[发明专利]一种稠油油藏注气吞吐采油物理模拟实验装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开发领域，具体涉及一种用于模拟稠油油藏注气吞吐采油过程的实验装置和方法。

背景技术

在石油开发领域中，注气吞吐采油是指在不超过地层破裂压力的注入压力下，向油井中注入吞吐气体(天然气、二氧化碳等)，然关井焖井一段时间，让注入气体尽可能多地与地层原油接触并溶解，达到饱和，称之为吞入过程；待浸泡期结束后开井生产，由于溶解气驱作用及原油膨胀，停留在地层内的气体混同被膨胀的原油一同流出井口，完成喷吐过程。

目前，中国稠油开发方式主要包括蒸汽吞吐(约占78％)，蒸汽驱(约占10％)和常规水驱(约占10％)。这些方法工艺简单，采收率较高，适合埋藏较浅(小于1000m)的稠油油藏。然而，对于埋藏深(一般大于1500m)的深层稠油油藏，由于注蒸汽热损失率大，注蒸汽压力、地面注气设备及工艺要求高，给该类稠油的开采带来了困难。而注气吞吐开采方式则不存在热损失问题，天然气、二氧化碳等注入气体在稠油中的溶解降黏作用、稠油和注入气接触面之间的传质作用以及注入气近井筒地带的弹性驱动和携带作用等都有助于稠油油藏的增产。近几年几个油田还进行了小规模的注气(天然气、二氧化碳气等)吞吐开发现场试验，并取得了很好的效果。但由于室内实验装置的限制，注气吞吐相关机理和注采参数研究不够系统还不够完善，对矿场油藏管理指导作用小，不利于大规模推广应用。国内外在油藏注气吞吐开发模拟方法和装置进行了大量的工作，以下对现有的油藏注气吞吐开发模拟方法和装置进行一些介绍：

1、国外的一种现有的注天然气吞吐采油实验装置，该装置包括水注入装置、岩心管、压差传感器、气体计量器、油水计量器、阀门等。但其对于开展油藏注气吞吐机理研究仍存在以下不足：1)模型规模较小，特别是一维长度不够，不能模拟从注气井到注气井(采油井)之间的整个地层弹性；2)能够进行的吞吐周期少、周期采出程度高，与现场实际生产不符；3)模型沿程没有设置压力测点，无法研究注气吞吐过程中能量的传递和转移规律。

2、国内的一种注二氧化碳吞吐采油实验装置。该装置包括水注入装置、岩心管、压力表、阀门、气体流量计、六通阀、分离器、回压调节阀等。但其对于开展油藏注气吞吐机理研究现有实验装置仍存在以下不足：1)模型一维长度不够，不能模拟从注气井到注气井(采油井)之间的整个地层弹性；2)不能监测模型不同部位压力变化，无法研究注气吞吐过程中能量的传递和转移规律。

3、另外国内的一种注天然气吞吐采油实验装置。该装置包括注入泵、岩心管、压力表、气源、产出系统等。但其对于开展油藏注气吞吐机理研究现有实验装置仍存在以下不足：1)模型沿程不具备压力监测系统，无法真实反映注气与回采过程中的油藏压力梯度变化情况及注气吞吐过程中能量的传递和转移规律；2)单管模型能够进行的吞吐周期少、周期采出程度高，与现场实际生产不符；3)多根岩心管模型之间使用细管线进行联通，与实际地层渗流情况不符。

有鉴于现有技术的上述诸多问题，本设计人基于从事相关领域多年的丰富经验及专业知识，结合应用实际，积极加以研究创新，以期克服现有技术的上述缺点，提供一种能够较为真实地在室内模拟向地层注气、焖井、回采过程，并能够监测注气和回采过程中模拟从注气井(生产井)井底到地层远端不同位置的压力(压力梯度)分布规律的稠油油藏注气吞吐采油物理模拟实验装置与方法，从而找到吞吐过程中的最优动态工作制度，为稠油油藏注气吞吐开发的机理及应用研究提供了一个可靠的研究平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够较为真实地在室内模拟向地层注气、焖井、回采过程，并能够监测模拟注气和回采过程中从注气井(生产井)井底到地层远端不同位置的压力及压力梯度分布规律的稠油油藏注气吞吐采油物理模拟实验装置。

本发明的另一个目的是提供一种稠油油藏注气吞吐采油物理模拟实验方法，该方法能够较为真实地在室内模拟向地层注气、焖井、回采过程，并能够监测注气和回采过程中从注气井(生产井)井底到地层远端不同位置的压力及压力梯度分布规律，从而找到吞吐过程中的最优动态工作制度。

为达到上述目的，本发明提出一种稠油油藏注气吞吐采油物理模拟实验装置，所述实验装置包括：注入系统、模型系统、产出控制系统和数据采集及控制系统，其中：

模型系统，包括模型本体、若干个压力测点接口及恒温套，所述模型本体由多根岩心管依次串接而成，在每根所述岩心管上沿轴向布设有多个所述压力测点接口，每根所述岩心管的管壁上包裹有所述恒温套；