CN110847872A - 一种用于研究夹层对双水平井sagd开采影响的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于研究夹层对双水平井SAGD开采影响的实验装置，包括装置主体和主控装置，其中装置主体包括实验装置箱、SAGD井组模具、夹层模具装置、夹层模具、凹槽、夹层模具装置接口、外环密封口、内环嵌入口、夹层模具嵌入通道、隔热装置、泥岩盖层装置、温度传感器，主控装置包括数据处理模块、数据可视化模块、数据分析模块、蒸汽发生装置等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置、管线、压力计、流量计、开关、烧杯、蒸汽孔、原油储层等。本发明可以模拟不同物性、不同长度、不同宽度、不同角度、不同开口程度的夹层对双水平井SAGD开采的影响，通过主控装置可以监测和调整SAGD的开采方式，应用范围和准确度大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及SAGD开采技术领域，尤其涉及一种用于研究夹层对双水平SAGD开采影响的实验装置。
背景技术
SAGD-Steam Assisted Gravity Drainage，即蒸汽辅助重力泄油，作为热力采油技术领域的一种技术，在开采稠油、超稠油以及油砂方面，可以获得较高的采收率，在全球各大稠油油藏地区都取得了成功的应用。SAGD布井方式主要分为直井-水平井和双水平井的井网形式，其中双水平井SAGD井网形式应用较广。双水平井SAGD原理：两口水平井采用平行布井方式，上注下采，注汽井注入大量高温、高干度蒸汽，蒸汽通过汽化潜热来加热油藏，由于注汽井在生产井的正上方，蒸汽腔覆盖了生产井上方油层，在重力驱动的作用下，由下方生产井产出。管柱结构采取较为常用的长短管形式，可以有效防止汽堵，在循环预热阶段，长管注汽，短管排液，在SAGD生产阶段，注汽井长短管同时注汽，生产井关闭长管，打开短管采油。在大部分稠油油藏中，也往往分布着或大或小、物性参差不齐的隔夹层，隔夹层的存在会影响着高干度蒸汽所携带者蒸汽热量的传递，影响开采效果。随着夹层厚度、夹层面积和夹层距离油层顶部位置的增大，SAGD的采出程度和油汽比都随之下降；随着夹层渗透率的增大，采出程度和油汽比随之上升。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决不同物性、不同厚度、不同面积以及不同分布方式的夹层对SAGD开采的影响，研究夹层物性以及分布模式对SAGD开采的影响，为此我们发明了一种用于研究夹层对双水平井SAGD开采特点的实验装置，以模拟夹层对SAGD开采影响，解决以上技术问题。
(二)技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种用于研究夹层对双水平井SAGD开采影响的实验装置，包括装置主体和主控装置(8)，其中装置主体(1)包括实验装置箱(2)、SAGD井组模具(3)、夹层模具装置(4)、夹层模具(41)、凹槽(42)、夹层模具装置接口(43)、外环密封口(44)、内环嵌入口(45)、夹层模具嵌入通道(46)、隔热装置(5)、泥岩盖层装置(6)、温度传感器(7)，主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置(9)、管线(10)、压力计(11)、流量计(12)、开关(13)、烧杯(14)、蒸汽孔(15)、原油储层(16)。
所述实验装置箱(2)顶部覆有泥岩盖层装置(6)，下方附有温度传感器(7)。所述实验装置箱(2)为玻璃缸，外部覆有隔热装置(5)，实验装置箱(2)内部设有原油储层(16)、温度传感器(7)、SAGD井组模具(3)，夹层模具装置(4)位于原油储层(16)内部，温度传感器(7)在与SAGD井组模具(3)延伸方向相平行的实验装置内部的一面上。
所述SAGD井组模具(3)由环空管和长短油管组成，井组模具材料为玻璃管，玻璃管只有两端为开口，短油管下部可装有抽油装置(9)，环空管水平段铺有蒸汽孔(15)。
所述实验装置侧面设有9个夹层模具装置接口(43)，接口包括外环密封口(44)和内环嵌入口(45)，内环设有3种不同半径的夹层模具嵌入通道(46)。
所述夹层模具装置(4)有多个凹槽(42)，多个夹层模具(41)。
所述主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)以及蒸汽发生装置(84)。
所述蒸汽发生装置(84)外接有2根输汽管线，管线(10)上接有压力计(11)、开关(13)和流量计(12)。
所述排液管线沿线接有流量计(12)和开关(13)，排液管线一端与短油管首端相连，另一端接有烧杯(14)。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的可视化实验模拟装置结构剖视示意图；
图2为本发明一个实施例提供的夹层模具装置嵌入口分布示意图；
图3为本发明一个实施例提供的夹层模具装置嵌入口结构示意图；
图4为本发明一个实施例提供的夹层模具装置示意图；
图5为本发明一个实施例提供的主控模块示意图。
图中：1、装置主体；2、实验装置箱；3、SAGD井组模具；4、夹层模具装置；41、夹层模具；42、凹槽；43、夹层模具装置接口；44、外环密封口；45、内环嵌入口；46、夹层模具嵌入通道；5、隔热装置；6、泥岩盖层装置；7、温度传感器；8、主控装置；81、数据处理模块；82、数据可视化模块；83、数据分析模块；84、蒸汽发生装置；9、抽油装置；10、管线；11、压力计；12、流量计；13、开关；14、烧杯；15、蒸汽孔；16、原油储层。
具体实施方式
根据如图1-5所示，本发明提供了一种技术方案：
一种用于研究夹层对双水平井SAGD开采影响的实验装置，包括装置主体和主控装置(8)，其中装置主体(1)包括实验装置箱(2)、SAGD井组模具(3)、夹层模具装置(4)、夹层模具(41)、凹槽(42)、夹层模具装置接口(43)、外环密封口(44)、内环嵌入口(45)、夹层模具嵌入通道(46)、隔热装置(5)、泥岩盖层装置(6)、温度传感器(7)，主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置(9)、管线(10)、压力计(11)、流量计(12)、开关(13)、烧杯(14)、蒸汽孔(15)、原油储层(16)。
所述实验装置箱(2)外部围有隔热装置(5)，隔热装置(5)材料选为真空隔板，利于观察SAGD的采油过程，实验装置箱(2)顶部铺有泥岩盖层装置(6)，装置下方设有温度传感器(7)一只，用于测量原油储层(16)顶部的温度变化，实验装置箱(2)在与水平井延伸方向平行的两面上，于其8个角落装有温度传感器(7)，用于监测原油储层(16)角落的温度变化。
所述实验装置箱(2)装有一对SAGD井组模具(3)，上方水平井为注汽井，下方水平井为采油井，每支水平井由环空管、长油管和短油管组成，模具材料为玻璃管，便于观察，环空管水平段管壁上带有蒸汽孔(15)，便于蒸汽加热储层，长油管和短油管的顶部连有管线(10)，底部开口，短油管底部也可以与抽油装置(9)相连，即可模拟SAGD的循环预热阶段，也可以模拟SAGD的采油阶段。所述实验装置箱(2)在与水平井延伸方向相垂直的一侧，设有9个夹层模具装置接口(43)，接口包括外环密封口(44)和内环嵌入口(45)，在不用夹层模具装置(4)时，具有封闭功能，在嵌入夹层模具装置(4)时，具有封闭和固定功能，内环具有3种不同半径的夹层模具嵌入通道(46)，并且内环具有旋转功能，可以模拟不同位置、不同宽度、不同角度的夹层对双水平SAGD的影响。
所述夹层模具装置(4)包括凹槽(42)和夹层模具(41)，在不同的凹槽(42)上放置夹层模具(41)，并且夹层模具(41)也可以选择多种，可以模拟不同物性、不同夹层开口程度对SAGD开采的影响，亦可放置温度传感器(7)，可以检测井间或者是其他部位的温度变化。
所述主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等，温度传感器(7)可以将收到的温度变化数据传输给数据处理模块(81)，使其转化为所需要的数据形式，将其数据传给数据可视化模块(82)，绘制温度变化图，使其更好地说明SAGD的开采变化，在数据分析模块(83)的帮助下，决定是否对SAGD开采方式进行调整，将信息传给蒸汽发生装置(84)。
所述蒸汽发生装置(84)由数据分析模块(83)控制，根据需要调整注入蒸汽的干度与温度，由蒸汽发生装置(84)延伸出2条注汽管线，分别连接至注气井与生产井。在循环预热阶段，注汽管线分别连接至长油管井口，在SAGD生产阶段，注汽管先连接至注气井的长油管和短油管。
所述管线(10)包括注汽管线和排液管线，注汽管线沿线接有开关(13)、压力计(11)和流量计(12)，开关(13)用来调整流量大小，压力计(11)用来监测管线(10)压力变化，流量计(12)用来计量管线(10)流量大小；从短油管延伸出2条排液管线，排液管线沿线接有流量计(12)和开关(13)，流量计(12)用来计量管线(10)排液速度，开关(13)用来控制管线(10)是否开启，排液管线末端置有烧杯(14)，用来存放采出的原油。
本发明的工作原理：在SAGD循环预热阶段，上下水平井的长油管注汽，短油管在抽油装置(9)的作用下排液，蒸汽由长油管底部输出，在扩散作用的压差的作用下，蒸汽经过环空管的蒸汽孔(15)喷出来加热油层，并且在压差的作用下，蒸汽与原油经抽油装置(9)采出，在SAGD生产阶段，注气井的长油管与短油管同时注气，生产井的长油管关闭，只保留短油管的功能；温度传感器(7)可以更加直观的监测蒸汽腔的发育程度以及井间连通程度，即时将温度数据传输给数据处理模块(81)，结合流量计(12)数据，在数据可视化模块(82)下绘制图像，观察SAGD的生产变化，将数据交由数据分析模块(83)进行分析，发出指令对蒸汽发生装置(84)进行控制，调整注汽方式。
Claims (10)
1.一种用于研究夹层对双水平井SAGD开采影响的实验装置，包括装置主体(1)和主控装置(8)，其中装置主体(1)包括实验装置箱(2)、SAGD井组模具(3)、夹层模具装置(4)、夹层模具(41)、凹槽(42)、夹层模具装置接口(43)、外环密封口(44)、内环嵌入口(45)、夹层模具嵌入通道(46)、隔热装置(5)、泥岩盖层装置(6)、温度传感器(7)，主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置(9)、管线(10)、压力计(11)、流量计(12)、开关(13)、烧杯(14)、蒸汽孔(15)、原油储层(16)。
2.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述的实验装置箱(2)顶部覆有泥岩盖层装置(6)，下方附有温度传感器(7)，实验装置箱(2)外部覆有隔热装置(5)。
3.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述的实验装置内部设有原油储层(16)，温度传感器(7)、SAGD井组模具(3)、夹层装置位于原油储层(16)内部。
4.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述放置于实验装置内部边部的温度传感器(7)，在与SAGD井组模具(3)延伸方向相平行的实验装置内部的一面上。
5.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述SAGD井组模具(3)由环空管和长短油管组成，井组模具材料为玻璃管，玻璃管只有两端为开口，短油管下部可装有抽油装置(9)，环空管水平段铺有蒸汽孔(15)。
6.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于:所述实验装置侧面设有9个夹层模具装置接口(43)，接口包括外环密封口(44)和内环嵌入口(45)，内环设有3种不同半径的夹层模具嵌入通道(46)。
7.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述夹层模具装置(4)有多个凹槽(42)。
8.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)以及蒸汽发生装置(84)。
9.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述蒸汽发生装置(84)外接有2根输汽管线，管线(10)上接有压力计(11)、开关(13)和流量计(12)。
10.根据权利要求1所述的用于研究双水平井SAGD开采影响的实验装置，其特征在于：所述排液管线沿线接有流量计(12)和开关(13)，排液管线一端与短油管首端相连，另一端接有烧杯(14)。
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| ZHUANGZHUANG WANG等: "A visualization experimental study on gas penetration through interlayer to improve SAGD performance", 《JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING》 * |
| 魏绍蕾等: "夹层对加拿大麦凯河油砂区块双水平井蒸汽辅助重力泄油开发的影响", 《油气地质与采收率》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112324407A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-05 | 中国海洋石油集团有限公司 | 用于研究sagd开发过程中蒸汽腔扩展界限的方法及装置 |
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