一种油藏开发模拟系统、油藏模型本体及其数据处理方法技术方案

一种油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其包括蒸汽注入系统、油藏模型本体、上覆压力系统、数据采集与图形处理系统；其中油藏模型本体用于模拟实际油臧，油藏模型本体其包括油藏模型外壳、绝热层、模拟油藏、模拟直井、模拟水平井、引压管和热电偶及其接口。该技术方案解决了蒸汽吞吐弹性能量的模拟，并且高温高压油藏模型本体设计满足井网、井别的多种组合要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地质开发技术，具体属于石油开发技术，更具体地涉及一种用于研究热力采油机理及预测其开发效果的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，以及涉及一种在该油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统中使用的油藏模型本体，另外涉及在上述系统中所使用的数据采集与处理的方法。
技术介绍
众所周知，在石油地球物理勘探及开发技术中，提高地震勘探精度、解决陆相沉积盆地复杂的地质问题以及选择有效的开发方案是一项系统工程，涉及采集方法、静校正技术、噪音压制技术、精细成像技术以及开发物理模拟等技术的许多方面。 在开发物理模拟技术中，关于热力采油提高原油采收率的研究方法主要有物理模拟、数值模拟、矿场试验。物理模拟主要开展的是一维管式驱替或二维、三维驱替实验，研究油藏内宏观波及和驱替的渗流机理；数值模拟主要依赖修正后的达西定律，及一些其他相关的物理和化学定律进行数值计算。但是热力采油过程是一个非常复杂的流动过程，涉及到物理、化学、力学等多个学科，由于此前大量机理没有弄清楚，建立的数学模型不完善，数值模拟结果还不能完全反映油藏内的真实流动。矿场试验是最能够反映油藏内真实的流动过程，获得的数据是真实的，也是其他研究结果的对比基础。不足之处在于获得的数据较少，不能解决一些开发模拟的机理问题和工程中的普遍性问题，并且需要大量的财力和物力支持。 另外，目前已有的热采比例模型是利用已提出的热采相似理论体系为基础，过于简单，在实际工业化开发中无法真正实现，并且已有的热采比例模型是针对单一开发过程开展模拟的。在稠油油藏的开发全过程中，所使用的技术一般涉及蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)等多个相互衔接的物理过程，如果分别采用不同已有的热采比例模型，不仅仅无法单独实现，并且无法实现各个物理过程之间的衔接，从而实现工业化生产。 此外，根据模型实验条件及试验压力的不同，一般将蒸汽驱比例模型分为高压比例物理模型(压力大于0.3MPa，温度可达100℃以上)、低压比例物理模型(压力在0～0.1MPa)和真空比例物理模型(模拟压力低于大气压，蒸汽注入温度低于100℃)三类。 其中，真空与低压模型使用与原型(地质结构真实情况)不同的流体和孔隙介质，在低于原型的温度、压力下进行试验，从而建造费用低，操作方便。但是，由于使用与原型(地质结构真实情况)不同的流体和孔隙介质，造成对实际油藏开发的参考使用价值不大。高压模型采用的岩石—流体系统与原型油藏几乎相同或相近，其温度、压力也与原型接近或相等，因此可以较好地模拟岩石的热膨胀、原油的蒸馏作用、岩石和流体的相互作用。但是，建立完善的高压模型会面临温度、压力高，设备规模、技术难度和投资高的局面。因此，目前已建立的热采高压模型基本上压力均小于5MPa，并且温度小于200℃，进而与实际地质或油藏结构不相同且不能真正模拟地下情况，因而造成对实际油藏开发的参考使用价值也不是很大。如果构造与真实地质或油藏结构相同或相近的物理模拟模型，而又面临着许多技术难点没有突破，如油藏条件下传热传质模拟、高温高压条件下模型密封、多井同注同采等。 全球稠油资源巨大，其地质储量高于常规油气资源之和。中国稠油资源也比较丰富，但是油藏类型繁多，地质条件复杂，油品性质变化范围大，油藏埋藏较深，新发现的还有超深层、低渗透稠油油藏。为了将地下资源合理开发，对于稠油油藏的开发技术来说，目前急需一种合适的模拟开采技术，以此来提高开采的准确性、原油采收率和合理开发稠油油藏。
技术实现思路
针对现有模拟技术的不足，本专利技术进行多次实验及研究了复杂驱动体系提高原油采收率技术，提出了一种油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统。其中所涉及的“热力驱动体系三维油藏物理模拟系统”指的是根据相似原理将油田实际油藏作为原型按相似比例设计实验模型，在模拟实际油藏温度和压力等条件下借助于现代科学技术，如先进的传感技术、图象处理技术、计算机技术、自动控制技术等等，在三维模型上进行复杂驱动体系的物理模拟实验研究。 根据本专利技术，提出一种油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，所述油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其包括蒸汽注入系统、油藏模型本体、上覆压力系统、数据采集与图形处理系统；蒸汽注入系统包括高压恒速计量泵、蒸汽发生器、干度控制等部分；蒸汽注入系统用于向油藏模型本体提供具有一定的温度、流速、压力和干度的水蒸汽；油藏模型本体用于模拟实际油藏，油藏模型本体包括油藏模型外壳、绝热层、模拟油藏、模拟直井、模拟水平井、引压管和热电偶及其接口；上覆压力系统包括球形压力罐、补液泵、安全阀、电加热元件及其温控、各类管线接口及相应的连接管线、阀门；数据采集与图形处理系统用于收集的采出液及油藏模型本体内温度、压力场监测、控制以及信息数据的处理，包括电磁气动阀、回压阀、样品收集器、数据线、温度、压力、差压数据采集器以及微机，还包括相应的处理系统硬件和软件部分。 优选地，油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统中的油藏模型本体包括盖板、内卡套、模拟直井、变径、加热管线、内卡套、引压管、两通、加热管线、水泥盖板、密封带、法兰、模型砂、底板、水泥底层、热偶、双卡套、热偶侧板、热偶后板、真空绝热层后板、水平井侧板、粘结剂、真空绝热层侧板、模拟水平井。 优选地，上述油藏模型本体进一步包括油藏模型外壳，该油藏模型外壳为不锈钢板焊接而成的正方体壳体且有上、下两个法兰及盖板和底板；盖板上有模拟直井和引压管接口，底板上仅有引压管接口，盖板和底板与模型外壳法兰采用耐高温、高压的戈尔密封带进行密封；油藏模型外壳四块侧板上分别布置了热电偶接口和模拟水平井接口，其中三块侧板为热电偶侧板及另一块侧板为模拟水平井侧板；油藏模型外壳内侧四周为双层绝热，外层为真空绝热层，内层采用了耐高温无机粘结剂进行涂敷与粘结憎油水的绝热材料。 更优选地，在油藏模型本体中，在盖板下面和底板上面为模拟油藏，包括盖层、非均质油层和底层，厚度可根据需求加以调节。 进一步，在油藏模型本体中，在油藏模型本体内可装填油层孔隙模拟介质，以模拟不同井网的注采单元。 另外地，整个油藏模型本体置于上覆压力系统内的油藏模型本体支架上，油藏模型本体内压力与上覆压力系统压力之差不大于0.5MPa。 优选地，油藏模型本体中设置多于9口模拟直井和多于9口模拟水平井，模拟水平井和模拟直井均为Φ8×1mm的不锈钢管，其上有狭缝以模拟实际油井的射孔。 更优选地，在模拟井布置中模拟直井布置在盖板上，通过内卡套与盖板相连，通过变径与加热管线相连；该模拟井布置包括盖板(4001)、真空绝热层(4002)、变径(4003)、加热管线(4004)、盖层(4005)、内卡套(4006)、模拟直井(4007)；各部件结合为一整体，协作配合实现模拟设置的功能。 进一步地，油藏模型本体内布置200个温度测点和58个压力测点，所有热偶穿过三块油藏模型外壳侧板引入油藏模型本体内部，58支引压管分别经过盖板和底板引入油藏模型本体内部。 另外，提供一种在上述油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统中使用的数据采集与处理的方法，该方法包括前处理子系统、试验数据采集子系统、后处理子系统，该三个子系统数据接口通过文件实现数据流的传送； 其中前处理子系统实现步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其包括蒸汽注入系统、油藏模型本体、上覆压力系统、数据采集与图形处理系统；　其中，蒸汽注入系统包括高压恒速计量泵、蒸汽发生器、干度控制等部分；蒸汽注入系统用于向油藏模型本体提供具有一定的温度、流速、压力和干度的水蒸汽；　油藏模型本体用于模拟实际油藏，油藏模型本体包括油藏模型外壳、绝热层、模拟油藏、模拟直井、模拟水平井、引压管和热电偶及其接口；　上覆压力系统包括球形压力罐、补液泵、安全阀、电加热元件及其温控、各类管线接口及相应的连接管线、阀门；　数据采集与图形处理系统用于收集的采出液及油藏模型本体内温度、压力场监测、控制以及信息数据的处理，包括电磁气动阀、回压阀、样品收集器、数据线、温度、压力、差压数据采集器以及微机，还包括相应的处理系统硬件和软件部分。

【技术特征摘要】
1.一种油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其包括蒸汽注入系统、油藏模型本体、上覆压力系统、数据采集与图形处理系统；其中，蒸汽注入系统包括高压恒速计量泵、蒸汽发生器、干度控制等部分；蒸汽注入系统用于向油藏模型本体提供具有一定的温度、流速、压力和干度的水蒸汽；油藏模型本体用于模拟实际油藏，油藏模型本体包括油藏模型外壳、绝热层、模拟油藏、模拟直井、模拟水平井、引压管和热电偶及其接口；上覆压力系统包括球形压力罐、补液泵、安全阀、电加热元件及其温控、各类管线接口及相应的连接管线、阀门；数据采集与图形处理系统用于收集的采出液及油藏模型本体内温度、压力场监测、控制以及信息数据的处理，包括电磁气动阀、回压阀、样品收集器、数据线、温度、压力、差压数据采集器以及微机，还包括相应的处理系统硬件和软件部分。2.依据权利要求1的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中油藏模型本体包括盖板、内卡套、模拟直井、变径、加热管线、内卡套、引压管、两通、加热管线、水泥盖板、密封带、法兰、模型砂、底板、水泥底层、热偶、双卡套、热偶侧板、热偶后板、真空绝热层后板、水平井侧板、粘结剂、真空绝热层侧板、模拟水平井。3.依据权利要求2的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中油藏模型本体进一步包括油藏模型外壳，该油藏模型外壳为不锈钢板焊接而成的正方体壳体且有上、下两个法兰及盖板和底板；盖板上有模拟直井和引压管接口，底板上仅有引压管接口，盖板和底板与油藏模型外壳法兰采用耐高温、高压的戈尔密封带进行密封；油藏模型外壳四块侧板上分别布置了热电偶接口和模拟水平井接口，其中三块侧板为热电偶侧板及另一块侧板为模拟水平井侧板；油藏模型外壳四块侧板的内侧四周为双层绝热，外层为真空绝热层，内层采用了耐高温无机粘结剂进行涂敷与粘结憎油水的绝热材料。4.依据权利要求3的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中油藏模型本体中在盖板下面和底板上面为模拟盖底层，厚度可根据需求加以调节。5.依据权利要求3的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中在油藏模型内可装填油层孔隙模拟介质，以模拟不同井网的注采单元。6.依据权利要求3的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中整个油藏模型本体置于上覆压力系统内的油藏模型本体支架上，油藏模型本体内压力与上覆压力系统压力之差不大于0.5MPa。7.依据权利要求3的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中在油藏模型本体中设置多于9口模拟直井和多于9口模拟水平井，模拟水平井和模拟直井均为Φ8×1mm的不锈钢管，其上有狭缝以模拟实际油井的射孔。8.依据权利要求7的油藏注蒸汽热采多方式联动三维比例模拟系统，其中在模拟井布置中模拟直井布置在盖板上，通过内卡套与盖板相连，通过变径与加热管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘其成，张方礼，张勇，刘宝良，耿德艳，赵庆辉，于涛，王刚，刘成桢，
申请(专利权)人：刘其成，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]