CN205840857U - 一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，包括高压二维模型，所述高压二维模型通过管路分别连接有蒸汽发生装置，热水发生装置，油容器、化学容器和水容器，所述管路上还连接有增压装置和气体压力调节装置，所述高压二维模型上还连接有模型出口计量装置，所述高压二维模型包括模拟支架，所述模拟支架一侧设置有翻转轴承座，模拟支架另一侧设置有驱动机构，所述模型下盖、模型外框体和模型上盖之间围合有密闭空间，所述密闭空间上壁设置有上封头，所述密闭空间下壁设置有下封头，所述上封头和下封头围合成模拟井。该实验装置可以用于可开展对于特定油藏采用上述开发方式的室内模拟与优化研究、可开展在上述不同开发方式下油藏地质参数对开采效果影响的研究。

Description

一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置

技术领域

本发明属于稠油热采开发领域，具体涉及一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置。

背景技术

蒸汽腔发育程度是蒸汽重力采油(SAGD)开发的一个重要指标。及时掌握蒸汽腔发育方向及范围有助于提高SAGD生产管理，掌握稠油生产递减规律。目前，国内外常采用理论推导、数值模拟来预测蒸汽腔的发育，采用微地震及SAGD生产过程中地层压力、温度变化来监测蒸汽腔发育情况。理论推导大都建立在蒸汽腔边界平整、匀称的基础之上。蒸汽腔边界位于高温蒸汽与加热稠油的交界。通过压力试井方法只能获取蒸汽腔的整体大小，但无法识别蒸汽腔的具体形状。微地震监测结果虽然精确，但花费成本高，且对蒸汽腔无法做到实时监测。

实用新型内容

本实用新型提出一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，该实验装置可以用于可开展对于特定油藏采用上述开发方式的室内模拟与优化研究、可开展在上述不同开发方式下油藏地质参数(包括油层渗透率、含油饱和度、孔隙度、油粘度、油层非均质性等)对开采效果影响的研究；、可开展在上述不同开发方式下油藏工程参数、注采工艺参数(包括井网、井型、井距、注汽温度、注汽速度、注汽干度、射孔井段、射孔位置等)对开采效果影响的研究。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，其特征在于，包括高压二维模型，所述高压二维模型通过管路分 别连接有蒸汽发生装置，热水发生装置，油容器、化学容器和水容器，所述蒸汽发生装置，热水发生装置，油容器、化学容器和水容器均分别和注入泵相连接,所述管路上还连接有增压装置和气体压力调节装置，所述高压二维模型上还连接有模型出口计量装置，所述模型出口计量装置包括气液分离器、气体采集器、油水计量器，所述高压二维模型包括模拟支架，所述模拟支架一侧设置有翻转轴承座，模拟支架另一侧设置有驱动机构，所述翻转轴承座和驱动机构之间设置有模型本体，所示模型本体通过旋转轴连接在翻转轴承座和驱动机构之间，所述模型本体包括模型下盖，所述模型下盖上设置有模型外框体，所述模型外框体上设置有模型上盖，所述模型下盖、模型外框体和模型上盖之间围合有密闭空间，所述密闭空间上壁设置有上封头，所述密闭空间下壁设置有下封头，所述上封头和下封头围合成模拟井，所述模拟井内设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器连接到外部的数据采集系统中。

进一步的，所述模型本体外部包覆设置有伴热保温套，所述密闭空间内壁还设置有内部隔热板，所述伴热保温套内设置有加热管。

进一步的，所述驱动机构为一蜗轮箱，所述旋转轴连接在蜗轮箱的蜗轮上，所述蜗轮和蜗杆相匹配，所述蜗杆末端连接有转动盘。

本实用新型的有益效果如下：该实验装置可以用于可开展对于特定油藏采用上述开发方式的室内模拟与优化研究、可开展在上述不同开发方式下油藏地质参数(包括油层渗透率、含油饱和度、孔隙度、油粘度、油层非均质性等)对开采效果影响的研究；、可开展在上述不同开发方式下油藏工程参数、注采工艺参数(包括井网、井型、井距、注汽温度、注汽速度、注汽干度、射孔井段、射孔位置等)对开采效果影响的研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示的一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，包括高压二维模型，所述高压二维模型通过管路分别连接有蒸汽发生装置2，热水发生装置3，油容器5、化学容器6和水容器7，所述蒸汽发生装置2，热水发生装置3，油容器5、化学容器6和水容器7均分别和注入泵1相连接,所述管路上还连接有增压装置8和气体压力调节装置9，所述高压二维模型上还连接有模型出口计量装置，所述模型出口计量装置包括气液分离器10、气体采集器11、油水计量器12，所述高压二维模型包括模拟支架13，所述模拟支架13一侧设置有翻转轴承座14，模拟支架另一侧设置有驱动机构15，所述翻转轴承座14和驱动机构15之间设置有模型本体16，所示模型本体16通过旋转轴10连接在翻转轴承座14和驱动机构15之间，所述模型本体16包括模型下盖17，所述模型下盖上设置有模型外框体18，所述模型外框体18上设置有模型上盖19，所述模型下盖17、模型外框体18和模型上盖19之间围合有密闭空间，所述密闭空间上壁设置有上封头21，所述密闭空间下壁设置有下封头20，所述上封头21和下封头20围合成模拟井22，所述模拟井22内设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器连接到外部的数据采集系统4中。

所述模型本体外部包覆设置有伴热保温套23，所述密闭空间内壁还设置有内部隔热板24，所述伴热保温套内设置有加热管25。

所述驱动机构为一蜗轮箱，所述旋转轴10连接在蜗轮箱的蜗轮上，所述蜗轮和蜗杆相匹配，所述蜗杆末端连接有转动盘26。

高压二维模型通过伴热保温套23以及加热管25进行外部加热及保温，确保内部工作温度，从而准确模拟地层温度，连接通过刚性连接将以上部件均固定于模拟支架3上，该模拟支架13可使得高压二维模型翻转，模拟一定的角度；所述温度传感器和压力传感器将采集到的压力传输到数据采集系统中。

本实用新型在使用的时候过程如下：

步骤1、通过吊装设备将高压二维模型的模型上盖以及下封头拆卸至专用放置支架上，向模拟井填入准备好的实验砂并均匀铺装，并将上封头及上盖装好；

步骤2、将实验所需的稠油加入到油容器中、化学剂加入到化学容器中、地层水加入到水容器中，然后将各管线等连接到高压二维模型中，并检查设备管路连接情况；

步骤3、在设备供电以及管路连接正常的情况下，启动设备总电源，启动蒸汽发生装置、热水发生装置进行前段预热，通过油容器、化学容器和水容器相高压二维模型的模拟井中冲入一定实验介质；

步骤4、启动增压装置等，将多元热流体介质增压至实验所需的压力；

步骤5、待蒸汽发生装置以及热水发生装置预热完毕后启动泵分别想模型内注入模拟液体；

步骤6、对模型出口计量装置产出的气、油、水分别计量。

步骤7、通过数据采集系统采集到的温度压力信息以及模型出口计量装置测得的气、油、水质量，对模拟的地层状态进行分析。

本实用新型的蒸汽发生装置可用于提供蒸汽干度为90％—100％的饱和蒸汽和超临界蒸汽，该装置可以和任何蒸汽驱替模型或装置方便对接，可按设定温度和流量稳定外供过热蒸汽，自动控温准确度高(偏差小于0.1℃)，压力波动度小；蒸汽发生装置带有自控装置，可以任意设定温度、压力，并可跟踪监测、显示温度和压力。采用电接点压力表来控制加温，不会因加温造成超压，另外还配置有安全阀，即使超压安全阀也会实施溢流保护，可实现双重保险。

本实用新型的热水发生装置可按设定温度和流量稳定提供接近100℃的热水，用以调节蒸汽干度；该热水发生装置采用PDI电控技术，具有自动控温准确度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，其特征在于，包括高压二维模型，所述高压二维模型通过管路分别连接有蒸汽发生装置，热水发生装置，油容器、化学容器和水容器，所述蒸汽发生装置，热水发生装置，油容器、化学容器和水容器均分别和注入泵相连接，所述管路上还连接有增压装置和气体压力调节装置，所述高压二维模型上还连接有模型出口计量装置，所述模型出口计量装置包括气液分离器、气体采集器、油水计量器，所述高压二维模型包括模拟支架，所述模拟支架一侧设置有翻转轴承座，模拟支架另一侧设置有驱动机构，所述翻转轴承座和驱动机构之间设置有模型本体，所示模型本体通过旋转轴连接在翻转轴承座和驱动机构之间，所述模型本体包括模型下盖，所述模型下盖上设置有模型外框体，所述模型外框体上设置有模型上盖，所述模型下盖、模型外框体和模型上盖之间围合有密闭空间，所述密闭空间上壁设置有上封头，所述密闭空间下壁设置有下封头，所述上封头和下封头围合成模拟井，所述模拟井内设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器连接到外部的数据采集系统中。

2.根据权利要求1所述的一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，其特征在于，所述模型本体外部包覆设置有伴热保温套，所述密闭空间内壁还设置有内部隔热板，所述伴热保温套内设置有加热管。

3.根据权利要求1所述的一种稠油热采高温高压二维物理模拟实验装置，其特征在于，所述驱动机构为一蜗轮箱，所述旋转轴连接在蜗轮箱的蜗轮上，所述蜗轮和蜗杆相匹配，所述蜗杆末端连接有转动盘。