一種模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置，包括多組分注入系統(tǒng)（S1）、產(chǎn)出采集系統(tǒng)（S2）和模型系統(tǒng)（S3），多組分注入系統(tǒng)包括水蒸汽發(fā)生裝置，氮?dú)獍l(fā)生裝置以及二氧化碳發(fā)生裝置，多組分注入系統(tǒng)產(chǎn)生的多組分流體通過(guò)中間容器注入模型系統(tǒng)的井模型中，井模型的出口與產(chǎn)出采集系統(tǒng)中的產(chǎn)出收集裝置相連接。根據(jù)本發(fā)明的模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置能準(zhǔn)確地反映多組分流體注入工藝參數(shù)對(duì)稠油熱采的影響，適用于油氣田開(kāi)發(fā)與開(kāi)采工程中的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。
【專利說(shuō)明】一種模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于油氣田開(kāi)發(fā)與開(kāi)采工程中的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)稠油資源分布廣泛，然而，稠油膠質(zhì)浙青質(zhì)高，粘度大，流動(dòng)性差，生產(chǎn)困難。為了解決稠油的高效開(kāi)發(fā)問(wèn)題，油田科技工作者開(kāi)發(fā)出利用多組分流體吞吐技術(shù)高效開(kāi)采稠油井的工藝。多組分流體是一種含有水(蒸汽)、氮?dú)?、二氧化碳及化學(xué)添加劑等多種組分，用于稠油油田提高采收率的高溫流體。多組分流體中不同組分具有不同的增產(chǎn)機(jī)理:熱水和水蒸汽對(duì)稠油具有加熱降粘作用；二氧化碳對(duì)稠油具有溶解、溶脹降粘作用，溶解于水之后形成的碳酸對(duì)地層具有解堵作用；而氮?dú)饩哂袛U(kuò)大多組分流體的地下波及范圍、對(duì)地層增能保壓、提高熱采過(guò)程中回采水率的作用。
[0003]為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)多組分流體吞吐熱采工藝的實(shí)施效果，需對(duì)注入?yún)?shù)，包括注入溫度、注入量、注入速度、燜井時(shí)間等進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的工藝設(shè)計(jì)。多組分流體吞吐模擬實(shí)驗(yàn)包括“吞”和“吐”，即注入和采出階段。目前有兩種模型可實(shí)現(xiàn)模擬吞吐，一種由模型本體、注入系統(tǒng)、采出系統(tǒng)組成，另一種為模型本體、流體儲(chǔ)能器、注入系統(tǒng)、采出系統(tǒng)組成。第一種模型由于模型都是剛性的，在注入階段易存在注入壓力高、流體難以注入的情況，無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的；第二種模型由于流體儲(chǔ)能器的加入，可以較好的實(shí)現(xiàn)注入，但由于儲(chǔ)能器在計(jì)量、壓力恢復(fù)上存在的誤差，在采出階段無(wú)法真實(shí)模擬油藏的情況。
[0004]因此，需要一種針對(duì)多組分流體吞吐熱采的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，為多組分流體吞吐采油提供科學(xué)的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置，用于研究注入溫度、注入量、注入速度、燜井時(shí)間及不同組分百分比等工藝參數(shù)的優(yōu)化工作。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置，包括多組分注入系統(tǒng)、產(chǎn)出采集系統(tǒng)和模型系統(tǒng)，多組分注入系統(tǒng)包括水蒸汽發(fā)生裝置，氮?dú)獍l(fā)生裝置以及二氧化碳發(fā)生裝置，多組分注入系統(tǒng)產(chǎn)生的多組分流體通過(guò)中間容器注入模型系統(tǒng)的井模型中，井模型的出口與產(chǎn)出采集系統(tǒng)中的產(chǎn)出收集裝置相連接。
[0007]優(yōu)選地，模型系統(tǒng)包括圓柱筒體和與圓柱筒體兩端密封配合的活塞，活塞與圓柱筒體動(dòng)密封。優(yōu)選地，活塞與圓柱筒體共同形成帶圍壓穩(wěn)定系統(tǒng)的模型系統(tǒng)，圍壓穩(wěn)定的方式通過(guò)沿活塞桿的縱向布置的彈簧或通過(guò)液壓來(lái)控制。
[0008]優(yōu)選地，圓柱筒體由內(nèi)而外依次由橡膠層與金屬層圍成，井模型延伸至圓柱筒體的腔體內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，水蒸汽發(fā)生裝置包括水容器、蒸汽發(fā)生器及中間容器，水容器的出口通過(guò)泵與蒸汽發(fā)生器的進(jìn)口連通，蒸汽發(fā)生器的出口與中間容器的進(jìn)口連通，中間容器的出口與井模型的進(jìn)口連通。氮?dú)獍l(fā)生裝置包括液氮容器、泵及中間容器，液氮容器的進(jìn)口處設(shè)有泵，液氮容器的出口與中間容器的進(jìn)口連通，中間容器的出口與井模型的進(jìn)口連通。二氧化碳發(fā)生裝置包括液體二氧化碳容器、泵及中間容器，液體二氧化碳容器的進(jìn)口處設(shè)有泵，液體二氧化碳容器的出口與中間容器的進(jìn)口連通，中間容器的出口與井模型的進(jìn)口連通。
[0010]優(yōu)選地，圓柱筒體設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口，數(shù)據(jù)采集接口延伸至圓柱筒體的腔體內(nèi)并與數(shù)據(jù)采集器相連接，數(shù)據(jù)采集器包括溫度傳感器、壓力傳感器及數(shù)據(jù)采集裝置。
[0011]優(yōu)選地，圓柱筒體置于恒溫箱中。中間容器與井模型之間、井模型的出口與產(chǎn)出收集裝置之間均可以設(shè)有截止閥和壓力流量計(jì)。
[0012]利用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確地反映多組分流體注入工藝參數(shù)對(duì)稠油熱采的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可信，對(duì)改進(jìn)多組分流體吞吐開(kāi)采工藝有重要的指導(dǎo)意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。
[0014]各附圖標(biāo)記如下:1水容器、2泵、3、(液體二氧化碳、液氮)容器、4截止閥、5中間容器、6壓力流量計(jì)、7產(chǎn)出收集裝置、8井模型、9數(shù)據(jù)采集接口、10金屬層、11橡膠層、12活塞、13恒溫箱、14蒸汽發(fā)生器、15圓柱筒體、SI多組分注入系統(tǒng)、S2產(chǎn)出采集系統(tǒng)、S3模型系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。如無(wú)特殊說(shuō)明，下述實(shí)例所使用實(shí)驗(yàn)方法均為常規(guī)方法、所使用材料均可從商業(yè)用途得到。
[0016]如圖1所示，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明提供的模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置，其包括多組分注入系統(tǒng)S1、產(chǎn)出采集系統(tǒng)S2和模型系統(tǒng)S3。多組分注入系統(tǒng)SI包括水蒸汽發(fā)生裝置，氮?dú)獍l(fā)生裝置以及二氧化碳發(fā)生裝置。多組分注入系統(tǒng)SI產(chǎn)生的多組分流體通過(guò)中間容器注入模型系統(tǒng)S3的井模型8中。井模型8的出口與產(chǎn)出采集系統(tǒng)S2中的產(chǎn)出收集裝置7相連接。
[0017]本發(fā)明的模型系統(tǒng)S3的圍壓由彈性壓力維持裝置提供，模型本體具有向外膨脹的空間，以容納注入的流體。模型本體上外圍層具有動(dòng)密封，在注入階段可根據(jù)注入流體的體積沿滑軌向外擴(kuò)展；在回采階段，在圍壓的作用下，沿滑軌向內(nèi)壓縮。另外，模型系統(tǒng)還可以具有保溫層。
[0018]具體地，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的模型系統(tǒng)S3包括圓柱筒體15和與圓柱筒體兩端密封配合的活塞12，共同形成帶圍壓穩(wěn)定系統(tǒng)的模型系統(tǒng)，圍壓穩(wěn)定的方式通過(guò)沿活塞桿縱向布置的彈簧(壓縮與伸長(zhǎng))或通過(guò)液壓來(lái)控制，壓力值由具體模擬油藏的壓力確定?；钊?2與圓柱筒體15動(dòng)密封。圓柱筒體15由內(nèi)而外依次由橡膠層11與金屬層10圍成，所述橡膠層與金屬層形成環(huán)腔。圓柱筒體15至少設(shè)有4個(gè)數(shù)據(jù)采集接口 9，所述數(shù)據(jù)采集接口 9延伸至圓柱筒體的腔體內(nèi)。圓柱筒體15設(shè)有至少一個(gè)流體進(jìn)出口，所述流體進(jìn)出口延伸至橡膠層11與金屬層10圍成環(huán)腔內(nèi)。圓柱筒體15還可以設(shè)有井模型8，井模型8延伸至圓柱筒體15的腔體內(nèi)，整個(gè)圓柱筒體15置于恒溫箱13中。優(yōu)選地，活塞12通過(guò)密封圈與圓柱筒體15的橡膠層11密封配合。
[0019]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置還提供了多組分注入系統(tǒng)SI和產(chǎn)出采集系統(tǒng)S2，多組分注入系統(tǒng)SI包括水蒸汽發(fā)生裝置，氮?dú)獍l(fā)生裝置以及二氧化碳發(fā)生裝置。參見(jiàn)圖1，在多組分注入系統(tǒng)SI中，相同的構(gòu)件用相同的圖形繪出，但沒(méi)有以重復(fù)的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。水蒸汽發(fā)生裝置包括水容器1、蒸汽發(fā)生器14及中間容器5。水容器出口通過(guò)泵2與蒸汽發(fā)生器14進(jìn)口連通；蒸汽發(fā)生器14出口與中間容器5進(jìn)口連通。氮?dú)獍l(fā)生裝置主要為液氮容器3、泵及中間容器，液氮容器進(jìn)口處設(shè)有泵，為液氮容器3提供動(dòng)力；液氮容器3出口與中間容器進(jìn)口連通。二氧化碳發(fā)生裝置主要為液體二氧化碳容器3、泵及中間容器，液體二氧化碳容器進(jìn)口處設(shè)有泵，為液體二氧化碳容器3提供動(dòng)力，液體二氧化碳容器3出口與中間容器進(jìn)口連通。
[0020]上述水蒸汽發(fā)生裝置、氮?dú)獍l(fā)生裝置和二氧化碳發(fā)生裝置的中間容器5的出口與井模型8的進(jìn)口連通，中間容器與井模型之間設(shè)有截止閥4、壓力流量計(jì)6，以監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)流體的壓力、流量。數(shù)據(jù)采集接口 9與數(shù)據(jù)采集器相連接，數(shù)據(jù)采集器包括溫度傳感器、壓力傳感器及數(shù)據(jù)采集裝置。井模型出口與產(chǎn)出收集裝置7相連接，之間也設(shè)有截止閥和壓力流量計(jì)，以計(jì)量出口流體壓力及流量。
[0021]在恒溫箱13內(nèi)將圓柱筒體模型充滿模擬地層砂；井模型8放置在圓柱筒體內(nèi)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，根據(jù)不同組分比例，調(diào)節(jié)泵流速，將產(chǎn)生的多組分流體通過(guò)中間容器5注入井模型8中。隨著注入流體的增加，模型系統(tǒng)內(nèi)壓力升高，推動(dòng)活塞，使得腔體推動(dòng)動(dòng)密封向外擴(kuò)展，容納進(jìn)入的流體。關(guān)閉井模型入口，燜井一段時(shí)間后，打開(kāi)井模型出口，在彈簧彈性壓力或液壓壓力的驅(qū)動(dòng)下流體通過(guò)出口產(chǎn)出，利用壓力流量計(jì)采集模型系統(tǒng)不同位置的壓力、溫度，以及流出井模型的流體壓力、流量，進(jìn)而得到多組分流體注入壓力、注入溫度、注入流速等注入?yún)?shù)對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)的影響。
[0022]利用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置，可以模擬不同注入?yún)?shù)對(duì)多組分流體熱采的生產(chǎn)指標(biāo)的影響，為稠油油藏多組分流體開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。
[0023]雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬多組分流體吞吐熱采的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括多組分注入系統(tǒng)(SI)、產(chǎn)出采集系統(tǒng)(S2)和模型系統(tǒng)(S3)，所述多組分注入系統(tǒng)包括水蒸汽發(fā)生裝置，氮?dú)獍l(fā)生裝置以及二氧化碳發(fā)生裝置，所述多組分注入系統(tǒng)產(chǎn)生的多組分流體通過(guò)中間容器注入所述模型系統(tǒng)的井模型(8)中，所述井模型的出口與所述產(chǎn)出采集系統(tǒng)中的產(chǎn)出收集裝置(7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模型系統(tǒng)包括圓柱筒體(15)和與圓柱筒體兩端密封配合的活塞(12)，所述活塞與所述圓柱筒體動(dòng)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述圓柱筒體由內(nèi)而外依次由橡膠層(11)與金屬層(10)圍成，所述井模型延伸至所述圓柱筒體的腔體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水蒸汽發(fā)生裝置包括水容器(I)、蒸汽發(fā)生器(14)及中間容器，所述水容器的出口通過(guò)泵(2)與所述蒸汽發(fā)生器(14)的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器(14)的出口與所述中間容器的進(jìn)口連通，所述中間容器的出口與所述井模型的進(jìn)口連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述氮?dú)獍l(fā)生裝置包括液氮容器(3)、泵及中間容器，所述液氮容器的進(jìn)口處設(shè)有泵，所述液氮容器的出口與中間容器的進(jìn)口連通，所述中間容器的出口與所述井模型的進(jìn)口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述二氧化碳發(fā)生裝置包括液體二氧化碳容器、泵及中間容器，所述液體二氧化碳容器的進(jìn)口處設(shè)有泵，所述液體二氧化碳容器的出口與中間容器的進(jìn)口連通，所述中間容器的出口與所述井模型的進(jìn)口連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述圓柱筒體設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口(9)，所述數(shù)據(jù)采集接口(9)延伸至圓柱筒體的腔體內(nèi)并與數(shù)據(jù)采集器相連接，所述數(shù)據(jù)采集器包括溫度傳感器、壓力傳感器及數(shù)據(jù)采集裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述圓柱筒體置于恒溫箱(13)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述中間容器與所述井模型之間、所述井模型的出口與所述產(chǎn)出收集裝置之間均設(shè)有截止閥和壓力流量計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述活塞與所述圓柱筒體共同形成帶圍壓穩(wěn)定系統(tǒng)的模型系統(tǒng)，圍壓穩(wěn)定的方式通過(guò)沿所述活塞桿的縱向布置的彈簧或通過(guò)液壓來(lái)控制。
【文檔編號(hào)】E21B43/24GK103867176SQ201410126492
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】孫永濤, 周治春, 林濤, 劉花軍, 劉海濤, 馬增華, 宋宏志, 郭勇 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司