稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置的制作方法

技术特征：
1.一种稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，包括，模型系统，用于模拟稠油油藏注气吞吐生产结构，包括模型本体，所述模型本体为耐高温高压的三维物理模型本体，所述模型本体上设有角井，所述模型系统还包括温控单元，所述温控单元包括所述模型本体的上壁呈同心环形设置的第一加热瓦和侧壁上呈板状设置的第二加热瓦，所述温控单元还包括温度监测系统和温度监测调整装置，所述温度监测系统设置于模型本体内部，温度监测调整装置与第一加热瓦和第二加热瓦电连接；注入系统，用于向模型系统注入实验用气体或液体；压力保持系统，用于对模型系统施压以模拟稠油油藏压力，包括与角井相连的中间容器，中间容器内充满气体，所述中间容器上连接压力监控系统；产出控制系统，用于模拟稠油油藏产出控制结构，包括背压控制单元和油气分离单元，所述背压控制单元与所述模型本体连通，所述油气分离单元与所述背压控制单元连通；数据采集及控制系统，用于采集稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验的数据信息且能控制所述模型系统、所述注入系统、所述压力保持系统和所述产出控制系统。2.如权利要求1所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述第一加热瓦的功率计算方法如下：设定t
s
为模型本体内部监测到设定位置的温度，单位为℃；t
r
为油藏温度，单位为℃；α为盖层热扩散系数，单位为cm2/min；t为温度前缘与盖层接触的时间，单位为min；为单位时间内热量损失量，即需要设定的加热瓦功率，单位为w；q
l0
为温度前缘扩展至监测位置的热损失速度，单位为w；t0为实验开始至温度前缘扩展至监测位置的时间，单位为min；λ
c
为模型本体的壁面视导热系数，w/m℃；则：为模型本体的壁面视导热系数，w/m℃；则：3.如权利要求1所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，中间容器控制角井的压力，压力计算方法如下：其中，p为角井处测量的压力，单位为mpa；p
wf
为井底的回压，单位为mpa；q
f
为周期结束时现场的产液量，单位为m3/min；k
f
为实际地层渗透率，单位为d；h
f
为实际地层厚度，单位为m；q
m
为周期结束时模型的产液量，单位为ml；k
m
为模型渗透率，单位为d；h
m
为模型厚度，单位为cm。4.如权利要求1所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述注入系统包括并联设置的气体注入单元、蒸汽注入单元和注剂注入单元，所述气体注入单元、所述蒸汽注入单元和所述注剂注入单元上连接有驱动单元，所述注剂注入单元与模型本体的进口端连通，所述气体注入单元和所述蒸汽注入单元均与模型本体的出口端连通。5.如权利要求4所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述注剂注入单元包括注剂活塞容器，所述注剂活塞容器的两侧设置第一控制阀组；所述蒸汽注入单元包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器上连接第二控制阀组；所述气体注入单元包括
注入气活塞容器，所述注入气活塞容器的两侧设置第三控制阀组。6.如权利要求5所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述驱动单元包括计量泵和真空泵，所述计量泵分别通过第一控制阀组、第二控制阀组和第三控制阀组与注剂活塞容器、蒸汽发生器、注入气活塞容器连通；所述真空泵设置于模型本体的进口端。7.如权利要求6所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述注剂注入单元包括地层水注入单元和原油注入单元，所述地层水注入单元和所述原油注入单元分别通过输液管路与模型本体的进口端连通；所述真空泵设置于模型本体的进口端的输液管路上；所述气体注入单元和所述蒸汽注入单元均通过输气管路与模型本体的出口端连通。8.如权利要求1所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述背压控制单元包括背压活塞容器和回压阀，回压阀的输入端经由回压阀控制阀门与模型本体的出口端连通；所述油气分离单元包括串接的分离器和气体流量计，所述分离器通过管路与回压阀的输出端相连接。9.如权利要求4所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述数据采集及控制系统包括数据采集单元和数据处理单元，所述数据采集单元与所述模型本体相接，用于采集所述模型本体内的压力、温度及吞吐气体流量数据；所述数据采集单元通过数据线与所述数据处理单元相连接，所述数据处理单元用于实时监视和处理数据。10.如权利要求9所述的稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，其特征在于，所述数据采集单元包括压力传感器、温度传感器和气体质量流量计，所述压力传感器采集所述模型本体内的压力，所述压力传感器通过数据采集板与所述数据处理单元电连接；所述温度传感器采集所述模型本体内的温度，所述温度传感器通过温度显示与控制模块与所述数据处理单元电连接，所述气体质量流量计通过数据线与所述数据处理单元电连接，所述气体质量流量计经由阀门与模型本体的出口端相连接。

技术总结
本发明为一种稠油油藏注空气吞吐采油物理模拟实验装置，包括，模型系统，用于模拟稠油油藏注气吞吐生产结构，包括模型本体，模型本体为耐高温高压的三维物理模型本体，模型系统还包括温控单元，温控单元包括第一加热瓦、第二加热瓦、温度监测系统和温度监测调整装置；注入系统，用于向模型系统注入实验用气体或液体；压力保持系统，用于对模型系统施压以模拟稠油油藏压力衰竭过程，包括中间容器，中间容器上连接压力监控系统；产出控制系统，用于模拟稠油油藏产出控制结构，包括背压控制单元和油气分离单元；数据采集及控制系统。本发明可以提高吞吐过程热损失与室内物模实验热损失的相似程度，提高吞吐过程流体运移描述可靠程度。度。度。


技术研发人员：郭二鹏 李秋 李松林 蒋有伟 关文龙
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.06.02
技术公布日：2022/12/5