[发明专利]SAGD技术中的旋转磁场测距导向模拟仿真试验台

说明书

技术领域

本发明涉及SAGD技术中的旋转磁场测距导向模拟仿真试验台。

背景技术

随着世界经济的不断发展,对石油的需求也在不断上升。而随着轻质油开采储量的减少，未来对稠油/超稠油的开采力度会越来越大。蒸汽辅助重力泄油（Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD）是80年代开始发展起来的开发超稠油油田的一项前沿技术。国外主要以加拿大为代表，国内辽河油田SAGD技术发展最快，最具代表性。

SAGD方法的基本机理是流体热对流与热传导相结合，实现蒸汽和油水之间的对流，在依靠原油和凝析液的重力作用开采稠油。SAGD一般通过两种方式来实现，一种方式是在靠近油层底部钻一对上下平行的水平井，上面水平井注汽，下面水平井采油；另一种方式是在底部钻一口水平井，在其正上方钻一口或几口垂直井。有上面注入井注入的蒸汽向上及侧面移动形成饱和蒸汽室，蒸汽在蒸汽室周围冷凝并加垫油层被加热降粘的原油和冷凝水在重力作用下流入生产井。在SAGD方式中，成对水平井的钻井工艺是较为复杂和困难的。这主要是由于SAGD开采效果的好坏首先取决于两个水平井的水平段轨迹是否准确地在设计规定的油层位置，其次两个水平段之间的空间位置关系决定了后期注汽阶段蒸汽腔的形成和利用是否能够合理高效。成对水平井SAGD是目前应用最广泛的SAGD布井方式，SAGD开采对钻井工艺提出非常严格的要求，成对水平井的水平段轨迹除了要保证在预计储层段内以一定的角度和方向穿行外，还必须严格控制上下两个水平段的轨迹在重力垂向和水平方向的相对位置关系，一般在可能的条件下，要求水平段尽可能保持水平，减少水平段轨迹的上下位移。应将水平段轨迹在垂向上的位置控制在5-8m左右，水平面方向上的位移控制在±1m以内，由于双水平井SAGD两井之间的距离较小，要求两口水平井尽可能平行。因此，对双水平段轨迹的精确跟踪测量工艺和随钻控制能力都提出了非常高的要求。常规水平井轨迹测量手段和控制工艺很难达到这种精度要求，因此SAGD水平井钻井必然涉及轨迹精确定向控制及磁定位导向等核心关键技术。目前，还没有合适的模拟仿真试验台来模拟探管与旋转磁场相对位置。发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了SAGD技术中的旋转磁场测距导向模拟仿真试验台，通过该试验台能在地面模拟地下SAGD钻井时，根据探管与旋转磁场相对位置的真实位置，得到计算机计算后的理论距离与相对方向。可以把所得到的理论数据与实际测量数据相比较，进而修正计算机SAGD测距导向软件的参数值，使软件在实际钻井应用中垂直方向与水平方向上的位移控制更精确，更贴近实际钻井状态。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

SAGD技术中的旋转磁场测距导向模拟仿真试验台，包括基架，所述基架上安装有可在基架的水平面内任意相对移动的探管托架装置与移动支架装置；

所述移动支架装置上安装有旋转磁场托架装置，旋转磁场托架装置安装有旋转磁场装置，旋转磁场托架装置由电机带动在空间内移动，旋转磁场装置跟随旋转磁场托架装置移动；

所述探管托架装置上安装有钻井探测用探管仪器，探管仪器将所测得的旋转磁场数据传输给电脑，电脑将数据处理后得出探管与旋转磁场的理论距离与方向。

所述电机为直流电机。

所述旋转磁场托架装置的上下位置均装有限位装置。实现旋转磁场装置在上下位置移动时位移超行程的断电保护。

所述移动支架装置的Y方向上两端均装有限位装置。从而实现对旋转磁场托架装置运动位移超行程时的断电保护。

所述基架在移动支架装置运动的X方向上装有限位装置。当移动支架装置在基架上移动到限位装置时实验台自动断开控制移动支架装置该运动方向的电机，从而实现对移动支架装置的断电保护。

所述旋转磁场装置由操控面板的控制在试验台空间范围内由电机驱动任意移动来改变空间位置。

所述旋转磁场装置在旋转磁场托架装置上由电机带动在空间内上下移动，移动支架装置在基架上水平移动，实现旋转磁场托架装置在水平面内的X方向的位置移动，进而旋转磁场装置在水平面内的X方向的位置移动；

所述旋转磁场托架装置中旋转磁场托架底板的运动方向与移动支架装置在基架上的运动方向垂直，从而带动旋转磁场托架装置与旋转磁场装置在水平面内Y方向的位置移动。

本发明一方面实现在地面上对稠油钻采的平行水平井SAGD的真实模拟；另一方面通过真实模拟对已有SAGD旋转电磁测距导向软件相应参数进行修改。以适应SAGD钻井现场的适用要求使垂向上和水平面的轨迹位移控制更精确。

本发明的有益效果：