维物理模拟设备，对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备中的模型本体部分的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法的流程图；

图5为本发明实施例中的饱和地层水过程的流程图；

图6为本发明实施例中的饱和稠油过程的流程图；

图7为本发明实施例中的SAGD井间预热过程的流程图；

图8为本发明实施例中的SAGD驱替过程的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，包括：一可视化恒温装置109；该可视化恒温装置109包括一上端设置有耐高温玻璃盖119的模型本体110；在模型本体110内部设置有穿入模型本体110的注汽模拟井118a和生产模拟井118b；注汽模拟井118a和生产模拟井118b的下端入口连接有一注入系统120；注汽模拟井118a的下端入口还连接有压力传感器108，生产模拟井118b的上端出口通过高压管线与第一量筒113a连接；在模型本体110内部还均匀分布设置有多个温度传感器117，压力传感器108和多个温度传感器117分别通过数据线与一连接有计算机116的数据采集箱115连接。

SAGD为目前较为高效的油砂开发技术之一，即蒸汽辅助重力泄油技术(SteamAssisted Gravity Drainage，简称SAGD)。

上述的多个温度传感器117的个数可以为62个，均匀分布在模型本体110内部。62个温度传感器从模型本体110底部插入模型本体110，该温度传感器的测温部分处于模型本体110的中间位置。

进一步的，如图1和图2所示，在模型本体110内部设置有穿入模型本体的3个注汽模拟井118a和3个生产模拟井118b，其中相邻的1个注汽模拟井118a和1个生产模拟井118b为一组。该注汽模拟井118a和生产模拟井118b可以从模型本体110底部穿过进入模型本体110内部，并且在进入部分需要通过耐高温高压密封件密封。

如图1所示，注入系统120包括蒸汽发生器107、第一高压中间容器105和第二高压中间容器106。

该蒸汽发生器107、第一高压中间容器105和第二高压中间容器106的入口端分别通过高压管线与一恒速恒压泵103的出口端连接。该恒速恒压泵103的入口端分别连接有一储水容器102和气瓶101；在蒸汽发生器107、第一高压中间容器105和第二高压中间容器106的入口端的高压管线上分别设置有蒸汽发生器入口阀门107a、第一高压中间容器入口阀门105a以及第二高压中间容器入口阀门106a。

蒸汽发生器107的出口端通过高压管线与一个注汽模拟井118a的下端入口连接；在蒸汽发生器107的出口端的高压管线上设置有蒸汽发生器出口阀门107b，且在蒸汽发生器107的出口端的高压管线上连接有压力传感器108。

第一高压中间容器105和第二高压中间容器106并联，第一高压中间容器105和第二高压中间容器106的出口端通过高压管线与连接有高压管线的注汽模拟井118a对应的生产模拟井118b的下端入口连接，且该生产模拟井118b的上端出口通过高压管线与一第一量筒113a连接；在第一高压中间容器105和第二高压中间容器106的出口端的高压管线上分别设置有第一高压中间容器出口阀门105b以及第二高压中间容器出口阀门106b；在第一量筒113a处的高压管线上设置有生产模拟井出口阀门114。

另外，在连接有高压管线的注汽模拟井118a处设置有井间预热装置104。该井间预热装置104从模型本体110底部插入模型本体110内(图中未示出)，且插入模型本体110内的部分呈螺旋状，并环绕注汽模型井118a，具体的插入深度可以为模型本体110厚度的二分之一；井间预热装置104的入口端通过高压管线与蒸汽发生器107的出口端连接，且在井间预热装置104的入口端的高压管线上设置有井间预热装置入口阀门104a；井间预热装置的出口端通过高压管线与一第二量筒113b连接，并且在井间预热装置104的出口端的高压管线上设置有井间预热装置出口阀门104b。

另外，如图1和图2所示，在模型本体10的侧面设置有第一泄压装置111和第二泄压装置112，第一泄压装置111和第二泄压装置112通过高压管线与一第三量筒113c连接，并且在第一泄压装置111和第二泄压装置112的高压管线上分别设置有第一泄压装置阀门111b和第二泄压装置阀门112b。该第一泄压装置111和第二泄压装置112与模型本体110的金属外壳连接部分通过耐高温高压密封件密封。

在本实施例中，高压管线进出模型本体110的部分均需要通过耐高温密封件密封。

本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备包括一可视化恒温装置，其包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接。通过该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备可以透过可视化恒温装置观察模拟设备中进行的饱和地层水过程、饱和稠油过程、SAGD井间预热过程以及SAGD驱替过程，解决了当前对油砂SAGD过程进行研究还没有可视化二维物理模拟设备，对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现的问题。

如图4所示，本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，应用于上述图1至3所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，该方法包括：

步骤201、根据油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有地层水的第一高压中间容器105中的地层水注入到生产模拟井118b中，完成饱和地层水过程。

步骤202、根据油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有稠油的第二高压中间容器106中的稠油注入到生产模拟井118b中，完成饱和稠油过程。

步骤203、根据油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器107以产生蒸汽，并将蒸汽通过井间预热装置104，完成SAGD井间预热过程。

步骤204、根据油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器107以产生蒸汽，并将蒸汽注入到注汽模拟井118b中，完成SAGD驱替过程。

本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备包括一可视化恒温装置，其包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接。通过该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备可以透过可视化恒温装置观察模拟设备中进行的饱和地层水过程、饱和稠油过程、SAGD井间预热过程以及SAGD驱替过程，解决了当前对油砂SAGD过程进行研究还没有可视化二维物理模拟设备，对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现的问题。

为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为具体的实施例，如图5、6、7、8所示，本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，包括：

如图5所示的饱和地层水过程：

步骤301、启动可视化恒温装置109，接收温度设定指令，根据温度设定指令，将可视化恒温装置109温度设置为30℃。

步骤302、关闭井间预热装置入口阀门104a、井间预热装置出口阀门104b、第一高压中间容器入口阀门105a、第一高压中间容器出口阀门105b、第二高压中间容器入口阀门106a、第二高压中间容器出口阀门106b、蒸汽发生器入口阀门107a、蒸汽发生器出口阀门107b、第一泄压装置阀门111b、第二泄压装置阀门112b以及生产模拟井出口阀门114。

步骤303、启动数据采集箱115，根据温度传感器117获取模型本体110内部的温度，并根据压力传感器108获取注汽模拟井118a入口端压力数据。

步骤304、打开第一高压中间容器入口阀门105a、第一高压中间容器出口阀门105b、第一泄压装置阀门111b、第二泄压装置阀门112b和生产模拟井出口阀门114。

步骤305、启动恒速恒压泵103，将预装有地层水的第一高压中间容器105中的地层水以恒速15ml/min注入到生产模拟井118b中，进行饱和地层水过程，并通过数据采集箱115获取温度传感器117在饱和地层水过程中检测的模型本体110内部的温度，以及获取压力传感器108在饱和地层水过程中检测的注汽模拟井118a入口端压力数据。

步骤306、在饱和地层水过程结束后，关闭恒速恒压泵103、可视化恒温装置109、第一高压中间容器入口阀门105a、第一高压中间容器出口阀门105b、第一泄压装置阀门111b和第二泄压装置阀门112b。

步骤307、获取饱和地层水过程第一量筒113a的产液数据，并根据饱和地层水过程第一量筒113a的产液数据确定饱和水体积和模型孔隙度。

如图6所示的饱和稠油过程，包括：

步骤401、启动可视化恒温装置109，接收温度设定指令，根据温度设定指令，将可视化恒温装置109温度设置为30℃。

步骤402、启动数据采集箱115，根据温度传感器117获取模型本体110内部的温度，并根据压力传感器108获取注汽模拟井118a入口端压力数据。

步骤403、打开第二高压中间容器入口阀门106a、第二高压中间容器出口阀门106b、第一泄压装置阀门111b、第二泄压装置阀门112b和生产模拟井出口阀门114。

步骤404、启动恒速恒压泵103，将预装有稠油的第二高压中间容器106中的稠油以恒速1ml/min注入到生产模拟井118b中，进行饱和稠油过程，并通过数据采集箱115获取温度传感器117在饱和稠油过程中检测的模型本体110内部的温度。

步骤405、在饱和稠油过程结束后，关闭恒速恒压泵103、可视化恒温装置109、第二高压中间容器入口阀门106a、第二高压中间容器出口阀门106b、第一泄压装置阀门111b、第二泄压装置阀门112b和生产模拟井出口阀门114。

步骤406、获取饱和稠油过程第一量筒113a的产液数据，并根据饱和稠油过程第一量筒113a的产液数据确定饱和油体积和含油饱和度。

如图7所示的SAGD井间预热过程，包括：

步骤501、启动可视化恒温装置109，接收温度设定指令，根据温度设定指令，将可视化恒温装置109温度设置为30℃。

步骤502、启动数据采集箱115，根据温度传感器117获取模型本体110内部的温度，并根据压力传感器108获取注汽模拟井118a入口端压力数据。

步骤503、启动蒸汽发生器107，接收温度调节指令，根据温度调节指令，将蒸汽发生器107的加热温度调节为200℃。

步骤504、打开蒸汽发生器入口阀门107a、井间预热装置入口阀门104a和井间预热装置出口阀门104b。

步骤505、启动恒速恒压泵103，将蒸馏水以恒速4ml/min注入到蒸汽发生器107中产生蒸汽并通过井间预热装置104，完成SAGD井间预热过程，并通过数据采集箱115获取温度传感器117在SAGD井间预热过程中检测的模型本体110内部的温度。

步骤506、在SAGD井间预热过程结束后，关闭恒速恒压泵103、可视化恒温装置109、蒸汽发生器107、蒸汽发生器入口阀门107a、井间预热装置入口阀门104a和井间预热装置出口阀门104b。

步骤507、获取SAGD井间预热过程第二量筒113b的产液数据。

如图8所示的SAGD驱替过程，包括：

步骤601、启动可视化恒温装置109，接收温度设定指令，根据温度设定指令，将可视化恒温装置109温度设置为30℃。

步骤602、启动数据采集箱115，根据温度传感器117获取模型本体110内部的温度，并根据压力传感器108获取注汽模拟井118a入口端压力数据。

步骤603、启动蒸汽发生器107，接收温度调节指令，根据温度调节指令，将蒸汽发生器107的加热温度调节为120℃。

步骤604、打开蒸汽发生器入口阀门107a、蒸汽发生器出口阀门107b和生产模拟井出口阀门114。

步骤605、启动恒速恒压泵103，将蒸馏水以恒速2ml/min注入到蒸汽发生器107中产生蒸汽并进入注汽模拟井118a，完成SAGD井间驱替过程，并通过数据采集箱115获取温度传感器117在SAGD井间驱替过程中检测的模型本体110内部的温度，以及获取压力传感器108在SAGD井间驱替过程中检测的注汽模拟井118a入口端压力数据。

步骤606、在SAGD井间驱替过程结束后，关闭恒速恒压泵103、可视化恒温装置109、蒸汽发生器107、蒸汽发生器入口阀门107a、蒸汽发生器出口阀门107b和生产模拟井出口阀门114。

步骤607、获取SAGD井间驱替过程第一量筒113a的产液数据，并根据SAGD井间驱替过程第一量筒113a的产液数据确定产油量和产水量。

本发明实施例提供的一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备包括一可视化恒温装置，其包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接。通过该油砂SAGD可视化二维物理模拟设备可以透过可视化恒温装置观察模拟设备中进行的饱和地层水过程、饱和稠油过程、SAGD井间预热过程以及SAGD驱替过程。并且能够模拟双水平井SAGD纵剖面下蒸汽驱二维蒸汽腔的发育过程，井底压力变化过程以及产量动态过程。解决了当前对油砂SAGD过程进行研究还没有可视化二维物理模拟设备，对油砂SAGD过程的可视化模拟还难以实现的问题。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，其特征在于，包括：一可视化恒温装置；所述可视化恒温装置包括一上端设置有耐高温玻璃盖的模型本体；在所述模型本体内部设置有穿入模型本体的注汽模拟井和生产模拟井；所述注汽模拟井和生产模拟井的下端入口连接有一注入系统；所述注汽模拟井的下端入口还连接有压力传感器，所述生产模拟井的上端出口通过高压管线与第一量筒连接；在所述模型本体内部还均匀分布设置有多个温度传感器，所述压力传感器和多个温度传感器分别通过数据线与一连接有计算机的数据采集箱连接；

在所述模型本体内部设置有穿入模型本体的3个注汽模拟井和3个生产模拟井，其中相邻的1个注汽模拟井和1个生产模拟井为一组；

所述注入系统包括蒸汽发生器、第一高压中间容器和第二高压中间容器；

所述蒸汽发生器、第一高压中间容器和第二高压中间容器的入口端分别通过高压管线与一恒速恒压泵的出口端连接；所述恒速恒压泵的入口端分别连接有一储水容器和气瓶；在所述蒸汽发生器、第一高压中间容器和第二高压中间容器的入口端的高压管线上分别设置有蒸汽发生器入口阀门、第一高压中间容器入口阀门以及第二高压中间容器入口阀门；

所述蒸汽发生器的出口端通过高压管线与一个注汽模拟井的下端入口连接；在所述蒸汽发生器的出口端的高压管线上设置有蒸汽发生器出口阀门，且在所述蒸汽发生器的出口端的高压管线上连接有所述压力传感器；

所述第一高压中间容器和第二高压中间容器并联，所述第一高压中间容器和第二高压中间容器的出口端通过高压管线与连接有高压管线的注汽模拟井对应的生产模拟井的下端入口连接，且该生产模拟井的上端出口通过高压管线与一第一量筒连接；在所述第一高压中间容器和第二高压中间容器的出口端的高压管线上分别设置有第一高压中间容器出口阀门以及第二高压中间容器出口阀门；在所述第一量筒处的高压管线上设置有生产模拟井出口阀门；

在所述连接有高压管线的注汽模拟井处设置有井间预热装置；所述井间预热装置从所述模型本体底部插入模型本体内，且插入模型本体内的部分呈螺旋状，并环绕所述注汽模型井；所述井间预热装置的入口端通过高压管线与所述蒸汽发生器的出口端连接，且在井间预热装置的入口端的高压管线上设置有井间预热装置入口阀门；所述井间预热装置的出口端通过高压管线与一第二量筒连接，并且在井间预热装置的出口端的高压管线上设置有井间预热装置出口阀门。

2.根据权利要求1所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，其特征在于，在所述模型本体的侧面设置有第一泄压装置和第二泄压装置，所述第一泄压装置和第二泄压装置通过高压管线与一第三量筒连接，并且在所述第一泄压装置和第二泄压装置的高压管线上分别设置有第一泄压装置阀门和第二泄压装置阀门。

3.一种油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，应用于权利要求2所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，其特征在于，包括：

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有地层水的第一高压中间容器中的地层水注入到生产模拟井中，完成饱和地层水过程；

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有稠油的第二高压中间容器中的稠油注入到所述生产模拟井中，完成饱和稠油过程；

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽通过井间预热装置，完成SAGD井间预热过程；

根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽注入到注汽模拟井中，完成SAGD驱替过程。

4.根据权利要求3所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，其特征在于，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有地层水的第一高压中间容器中的地层水注入到生产模拟井中，完成饱和地层水过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

关闭井间预热装置入口阀门、井间预热装置出口阀门、第一高压中间容器入口阀门、第一高压中间容器出口阀门、第二高压中间容器入口阀门、第二高压中间容器出口阀门、蒸汽发生器入口阀门、蒸汽发生器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门以及生产模拟井出口阀门；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

打开第一高压中间容器入口阀门、第一高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门和生产模拟井出口阀门；

启动恒速恒压泵，将预装有地层水的第一高压中间容器中的地层水以恒速15ml/min注入到生产模拟井中，进行饱和地层水过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在饱和地层水过程中检测的模型本体内部的温度，以及获取压力传感器在饱和地层水过程中检测的注汽模拟井入口端压力数据；

在饱和地层水过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、第一高压中间容器入口阀门、第一高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门和第二泄压装置阀门；

获取饱和地层水过程第一量筒的产液数据，并根据所述饱和地层水过程第一量筒的产液数据确定饱和水体积和模型孔隙度。

5.根据权利要求4所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，其特征在于，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将预装有稠油的第二高压中间容器中的稠油注入到所述生产模拟井中，完成饱和稠油过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

打开第二高压中间容器入口阀门、第二高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门和生产模拟井出口阀门；

启动恒速恒压泵，将预装有稠油的第二高压中间容器中的稠油以恒速1ml/min注入到生产模拟井中，进行饱和稠油过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在饱和稠油过程中检测的模型本体内部的温度；

在饱和稠油过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、第二高压中间容器入口阀门、第二高压中间容器出口阀门、第一泄压装置阀门、第二泄压装置阀门和生产模拟井出口阀门；

获取饱和稠油过程第一量筒的产液数据，并根据所述饱和稠油过程第一量筒的产液数据确定饱和油体积和含油饱和度。

6.根据权利要求5所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，其特征在于，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽通过井间预热装置，完成SAGD井间预热过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

启动蒸汽发生器，接收温度调节指令，根据所述温度调节指令，将所述蒸汽发生器的加热温度调节为200℃；

打开蒸汽发生器入口阀门、井间预热装置入口阀门和井间预热装置出口阀门；

启动恒速恒压泵，将蒸馏水以恒速4ml/min注入到蒸汽发生器中产生蒸汽并通过所述井间预热装置，完成SAGD井间预热过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在SAGD井间预热过程中检测的模型本体内部的温度；

在SAGD井间预热过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、蒸汽发生器、蒸汽发生器入口阀门、井间预热装置入口阀门和井间预热装置出口阀门；

获取SAGD井间预热过程第二量筒的产液数据。

7.根据权利要求6所述的油砂SAGD可视化二维物理模拟设备的应用方法，其特征在于，所述根据所述油砂SAGD可视化二维物理模拟设备，将蒸馏水注入蒸汽发生器以产生蒸汽，并将所述蒸汽注入到注汽模拟井中，完成SAGD驱替过程，包括：

启动可视化恒温装置，接收温度设定指令，根据所述温度设定指令，将所述可视化恒温装置温度设置为30℃；

启动数据采集箱，根据温度传感器获取模型本体内部的温度，并根据压力传感器获取注汽模拟井入口端压力数据；

启动蒸汽发生器，接收温度调节指令，根据所述温度调节指令，将所述蒸汽发生器的加热温度调节为120℃；

打开蒸汽发生器入口阀门、蒸汽发生器出口阀门和生产模拟井出口阀门；

启动恒速恒压泵，将蒸馏水以恒速2ml/min注入到蒸汽发生器中产生蒸汽并进入注汽模拟井，完成SAGD井间驱替过程，并通过数据采集箱获取所述温度传感器在SAGD井间驱替过程中检测的模型本体内部的温度，以及获取压力传感器在SAGD井间驱替过程中检测的注汽模拟井入口端压力数据；

在SAGD井间驱替过程结束后，关闭所述恒速恒压泵、可视化恒温装置、蒸汽发生器、蒸汽发生器入口阀门、蒸汽发生器出口阀门和生产模拟井出口阀门；

获取SAGD井间驱替过程第一量筒的产液数据，并根据所述SAGD井间驱替过程第一量筒的产液数据确定产油量和产水量。