CN113006756A - 模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法 - Google Patents

模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法，装置包括：上盖板、设有内腔的下箱体、设置在该下箱体内部的多个水平井模拟井和多个用于饱和超稠油原油的直井模拟井；各个直井模拟井分别与下箱体的底板垂直设置，各个水平井模拟井分别与该底板平行设置，且各个直井模拟井和水平井模拟井分别与各自对应的压力传感器连接；上盖板用于与下箱体的开口侧可拆卸式连接；下箱体内设有多个与底板垂直设置的温度测孔，且各个温度测孔中均设有温度传感器，能够准确且有效地模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，进而能够基于该模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置研究驱泄复合开采超稠油过程中的开采机理及蒸汽腔扩展规律等。

Description

模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法
技术领域
本申请涉及超稠油开采技术领域，具体涉及模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法。
背景技术
超稠油是指稠油粘度大于50000毫帕·秒(mPa·s)的石油，是一种比较粘稠的石油。因其粘度高且密度大，也可以被称之为重油。
目前，针对超稠油油藏蒸汽吞吐后期转化开发方式、改善开发效果的研究与现场试验已经逐步展开，在新疆风城油田重32井区开展了多种井型、井网组合的驱泄复合蒸汽驱试验，包括水平井-水平井复合井网蒸汽驱试验18个井组。从目前监测和分析资料来看，由于超稠油粘度高、油层非均质性严重，导致转驱前吞吐预热动用不均，转驱初期单点或单面汽窜严重，而汽驱中后期汽腔发育体积也较小，调控进入驱泄复合阶段时间普遍长，调控难度大。
从目前的驱泄复合先导试验区的监测资料来看，实施过程中仍存在一些问题：(1)针对稠油的驱泄复合开发技术理论认识有待进一步研究；(2)试验区汽窜频繁影响生产效果，目前尚未进入驱泄稳定阶段；(3)对地下蒸汽腔扩展规律认识不清晰。需要在试验过程中加强跟踪，进行优化调整。
发明内容
针对现有技术中的问题，本申请提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法，能够准确且有效地模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，进而能够基于该模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置研究驱泄复合开采超稠油过程中的开采机理及蒸汽腔扩展规律等。
为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，包括：上盖板、设有内腔的下箱体、设置在该下箱体内部的多个水平井模拟井和多个用于饱和超稠油原油的直井模拟井；
各个所述直井模拟井分别与所述下箱体的底板垂直设置，各个所述水平井模拟井分别与该底板平行设置，且各个所述直井模拟井和所述水平井模拟井分别与各自对应的压力传感器连接；
所述上盖板用于与所述下箱体的开口侧可拆卸式连接；
所述下箱体内设有多个与所述底板垂直设置的温度测孔，且各个所述温度测孔中均设有温度传感器。
进一步地，所述直井模拟井有五个，且其中的四个所述直井模拟井分别设置在所述下箱体的立方体形状的内腔的四个夹角处；剩余的一个所述直井模拟井设置在所述内腔的中心位置处。
进一步地，所述水平井模拟井有两个，且各个所述水平井模拟井上均设有多个通孔；
两个所述水平井模拟井与所述底板之间的距离不同，其中，与所述底板之间的距离较大的所述水平井模拟井用于模拟水平注汽井，与所述底板之间的距离较小的所述水平井模拟井用于模拟水平生产井。
进一步地，各个所述直井模拟井和水平井模拟井上均设有应用激光割缝方式设置的多道缝隙。
进一步地，各个所述直井模拟井和水平井模拟井的外部均设有金属筛网。
进一步地，各个所述温度测孔内的顶部和底部分别设有一个所述温度传感器，且所述温度测孔内的顶部和底部之间还设有至少一个所述温度传感器。
进一步地，所述温度传感器为应用石墨垫进行密封的热电偶。
进一步地，所述下箱体的内壁上设有环氧树脂板。
进一步地，所述箱体的内壁上的环氧树脂板的外壁设有防汽窜层。
进一步地，所述下箱体的外壁上设有加热板。
进一步地，所述下箱体的开口侧和所述上盖板上均设有多个外螺栓孔，且设置所述下箱体的开口侧的外螺栓孔与所述上盖板上的各个外螺栓孔的设置位置对应，以使所述上盖板与所述下箱体的开口侧之间可拆卸式连接。
进一步地，所述上盖板上设有内螺栓孔，以在所述上盖板与所述下箱体连接后，经由该内螺栓孔压实所述下箱体内的填砂。
进一步地，所述上盖板上设有至少一个应用法兰密封的填砂口。
进一步地，所述上盖板中的用于与所述下箱体的开口侧连接的连接面上依次设有钢垫、环氧树脂板和防汽窜层。
进一步地，所述钢垫与环氧树脂板之间设有石墨密封圈；
所述钢垫与所述石墨密封圈之间、所述环氧树脂板与所述石墨密封圈之间均设有铜槽。
第二方面，本申请提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，包括：蒸汽注入装置、生产装置、数据采集与温度控制装置，以及所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置；
所述蒸汽注入装置、生产装置和所述数据采集与温度控制装置分别连接至所述三维装置。
进一步地，所述三维装置的外部设有保温罩；
所述保温罩上设有用于调节所述保温罩内部温度的风机。
进一步地，所述蒸汽注入装置包括：依次连接的空压机、注入泵、蒸汽发生器和带伴热装置的注入管线，以及与所述蒸汽发生器连接的第一回压阀和第一压力表；
所述带伴热装置的注入管线与所述三维装置连接。
进一步地，所述生产装置包括：依次连接的产出伴热管线、第二回压阀和第二压力表，以及经由所述产出伴热管线与所述三维装置连接的第三回压阀；
所述第三回压阀上还连接有第三压力表；
所述第二回压阀还连接有一烧杯，该烧杯用于容纳所述第二回压阀产出的流体。
进一步地，所述数据采集与温度控制装置包括：依次连接的加热温度控制装置、计算机和UPS不间断电源；
所述加热温度控制装置与所述三维装置连接；
所述三维装置与所述计算机之间还连接有一数据采集与传输装置。
第三方面，本申请提供.一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，该实验方法应用所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置实现，所述实验方法包括：
对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验；
将所述三维装置分别与蒸汽注入装置、生产装置和数据采集与温度控制装置进行连接；
对所述三维装置进行岩心饱和油模拟实验；
在所述三维装置中的超稠油饱和后，静置所述三维装置；
在与所述三维装置连接的蒸汽发生器升温至预设的实验温度时，向所述三维装置中注入热流体，并开启所述三维装置的应用驱泄复合蒸汽驱的方式开采超稠油的生产模式。
进一步地，在所述对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验之前，还包括：
在所述下箱体的内壁设置防汽窜层；
根据预设的储层参数将玻璃珠湿装至所述三维装置中；
对封装有玻璃珠的所述三维装置进行试压及试漏测试。
进一步地，所述在所述下箱体的内壁设置防汽窜层，包括：
将所述下箱体的内壁中有油的表面进行清洗，和/或，将所述下箱体的内壁中受化学介质污染的表面进行清洗及烘干处理；
将预获取的防汽窜胶按比例进行组分混合；
在所述下箱体的内壁上涂刷胶水层，以使所述下箱体的内壁各处均浸有所述胶水层；
在所述胶水层上涂刷经组分混合后的防汽窜胶，并对该防汽窜胶进行拉毛处理，以形成对应的防汽窜层；
对所述防汽窜层进行固化处理。
进一步地，所述根据预设的储层参数将玻璃珠湿装至所述三维装置中，包括：
在所述上盖板处于开启的状态下，根据预设的储层参数将所述玻璃珠填装置所述三维装置中，且在填装所述玻璃珠过程中加入水，以使所述玻璃珠被水浸泡；
在填装靠近所述下箱体的开口侧的最上层玻璃珠时，控制最上层的所述玻璃珠高于所述开口侧；
将所述上盖板与所述下箱体密封连接。
进一步地，还包括：
自设置在所述上盖板上的填砂口向所述下箱体的内腔补充填装所述玻璃珠。
进一步地，所述对封装有玻璃珠的所述三维装置进行试压及试漏测试，包括：
自目标直井模拟井的井口处向所述三维装置内注入水以进行试压及试漏测试，其中，所述目标直井模拟井为任一所述直井模拟井；
若在预设时段后所述三维装置内的压力减小值小于预设压力值，则判定所述三维装置通过所述试压及试漏测试。
进一步地，所述对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验，包括：
在已装满所述玻璃珠的三维装置外部依次安装加热板和保温罩；
应用气体将所述三维装置内的水驱替出来，以所述三维装置内的压力值降到负值；
采用负压抽真空法自目标直井模拟井的井口处对所述三维装置进行抽真空处理，其中，所述目标直井模拟井为任一所述直井模拟井；
将所述三维装置进行升温处理，并在负压环境下采用负压抽真空法自目标直井模拟井的井口处对所述三维装置进行抽真空处理；
自另一直井模拟井的井口处控制所述三维装置进行吸水饱和处理，并根据该直井模拟井吸水的重量确定所述三维装置内的已装玻璃珠的孔隙体积。
进一步地，所述直井模拟井包括：第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井、第四直井模拟井和第五直井模拟井；
所述第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井和第四直井模拟井分别设置在所述下箱体的立方体形状的内腔的四个夹角处；
所述第五直井模拟井设置在所述内腔的中心位置处。
进一步地，对所述三维装置进行岩心饱和油模拟实验，包括：
自所述第一直井模拟井的井口注入超稠油原油，并分别从所述第三直井模拟井、第二直井模拟井和第四直井模拟井的井口采出所述超稠油原油；
自所述第五直井模拟井的井注入所述超稠油原油，并分别从所述第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井和第四直井模拟井的井口采出所述超稠油原油。
进一步地，还包括：
在采出所述超稠油原油的过程中，对所述三维装置和装有超稠油原油的中间容器进行加热以使所述超稠油原油流动。
进一步地，所述在所述三维装置中的超稠油饱和后，静置所述三维装置，包括：
在所述三维装置中的超稠油饱和后，将盛装有该三维装置的保温罩的温度降低至预设温度值；
将所述三维装置静置数日，以充分模拟超稠油的油藏状况。
由上述技术方案可知，本申请提供的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置、实验系统及方法，三维装置包括：上盖板、设有内腔的下箱体、设置在该下箱体内部的多个水平井模拟井和多个用于饱和超稠油原油的直井模拟井；各个所述直井模拟井分别与所述下箱体的底板垂直设置，各个所述水平井模拟井分别与该底板平行设置，且各个所述直井模拟井和所述水平井模拟井分别与各自对应的压力传感器连接；所述上盖板用于与所述下箱体的开口侧可拆卸式连接；所述下箱体内设有多个与所述底板垂直设置的温度测孔，且各个所述温度测孔中均设有温度传感器，能够精确的模拟在驱泄复合蒸汽驱过程中蒸汽腔的发育特征及生产动态规律、开发效果；监测驱替过程中驱替压差的变化；蒸汽腔向上部扩展速度得到部分抑制，增大蒸汽腔波及体积，并且方便测量出蒸汽腔扩展过程中温度场的变化规律，为研究提高蒸汽驱热效率、增大蒸汽波及体积，进一步对提高油汽比的超稠油油藏驱泄复合有效开发技术提供数据支持，有助于后续的理论研究和数值模拟研究。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的下箱体的俯视图；
图2为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置中的上盖板的剖面图；
图3为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置中的上盖板的俯视图；
图4为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统的连接结构示意图；
图5为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统的详细结构示意图；
图6为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法的流程示意图；
图7为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤010至步骤030的流程示意图；
图8为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤010的详细流程示意图；
图9为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤020的详细流程示意图；
图10为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤030的详细流程示意图；
图11为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤100的详细流程示意图；
图12为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤300的详细流程示意图；
图13为本申请实施例中的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中步骤400的详细流程示意图。
附图标号：
1、三维装置；
11、第一直井模拟井；
12、第二直井模拟井；
13、第三直井模拟井；
14、第四直井模拟井；
15、第五直井模拟井；
11′、第一直井模拟井测压点；
12′、第二直井模拟井测压点；
13′、第三直井模拟井测压点；
14′、第四直井模拟井测压点；
15′、第五直井模拟井测压点；
16、第一水平井模拟井；
17、第二水平井模拟井；
18、热电偶；
19、法兰；
110、外螺栓孔；
111、加热板；
112、防汽窜层；
113、内螺栓孔；
114、填砂口；
115、环氧树脂板；
116、铜槽；
117、石墨密封圈；
118、钢垫；
119、上盖板；
120、保温罩；
121、下箱体；
2、蒸汽注入装置；
21、空压机；
22、注入泵；
23、蒸汽发生器；
24、第一回压阀；
25、第一压力表；
26、带伴热装置的注入管线；
3、生产装置；
31、产出伴热管线；
32、第二回压阀；
33、第二压力表；
34、烧杯；
35、第三回压阀；
36、第三压力表；
4、数据采集与温度控制装置；
41、数据采集与传输装置；
42、加热温度控制装置；
43、计算机；
44、UPS不间断电源。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为解决本申请存在的上述问题中的至少一项，本申请提供了一种模拟驱泄复合开采超稠油的三维物理模拟三维装置，能够模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，从而研究驱泄复合开采超稠油过程中的开采机理及蒸汽腔扩展规律等。所述三维装置包括：模型主体及保温罩；在进行实验时，所述模型主体被放置在所述的保温罩里；其中，所述模型主体为正四方体，用于模拟油藏，最高耐受温度为300℃，耐压10MPa。模型主体采用不锈钢锻造而成，包括依次层叠设置的：上盖板、钢垫、铜槽、石墨密封圈、环氧树脂板、两个填砂口、外螺栓、内螺栓、下箱体、五口直井模拟井、两口水平井模拟井、下箱体内壁的环氧树脂板、八十一个温度测孔、七个压力监测传感器、下箱体外壁的加热板；其中所述的上盖板上面设置有所述的两个填砂口，两个填砂口采用法兰密封，可开启，便于填砂等操作；上盖板的底面依次是钢垫、铜槽、石墨密封圈、环氧树脂板、防汽窜层，所述的铜槽设置在所述上盖板的四周；所述的石墨密封圈安放在所述的铜槽内，该石墨密封圈很好的保证了上盖板与下箱体在高温高压下的密封性。所述的外螺栓为连接上盖板与下箱体的螺栓，为碳钢12.9级M27螺栓；所述的内螺栓为压实模型主体内的填砂所用，也为碳钢12.9级M14螺栓。所述的下箱体为一个实体不锈钢块锻造而成，为一个整体，这样有助于模型的密封性，下箱体上设置有五口直井模拟井、两口水平井模拟井、下箱体内壁的环氧树脂板、八十一个温度测孔、七个压力监测传感器、下箱体外壁的加热板；所述的五口直井模拟井分别为自上而下延伸的第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井、第四直井模拟井、第五直井模拟井，这五口直井模拟井都为模型本体充分饱和原油使用，完全射开。所述的两口水平井模拟井分别为水平放置的第一水平井模拟井和第二水平井模拟井，其中第一水平井模拟井为水平生产井，第二水平井模拟井为水平注汽井，且第二水平井模拟井在第一水平井模拟井上部5cm的位置，两口水平井模拟井的水平段全部射孔。所有模拟井均为高精度激光割缝井，井管内径6mm，割缝尺寸0.3mm×0.8mm。每口井割缝数量10～40条。为了防止玻璃珠进入模拟井筒，在每口模拟井筒的外部要包裹一定目数的金属筛网。所述的下箱体四壁的环氧树脂板的作用是防止模型散热过快，为模型保温使用的。所述的八十一个温度测孔内装243根热电偶，热电偶分上、中、下三层均匀布置，上层热电偶距离上盖板2cm，下层热电偶距离下箱体底部2cm，中间层热电偶距离下箱体底部7.5cm，每层共81(9×9)根热电偶，经过软件插值反演可以得到油层中任意温度剖面。通过温度剖面可以清楚判断蒸汽及其热前缘在平面和纵向上的展布规律。该热电偶采用石墨垫密封方式，该方法每次密封前可任意调动热电偶的垂向高度，即使进行其他油层厚度的蒸汽驱实验也能够灵活调整。所述的七个压力监测传感器分别与五口直井模拟井、两口水平井模拟井相连接，以实时监测注汽井与采油井的压力变化。所述的下箱体外壁的加热板布置在下箱体的四周，每面一块加热板，是为模型内部加热使用的。所述的保温罩安装在模型主体上，一方面用于对模型主体进行保温，另一方面，保温罩上安装有风机，用于调节保温罩内的温度，使模型主体内加热的温度更快的均匀。
由于模型主体四周都是不锈钢制成，所以蒸汽驱物理模拟实验最大的问题是蒸汽会沿着模型的四周散热及发生汽窜的问题，为解决散热的问题，模型的四周及顶盖的底部都粘接了环氧树脂板；为解决汽窜问题，模型的四周及顶盖的底部都涂有防汽窜层，具体来说，所述防汽窜层具体可以应用一种防汽窜胶组成，该防汽窜胶为双组份，A组份和B组份，A:B按一定的比例混合后，耐温性能好，最高耐温300℃。该防汽窜胶的使用方法为，首先把模型的四周及顶盖的底部的表面清理干净，表面不能有铁锈，表面处理的越彻底，产品使用性能越好。然后配胶、施胶，按照A:B的比例要求，将A和B混合、搅拌，直至颜色均匀一致。先在模型四周的表面涂少许胶水，用力下压反复涂抹，使接触表面完全浸润胶，使其填满间隙并排除空气，然后再涂混合后的胶，涂好胶后再对胶进行拉毛，使涂好的胶层表面比较粗糙，能阻止蒸汽沿着其表面发生汽窜，注意施胶技巧，避免气泡裹入胶层。完全固化，先在室温下固化2小时，再在100℃条件下固化2-3小时，确保产品完全固化后投入使用，可获得更好的产品性能。该胶固化后抗压强度能达60MPa，剪切强度能达7MPa，弯曲强度能达15MPa，耐温能达300℃。
具体通过下述模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的多个实施例进行详细说明：
为了准确且有效地模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，进而能够基于该模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置研究驱泄复合开采超稠油过程中的开采机理及蒸汽腔扩展规律等，本申请提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的实施例，参见图1和图2，所述模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置具体包含有如下内容：
上盖板119、设有内腔的下箱体121、设置在该下箱体121内部的多个水平井模拟井和多个用于饱和超稠油原油的直井模拟井；各个所述直井模拟井分别与所述下箱体121的底板垂直设置，各个所述水平井模拟井分别与该底板平行设置，且各个所述直井模拟井和所述水平井模拟井分别与各自对应的未在图中显示的压力传感器连接；所述上盖板119用于与所述下箱体121的开口侧可拆卸式连接；所述下箱体121内设有多个与所述底板垂直设置的温度测孔，且各个所述温度测孔中均设有温度传感器。
为了有效提高模拟超稠油开采过程的准确性和全面性，在本申请的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的一实施例中，所述直井模拟井有五个，且其中的四个所述直井模拟井分别设置在所述下箱体121的立方体形状的内腔的四个夹角处；剩余的一个所述直井模拟井设置在所述内腔的中心位置处。所述水平井模拟井有两个，且各个所述水平井模拟井上均设有多个通孔；两个所述水平井模拟井与所述底板之间的距离不同，其中，与所述底板之间的距离较大的所述水平井模拟井用于模拟水平注汽井，与所述底板之间的距离较小的所述水平井模拟井用于模拟水平生产井。
举例来说，所述直井模拟井具体可以包含有：第一直井模拟井11、第二直井模拟井12、第三直井模拟井13、第四直井模拟井14和第五直井模拟井15；所述第一直井模拟井11、第二直井模拟井12、第三直井模拟井13和第四直井模拟井14分别设置在所述下箱体121的立方体形状的内腔的四个夹角处；所述第五直井模拟井15设置在所述内腔的中心位置处。
可以理解的是，所述第一直井模拟井11附近设有第一直井模拟井测压点11′，所述第二直井模拟井12附近设有第二直井模拟井测压点12′，所述第三直井模拟井13附近设有第三直井模拟井测压点13′，所述第四直井模拟井14附近设有第四直井模拟井测压点14′，所述第五直井模拟井15附近设有第五直井模拟井测压点15′。
为了进一步准确且有效地模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，在本申请的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的一实施例中，各个所述直井模拟井和水平井模拟井上均设有应用激光割缝方式设置的多道缝隙；各个所述直井模拟井和水平井模拟井的外部均设有金属筛网；各个所述温度测孔内的顶部和底部分别设有一个所述温度传感器，且所述温度测孔内的顶部和底部之间还设有至少一个所述温度传感器；所述温度传感器为应用石墨垫进行密封的热电偶18；所述下箱体121的内壁上设有环氧树脂板115；所述箱体的内壁上的环氧树脂板115的外壁设有防汽窜层112；所述下箱体121的外壁上设有加热板111；所述下箱体121的开口侧和所述上盖板119上均设有多个外螺栓孔110，且设置所述下箱体121的开口侧的外螺栓孔110与所述上盖板119上的各个外螺栓孔110的设置位置对应，以使所述上盖板119与所述下箱体121的开口侧之间可拆卸式连接。
为了准确且有效地模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，进而能够基于该模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置研究驱泄复合开采超稠油过程中的开采机理及蒸汽腔扩展规律等，在本申请提供的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的一实施例，参见图2和图3，所述模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置中的上盖板119具体包含有如下内容：
上盖板119上设有内螺栓孔113，以在所述上盖板119与所述下箱体121连接后，经由该内螺栓孔113压实所述下箱体121内的填砂；所述上盖板119上设有至少一个应用法兰19密封的填砂口114；所述上盖板119中的用于与所述下箱体121的开口侧连接的连接面上依次设有钢垫118、环氧树脂板115和防汽窜层112；所述钢垫118与环氧树脂板115之间设有石墨密封圈117；所述钢垫118与所述石墨密封圈117之间、所述环氧树脂板115与所述石墨密封圈117之间均设有铜槽116。
可以理解的是，所述填砂具体可以选取玻璃珠、河砂及石英砂等材料，在本申请中，为了更好地模拟开采超稠油，优先选取玻璃珠作为填砂材料。
所述实验系统三维装置用于模拟开采中的储层，包括：模型主体及保温罩120；在进行实验时，所述模型主体被放置在所述的保温罩120里；其中，所述模型主体为正四方体，用于模拟油藏，最高耐受温度为300℃，耐压10MPa。模型主体采用不锈钢锻造而成，包括依次层叠设置的：上盖板119、钢垫118、铜槽116、石墨密封圈117、环氧树脂板115、两个填砂口114、外螺栓、内螺栓孔113、下箱体121、五口直井模拟井、两口水平井模拟井、下箱体121内壁的环氧树脂板115、八十一个温度测孔、七个压力监测传感器、下箱体121外壁的加热板111；其中所述的上盖板119上面设置有所述的两个填砂口114，两个填砂口114采用法兰19密封，可开启，便于填砂等操作；上盖板119的底面依次是钢垫118、铜槽116、石墨密封圈117、环氧树脂板115、防汽窜层112，用于所述防汽窜层112的防汽窜胶具体可以为TS757高温防汽窜胶；所述的铜槽116设置在所述上盖板119的四周；所述的石墨密封圈117安放在所述的铜槽116内，该石墨密封圈117很好的保证了上盖板119与下箱体121在高温高压下的密封性。所述的外螺栓为连接上盖板119与下箱体121的螺栓，为碳钢12.9级M27螺栓；所述的内螺栓孔113为压实模型主体内的填砂所用，也为碳钢12.9级M14螺栓。所述的下箱体121为一个实体不锈钢块锻造而成，为一个整体，这样有助于模型的密封性，下箱体121上设置有所述五口直井模拟井、两口水平井模拟井、下箱体121内壁的环氧树脂板115、八十一个温度测孔、七个压力监测传感器、下箱体121外壁的加热板111；所述的五口直井模拟井分别为自上而下延伸的第一直井模拟井11、第二直井模拟井12、第三直井模拟井13、第四直井模拟井14、第五直井模拟井15，这五口直井模拟井都为模型本体充分饱和原油使用，完全射开。所述的两口水平井模拟井分别为水平放置的第一水平井模拟井16和第二水平井模拟井17，其中第一水平井模拟井16为水平生产井，第二水平井模拟井17为水平注汽井，且第二水平井模拟井17在第一水平井模拟井16上部5cm的位置，两口水平井模拟井的水平段全部射孔。所有模拟井均为高精度激光割缝井，井管内径6mm，割缝尺寸0.3mm×0.8mm。每口井割缝数量10～40条。为了防止玻璃珠进入模拟井筒，在每口模拟井筒的外部要包裹一定目数的金属筛网。所述的下箱体121四壁的环氧树脂板115的作用是防止模型散热过快，为模型保温使用的。所述的八十一个温度测孔内装243根热电偶18，热电偶18分上、中、下三层均匀布置，上层热电偶18距离上盖板119为2cm，下层热电偶18距离下箱体121底部2cm，中间层热电偶18距离下箱体121底部7.5cm，每层共八十一(9×9)根热电偶18，经过软件插值反演可以得到油层中任意温度剖面。通过温度剖面可以清楚判断蒸汽及其热前缘在平面和纵向上的展布规律。该热电偶18采用石墨垫密封方式，该方法每次密封前可任意调动热电偶18的垂向高度，即使进行其他油层厚度的蒸汽驱实验也能够灵活调整。所述的七个压力监测传感器分别与五口直井模拟井、两口水平井模拟井相连接，以实时监测注汽井与采油井的压力变化。所述的下箱体121外壁的加热板111布置在下箱体121的四周，每面一块加热板111，是为模型内部加热使用的。所述的保温罩120安装在模型主体上，一方面用于对模型主体进行保温，另一方面，保温罩120上安装有风机，用于调节保温罩120内的温度，使模型主体内加热的温度更快的均匀。
由于模型主体四周都是不锈钢制成，所以蒸汽驱物理模拟实验最大的问题是蒸汽会沿着模型的四周散热及发生汽窜的问题，为解决散热的问题，模型的四周及顶盖的底部都粘接了环氧树脂板115；为解决汽窜问题，模型的四周及顶盖的底部都涂防汽窜层112，该高温防汽窜胶为双组份，A组份和B组份，A:B按一定的比例混合后，耐温性能好，最高耐温300℃。该高温防汽窜胶的使用方法为，首先把模型的四周及顶盖的底部的表面清理干净，表面不能有铁锈，表面处理的越彻底，产品使用性能越好。然后配胶、施胶，按照A:B的比例要求，将A和B混合、搅拌，直至颜色均匀一致。先在模型四周的表面涂少许胶水，用力下压反复涂抹，使接触表面完全浸润胶，使其填满间隙并排除空气，然后再涂混合后的胶，涂好胶后再对胶进行拉毛，使涂好的胶层表面比较粗糙，能阻止蒸汽沿着其表面发生汽窜，注意施胶技巧，避免气泡裹入胶层。完全固化，先在室温下固化2小时，再在100℃条件下固化2-3小时，确保产品完全固化后投入使用，可获得更好的产品性能。该胶固化后抗压强度能达60MPa，剪切强度能达7MPa，弯曲强度能达15MPa，耐温能达300℃。
基于上述模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，本申请还提供一种驱泄复合开采超稠油的三维物理模拟实验系统，所述实验系统包括：三维装置、蒸汽注入装置、生产装置及数据采集与温度控制装置；所述蒸汽注入装置、生产装置及数据采集与温度控制装置连接于所述三维装置；其中，所述三维装置用于模拟开采中的储层。
所述蒸汽注入装置，用于向所述三维装置进行蒸汽的注入，包括空压机、注入泵、蒸汽发生器、第一回压阀、第一压力表、带伴热装置的注入管线。其中，空压机与第一注入泵连接，注入泵与蒸汽发生器相连接，蒸汽发生器与第一回压阀、第一压力表相连接，蒸汽发生器通过带伴热装置的注入管线与模型主体连接。由于这次实验设计的注入量比较大，超过100ml/min，所以第一注入泵采用了大流量的ISCO注入泵。特别是对水平井注汽井一般注汽量比较大的泵才能保证注汽均匀。
所述生产装置，用于接收所述三维装置产出的流体，包括产出伴热管线、第二回压阀、第二压力表、烧杯、第三回压阀、第三压力表；其中，第二回压阀连接第二压力表，第三回压阀连接第三压力表，第二回压阀、第三回压阀通过产出伴热管线与模型主体连接，烧杯用于接收所述第二回压阀产出的流体，当第二回压阀发生故障时，启用第三回压阀，这时，接着用烧杯接收所述第三回压阀产出的流体。
所述数据采集与温度控制装置，用于采集记录实验数据及对模型主体的加热温度进行控制，包括温度传感器、压力传感器、数据采集与传输装置、加热温度控制装置、计算机、UPS不间断电源。其中，温度传感器、压力传感器的一端布置于模型主体内，另一端与数据采集与传输装置相连；数据采集与传输装置与计算机相连，加热温度控制装置与计算机相连，计算机与UPS不间断电源相连。
具体通过下述模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置的多个实施例进行详细说明：
为了准确且有效地模拟驱泄复合开采超稠油技术的开采条件，进而能够基于该模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置研究驱泄复合开采超稠油过程中的开采机理及蒸汽腔扩展规律等，本申请提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统的实施例，参见图4和图5，所述模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统具体包含有如下内容：
蒸汽注入装置蒸汽注入装置2、生产装置3、数据采集与温度控制装置4，以及所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置1；所述蒸汽注入装置2、生产装置3和所述数据采集与温度控制装置4分别连接至所述三维装置1。
所述三维装置1的外部设有保温罩120；所述保温罩120上设有用于调节所述保温罩120内部温度的风机。蒸汽注入装置2包括：依次连接的空压机21、注入泵22、蒸汽发生器23和带伴热装置的注入管线26，以及与所述蒸汽发生器23连接的第一回压阀24和第一压力表25；所述带伴热装置的注入管线26与所述三维装置1连接。所述生产装置3包括：依次连接的产出伴热管线31、第二回压阀32和第二压力表33，以及经由所述产出伴热管线31与所述三维装置1连接的第三回压阀35；所述第三回压阀35上还连接有第三压力表36；所述第二回压阀32还连接有一烧杯34，该烧杯34用于容纳所述第二回压阀32产出的流体。所述数据采集与温度控制装置4包括：依次连接的加热温度控制装置42、计算机43和UPS不间断电源44；所述加热温度控制装置42与所述三维装置1连接；所述三维装置1与所述计算机43之间还连接有一数据采集与传输装置41。
具体来说，实验系统包括：三维装置1、蒸汽注入装置2、生产装置3及数据采集与温度控制装置4；蒸汽注入装置2、生产装置3及数据采集与温度控制装置4连接于三维装置1；所述三维装置1用于模拟开采中的储层。所述蒸汽注入装置2用于向三维装置1进行蒸汽及多种流体注入。所述生产装置3用于接收三维装置1产出的流体。所述数据采集与温度控制装置4用于采集记录实验数据及对模型主体的加热温度进行控制。
在本实施例中，蒸汽注入装置2包括：空压机21、注入泵22、蒸汽发生器23、第一回压阀24、第一压力表25、带伴热装置的注入管线26。其中，其中，所述注入泵22为大流量ISCO注入泵。
空压机21与注入泵22连接，注入泵22与蒸汽发生器23相连接，蒸汽发生器23与第一回压阀24、第一压力表25相连接，蒸汽发生器23通过带伴热装置的注入管线26与模型主体连接。由于这次实验设计的注入量比较大，超过100ml/min，所以第一注入泵22采用了大排量的注入泵22。特别是对水平井注汽井一般注汽量比较大的泵才能保证注汽均匀。
生产装置3包括：产出伴热管线31、第二回压阀32、第二压力表33、烧杯34、第三回压阀35、第三压力表36；其中，第二回压阀32连接第二压力表33，第三回压阀35连接第三压力表36，第二回压阀32、第三回压阀35通过产出伴热管线31与模型主体连接，烧杯34用于接收所述第二回压阀32产出的流体，当第二回压阀32发生故障时，启用第三回压阀35，这时，接着用烧杯34接收所述第三回压阀35产出的流体。
在本实施例中，数据采集装置包括：温度传感器、压力传感器、数据采集与传输装置41、加热温度控制装置42、计算机43、UPS不间断电源44。其中，温度传感器、压力传感器的一端布置于模型主体内，另一端与数据采集与传输装置41相连；数据采集与传输装置41与计算机43相连，加热温度控制装置42与计算机43相连，计算机43与UPS不间断电源44相连。
通过以上实施例的实验系统，实现模型主体内部压力实时跟踪，保持模型压板不变形；在一具体实施例中，设置有热电偶18有192根，热电偶18规格：φ1.2mm×2000mm带接头，补偿导线长3m，保证在实验过程中对模型主体内的温度场进行有效的监测，使系统运行参数满足实验要求。
基于上述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维模型装和/或模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，本申请还提供一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法的实施例，参见图6，所述模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法具体包含有如下内容：
步骤100：对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验。
步骤200：将所述三维装置分别与蒸汽注入装置、生产装置和数据采集与温度控制装置进行连接；
步骤300：对所述三维装置进行岩心饱和油模拟实验。
步骤400：在所述三维装置中的超稠油饱和后，静置所述三维装置。
步骤500：在与所述三维装置连接的蒸汽发生器升温至预设的实验温度时，向所述三维装置中注入热流体，并开启所述三维装置的应用驱泄复合蒸汽驱的方式开采超稠油的生产模式。
为了进一步提高模拟驱泄复合开采超稠油的实验过程的准确性和可靠性，在本申请的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法的一个实施例中，参见图7，所述模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中的步骤100之前还具体包含有如下内容：
步骤010：在所述下箱体的内壁设置防汽窜层。
步骤020：根据预设的储层参数将玻璃珠湿装至所述三维装置中。
步骤030：对封装有玻璃珠的所述三维装置进行试压及试漏测试。
在一种具体实施例中，参见图8，所述步骤010具体包含有如下内容：
步骤011：将所述下箱体的内壁中有油的表面进行清洗，和/或，将所述下箱体的内壁中受化学介质污染的表面进行清洗及烘干处理。
步骤012：将预获取的防汽窜胶按比例进行组分混合。
步骤013：在所述下箱体的内壁上涂刷胶水层，以使所述下箱体的内壁各处均浸有所述胶水层。
步骤014：在所述胶水层上涂刷经组分混合后的防汽窜胶，并对该防汽窜胶进行拉毛处理，以形成对应的防汽窜层。
步骤015：对所述防汽窜层进行固化处理。
在一种具体实施例中，参见图9，所述步骤020具体包含有如下内容：
步骤021：在所述上盖板处于开启的状态下，根据预设的储层参数将所述玻璃珠填装置所述三维装置中，且在填装所述玻璃珠过程中加入水，以使所述玻璃珠被水浸泡。
步骤022：在填装靠近所述下箱体的开口侧的最上层玻璃珠时，控制最上层的所述玻璃珠高于所述开口侧。
步骤023：将所述上盖板与所述下箱体密封连接。
步骤024：自设置在所述上盖板上的填砂口向所述下箱体的内腔补充填装所述玻璃珠。
在一种具体实施例中，参见图10，所述步骤030具体包含有如下内容：
步骤031：自目标直井模拟井的井口处向所述三维装置内注入水以进行试压及试漏测试，其中，所述目标直井模拟井为任一所述直井模拟井。
步骤032：若在预设时段后所述三维装置内的压力减小值小于预设压力值，则判定所述三维装置通过所述试压及试漏测试。
为了有效提高对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验的准确性和可靠性，在本申请的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法的实施例中，参见图11，所述模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中的步骤100具体包含有如下内容：
步骤101：在已装满所述玻璃珠的三维装置外部依次安装加热板和保温罩。
步骤102：应用气体将所述三维装置内的水驱替出来，以所述三维装置内的压力值降到负值。
步骤103：采用负压抽真空法自目标直井模拟井的井口处对所述三维装置进行抽真空处理，其中，所述目标直井模拟井为任一所述直井模拟井。
步骤104：将所述三维装置进行升温处理，并在负压环境下采用负压抽真空法自目标直井模拟井的井口处对所述三维装置进行抽真空处理。
步骤105：自另一直井模拟井的井口处控制所述三维装置进行吸水饱和处理，并根据该直井模拟井吸水的重量确定所述三维装置内的已装玻璃珠的孔隙体积。
可以理解的是，第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井、第四直井模拟井和第五直井模拟井；所述第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井和第四直井模拟井分别设置在所述下箱体的立方体形状的内腔的四个夹角处；所述第五直井模拟井设置在所述内腔的中心位置处。
基于上述内容，参见图12，所述模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中的步骤300具体包含有如下内容：
步骤301：自所述第一直井模拟井的井口注入超稠油原油，并分别从所述第三直井模拟井、第二直井模拟井和第四直井模拟井的井口采出所述超稠油原油。
步骤302：自所述第五直井模拟井的井注入所述超稠油原油，并分别从所述第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井和第四直井模拟井的井口采出所述超稠油原油。
步骤303：在采出所述超稠油原油的过程中，对所述三维装置和装有超稠油原油的中间容器进行加热以使所述超稠油原油流动。
在本申请的一个实施例中，参见图13，所述模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法中的步骤400具体包含有如下内容：
步骤401：在所述三维装置中的超稠油饱和后，将盛装有该三维装置的保温罩的温度降低至预设温度值。
步骤402：将所述三维装置静置数日，以充分模拟超稠油的油藏状况。
具体来说，在本申请的一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法的具体应用实例中，具体包含有如下内容：
(一)首先要抹防汽窜层：该胶的施工工艺有：
1)表面处理：
①有油表面的需要除油后清洗见本色；
②受化学介质污染的表面需清洗、烘干见本色。
2)混合：
双组分，按比例调配，搅拌、碾压，使混合后的胶均匀，颜色一致，在操作时间内用完，随用随配。
3)涂敷：
先涂少许胶水，用力下压反复涂抹，使接触表面完全浸润胶，使其填满间隙并排除空气，然后再涂混合后的胶，涂好胶后再对胶进行拉毛，使涂好的胶层表面比较粗糙，能阻止蒸汽沿着其表面发生汽窜。
4)固化：
先在室温下固化2小时，再在100℃条件下固化2-3小时。
(二)将玻璃珠按储层参数进行装填，把上盖板打开往下箱体内进行湿装玻璃珠，装玻璃珠过程中要边装边放水，要使玻璃珠始终被水浸泡着，这样能使玻璃珠装的比较密实，特别是最上层的玻璃珠装的时候一定要好好的捣实、刮平，最上层的玻璃珠装的时候模型中间部分要比四周部分装的要高1cm，这样上盖板合上后最上层的玻璃珠会压的很实，否则实验过程中玻璃珠很容易塌。最后合上上盖板后如果装玻璃珠不够充足，再从上盖板的两个填砂口进行装填玻璃珠。
(三)模型主体试压：模型封装好以后，接着对模型主体进行系统试压试漏，从第一直井模拟井11口处用泵往模型主体内注入水进行打压，系统试压10MPa，12小时系统压力降小于0.005MPa为合格。如有泄漏，要及时更换密封部件。
(四)岩心饱和水：给模型主体装上加热板、保温罩，先从第一直井模拟井的井口处对已装满玻璃珠的模型主体进行抽真空，抽真空前先用气体把模型内的大部分水吹出来，然后再用真空泵抽模型内的水，等模型内的压力降到负压后，开始采用负压抽真空法，这时将模型主体进行升温70℃，在负压下对70℃的模型主体进行抽真空会很快把模型主体抽成真空，抽真空完毕后从第三直井模拟井的井口处使已装满玻璃珠的模型主体进行吸水饱和，根据吸水的重量计算出模型主体内已装玻璃珠的孔隙体积。
(五)把实验流程连接好，接着用250℃蒸汽测试模型及软件的采集效果。
(六)岩心饱和油：先从第一直井模拟井的井口进行注入原油，分别从第三直井模拟井的井口、第二直井模拟井的井口、第四直井模拟井的井口进行采出原油，其次从第五直井模拟井的井口进行注入原油，分别从第一直井模拟井的井口、第二直井模拟井的井口、第三直井模拟井的井口、第四直井模拟井的井口进行采出原油。由于是超稠油，饱和油的过程中要对模型主体及装油的中间容器加热一定的温度以使超稠油能够流动。
(七)老化：模型饱和油后，让恒温箱温度降至油藏温度25℃，放置3天进行老化。由于是超稠油，所以要老化3天，用于充分模拟超稠油的油藏状况。
(八)待蒸汽发生器升温至实验温度250℃时，先打开连接第一回压阀、第一压力表的旁通管路，使热流体通过旁通管路流畅稳定后，然后关闭旁通管路，开始从第六直井模拟井蒸汽驱井网往模型主体内注入经过旁通管路流畅稳定的蒸汽；注蒸汽速率100ml/min，开始驱泄复合蒸汽驱开采超稠油生产模式。
通过本申请的驱泄复合开采超稠油的三维物理模拟实验装置及方法，能够精确的模拟在驱泄复合蒸汽驱过程中蒸汽腔的发育特征及生产动态规律、开发效果；监测驱替过程中驱替压差的变化；蒸汽腔向上部扩展速度得到部分抑制，增大蒸汽腔波及体积，并且方便测量出蒸汽腔扩展过程中温度场的变化规律，为研究提高蒸汽驱热效率、增大蒸汽波及体积，进一步对提高油汽比的超稠油油藏驱泄复合有效开发技术提供数据支持，有助于后续的理论研究和数值模拟研究。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本申请公开并帮助理解各个申请方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，申请方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本申请并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本申请的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本申请中应用了具体实施例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，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申请的限制。

Claims (31)

1.一种模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，包括：上盖板、设有内腔的下箱体、设置在该下箱体内部的多个水平井模拟井和多个用于饱和超稠油原油的直井模拟井；
各个所述直井模拟井分别与所述下箱体的底板垂直设置，各个所述水平井模拟井分别与该底板平行设置，且各个所述直井模拟井和所述水平井模拟井分别与各自对应的压力传感器连接；
所述上盖板用于与所述下箱体的开口侧可拆卸式连接；
所述下箱体内设有多个与所述底板垂直设置的温度测孔，且各个所述温度测孔中均设有温度传感器。
2.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述直井模拟井有五个，且其中的四个所述直井模拟井分别设置在所述下箱体的立方体形状的内腔的四个夹角处；剩余的一个所述直井模拟井设置在所述内腔的中心位置处。
3.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述水平井模拟井有两个，且各个所述水平井模拟井上均设有多个通孔；
两个所述水平井模拟井与所述底板之间的距离不同，其中，与所述底板之间的距离较大的所述水平井模拟井用于模拟水平注汽井，与所述底板之间的距离较小的所述水平井模拟井用于模拟水平生产井。
4.根据权利要求1至3任一项所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，各个所述直井模拟井和水平井模拟井上均设有应用激光割缝方式设置的多道缝隙。
5.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，各个所述直井模拟井和水平井模拟井的外部均设有金属筛网。
6.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，各个所述温度测孔内的顶部和底部分别设有一个所述温度传感器，且所述温度测孔内的顶部和底部之间还设有至少一个所述温度传感器。
7.根据权利要求1或6所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述温度传感器为应用石墨垫进行密封的热电偶。
8.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述下箱体的内壁上设有环氧树脂板。
9.根据权利要求8所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述箱体的内壁上的环氧树脂板的外壁设有防汽窜层。
10.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述下箱体的外壁上设有加热板。
11.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述下箱体的开口侧和所述上盖板上均设有多个外螺栓孔，且设置所述下箱体的开口侧的外螺栓孔与所述上盖板上的各个外螺栓孔的设置位置对应，以使所述上盖板与所述下箱体的开口侧之间可拆卸式连接。
12.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述上盖板上设有内螺栓孔，以在所述上盖板与所述下箱体连接后，经由该内螺栓孔压实所述下箱体内的填砂。
13.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述上盖板上设有至少一个应用法兰密封的填砂口。
14.根据权利要求1所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述上盖板中的用于与所述下箱体的开口侧连接的连接面上依次设有钢垫、环氧树脂板和防汽窜层。
15.根据权利要求14所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置，其特征在于，所述钢垫与环氧树脂板之间设有石墨密封圈；
所述钢垫与所述石墨密封圈之间、所述环氧树脂板与所述石墨密封圈之间均设有铜槽。
16.一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，其特征在于，包括：蒸汽注入装置、生产装置、数据采集与温度控制装置，以及如权利要求1至15任一项所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置；
所述蒸汽注入装置、生产装置和所述数据采集与温度控制装置分别连接至所述三维装置。
17.根据权利要求16所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，其特征在于，所述三维装置的外部设有保温罩；
所述保温罩上设有用于调节所述保温罩内部温度的风机。
18.根据权利要求16所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，其特征在于，所述蒸汽注入装置包括：依次连接的空压机、注入泵、蒸汽发生器和带伴热装置的注入管线，以及与所述蒸汽发生器连接的第一回压阀和第一压力表；
所述带伴热装置的注入管线与所述三维装置连接。
19.根据权利要求16所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，其特征在于，所述生产装置包括：依次连接的产出伴热管线、第二回压阀和第二压力表，以及经由所述产出伴热管线与所述三维装置连接的第三回压阀；
所述第三回压阀上还连接有第三压力表；
所述第二回压阀还连接有一烧杯，该烧杯用于容纳所述第二回压阀产出的流体。
20.根据权利要求16所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验系统，其特征在于，所述数据采集与温度控制装置包括：依次连接的加热温度控制装置、计算机和UPS不间断电源；
所述加热温度控制装置与所述三维装置连接；
所述三维装置与所述计算机之间还连接有一数据采集与传输装置。
21.一种模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，该实验方法应用权利要求1至15任一项所述的模拟驱泄复合开采超稠油的三维装置实现，所述实验方法包括：
对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验；
将所述三维装置分别与蒸汽注入装置、生产装置和数据采集与温度控制装置进行连接；
对所述三维装置进行岩心饱和油模拟实验；
在所述三维装置中的超稠油饱和后，静置所述三维装置；
在与所述三维装置连接的蒸汽发生器升温至预设的实验温度时，向所述三维装置中注入热流体，并开启所述三维装置的应用驱泄复合蒸汽驱的方式开采超稠油的生产模式。
22.根据权利要求21所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，在所述对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验之前，还包括：
在所述下箱体的内壁设置防汽窜层；
根据预设的储层参数将玻璃珠湿装至所述三维装置中；
对封装有玻璃珠的所述三维装置进行试压及试漏测试。
23.根据权利要求22所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，所述在所述下箱体的内壁设置防汽窜层，包括：
将所述下箱体的内壁中有油的表面进行清洗，和/或，将所述下箱体的内壁中受化学介质污染的表面进行清洗及烘干处理；
将预获取的防汽窜胶按比例进行组分混合；
在所述下箱体的内壁上涂刷胶水层，以使所述下箱体的内壁各处均浸有所述胶水层；
在所述胶水层上涂刷经组分混合后的防汽窜胶，并对该防汽窜胶进行拉毛处理，以形成对应的防汽窜层；
对所述防汽窜层进行固化处理。
24.根据权利要求22所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，所述根据预设的储层参数将玻璃珠湿装至所述三维装置中，包括：
在所述上盖板处于开启的状态下，根据预设的储层参数将所述玻璃珠填装置所述三维装置中，且在填装所述玻璃珠过程中加入水，以使所述玻璃珠被水浸泡；
在填装靠近所述下箱体的开口侧的最上层玻璃珠时，控制最上层的所述玻璃珠高于所述开口侧；
将所述上盖板与所述下箱体密封连接。
25.根据权利要求24所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，还包括：
自设置在所述上盖板上的填砂口向所述下箱体的内腔补充填装所述玻璃珠。
26.根据权利要求22所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，所述对封装有玻璃珠的所述三维装置进行试压及试漏测试，包括：
自目标直井模拟井的井口处向所述三维装置内注入水以进行试压及试漏测试，其中，所述目标直井模拟井为任一所述直井模拟井；
若在预设时段后所述三维装置内的压力减小值小于预设压力值，则判定所述三维装置通过所述试压及试漏测试。
27.根据权利要求21所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，所述对内部封装有玻璃珠的所述三维装置进行岩心饱和水模拟实验，包括：
在已装满所述玻璃珠的三维装置外部依次安装加热板和保温罩；
应用气体将所述三维装置内的水驱替出来，以所述三维装置内的压力值降到负值；
采用负压抽真空法自目标直井模拟井的井口处对所述三维装置进行抽真空处理，其中，所述目标直井模拟井为任一所述直井模拟井；
将所述三维装置进行升温处理，并在负压环境下采用负压抽真空法自目标直井模拟井的井口处对所述三维装置进行抽真空处理；
自另一直井模拟井的井口处控制所述三维装置进行吸水饱和处理，并根据该直井模拟井吸水的重量确定所述三维装置内的已装玻璃珠的孔隙体积。
28.根据权利要求21所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，所述直井模拟井包括：第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井、第四直井模拟井和第五直井模拟井；
所述第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井和第四直井模拟井分别设置在所述下箱体的立方体形状的内腔的四个夹角处；
所述第五直井模拟井设置在所述内腔的中心位置处。
29.根据权利要求28所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，对所述三维装置进行岩心饱和油模拟实验，包括：
自所述第一直井模拟井的井口注入超稠油原油，并分别从所述第三直井模拟井、第二直井模拟井和第四直井模拟井的井口采出所述超稠油原油；
自所述第五直井模拟井的井注入所述超稠油原油，并分别从所述第一直井模拟井、第二直井模拟井、第三直井模拟井和第四直井模拟井的井口采出所述超稠油原油。
30.根据权利要求29所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，还包括：
在采出所述超稠油原油的过程中，对所述三维装置和装有超稠油原油的中间容器进行加热以使所述超稠油原油流动。
31.根据权利要求21所述的模拟驱泄复合开采超稠油的实验方法，其特征在于，所述在所述三维装置中的超稠油饱和后，静置所述三维装置，包括：
在所述三维装置中的超稠油饱和后，将盛装有该三维装置的保温罩的温度降低至预设温度值；
将所述三维装置静置数日，以充分模拟超稠油的油藏状况。
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