本发明涉及sagd开采技术领域，尤其涉及一种用于研究夹层对双水平sagd开采影响的实验装置。
背景技术：
sagd-steamassistedgravitydrainage，即蒸汽辅助重力泄油，作为热力采油技术领域的一种技术，在开采稠油、超稠油以及油砂方面，可以获得较高的采收率，在全球各大稠油油藏地区都取得了成功的应用。sagd布井方式主要分为直井-水平井和双水平井的井网形式，其中双水平井sagd井网形式应用较广。双水平井sagd原理：两口水平井采用平行布井方式，上注下采，注汽井注入大量高温、高干度蒸汽，蒸汽通过汽化潜热来加热油藏，由于注汽井在生产井的正上方，蒸汽腔覆盖了生产井上方油层，在重力驱动的作用下，由下方生产井产出。管柱结构采取较为常用的长短管形式，可以有效防止汽堵，在循环预热阶段，长管注汽，短管排液，在sagd生产阶段，注汽井长短管同时注汽，生产井关闭长管，打开短管采油。在大部分稠油油藏中，也往往分布着或大或小、物性参差不齐的隔夹层，隔夹层的存在会影响着高干度蒸汽所携带者蒸汽热量的传递，影响开采效果。随着夹层厚度、夹层面积和夹层距离油层顶部位置的增大，sagd的采出程度和油汽比都随之下降；随着夹层渗透率的增大，采出程度和油汽比随之上升。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
为解决不同物性、不同厚度、不同面积以及不同分布方式的夹层对sagd开采的影响，研究夹层物性以及分布模式对sagd开采的影响，为此我们发明了一种用于研究夹层对双水平井sagd开采特点的实验装置，以模拟夹层对sagd开采影响，解决以上技术问题。
(二)技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种用于研究夹层对双水平井sagd开采影响的实验装置，包括装置主体和主控装置(8)，其中装置主体(1)包括实验装置箱(2)、sagd井组模具(3)、夹层模具装置(4)、夹层模具(41)、凹槽(42)、夹层模具装置接口(43)、外环密封口(44)、内环嵌入口(45)、夹层模具嵌入通道(46)、隔热装置(5)、泥岩盖层装置(6)、温度传感器(7)，主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置(9)、管线(10)、压力计(11)、流量计(12)、开关(13)、烧杯(14)、蒸汽孔(15)、原油储层(16)。
所述实验装置箱(2)顶部覆有泥岩盖层装置(6)，下方附有温度传感器(7)。所述实验装置箱(2)为玻璃缸，外部覆有隔热装置(5)，实验装置箱(2)内部设有原油储层(16)、温度传感器(7)、sagd井组模具(3)，夹层模具装置(4)位于原油储层(16)内部，温度传感器(7)在与sagd井组模具(3)延伸方向相平行的实验装置内部的一面上。
所述sagd井组模具(3)由环空管和长短油管组成，井组模具材料为玻璃管，玻璃管只有两端为开口，短油管下部可装有抽油装置(9)，环空管水平段铺有蒸汽孔(15)。
所述实验装置侧面设有9个夹层模具装置接口(43)，接口包括外环密封口(44)和内环嵌入口(45)，内环设有3种不同半径的夹层模具嵌入通道(46)。
所述夹层模具装置(4)有多个凹槽(42)，多个夹层模具(41)。
所述主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)以及蒸汽发生装置(84)。
所述蒸汽发生装置(84)外接有2根输汽管线，管线(10)上接有压力计(11)、开关(13)和流量计(12)。
所述排液管线沿线接有流量计(12)和开关(13)，排液管线一端与短油管首端相连，另一端接有烧杯(14)。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的可视化实验模拟装置结构剖视示意图；
图2为本发明一个实施例提供的夹层模具装置嵌入口分布示意图；
图3为本发明一个实施例提供的夹层模具装置嵌入口结构示意图；
图4为本发明一个实施例提供的夹层模具装置示意图；
图5为本发明一个实施例提供的主控模块示意图。
图中：1、装置主体；2、实验装置箱；3、sagd井组模具；4、夹层模具装置；41、夹层模具；42、凹槽；43、夹层模具装置接口；44、外环密封口；45、内环嵌入口；46、夹层模具嵌入通道；5、隔热装置；6、泥岩盖层装置；7、温度传感器；8、主控装置；81、数据处理模块；82、数据可视化模块；83、数据分析模块；84、蒸汽发生装置；9、抽油装置；10、管线；11、压力计；12、流量计；13、开关；14、烧杯；15、蒸汽孔；16、原油储层。
具体实施方式
根据如图1-5所示，本发明提供了一种技术方案：
一种用于研究夹层对双水平井sagd开采影响的实验装置，包括装置主体和主控装置(8)，其中装置主体(1)包括实验装置箱(2)、sagd井组模具(3)、夹层模具装置(4)、夹层模具(41)、凹槽(42)、夹层模具装置接口(43)、外环密封口(44)、内环嵌入口(45)、夹层模具嵌入通道(46)、隔热装置(5)、泥岩盖层装置(6)、温度传感器(7)，主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置(9)、管线(10)、压力计(11)、流量计(12)、开关(13)、烧杯(14)、蒸汽孔(15)、原油储层(16)。
所述实验装置箱(2)外部围有隔热装置(5)，隔热装置(5)材料选为真空隔板，利于观察sagd的采油过程，实验装置箱(2)顶部铺有泥岩盖层装置(6)，装置下方设有温度传感器(7)一只，用于测量原油储层(16)顶部的温度变化，实验装置箱(2)在与水平井延伸方向平行的两面上，于其8个角落装有温度传感器(7)，用于监测原油储层(16)角落的温度变化。
所述实验装置箱(2)装有一对sagd井组模具(3)，上方水平井为注汽井，下方水平井为采油井，每支水平井由环空管、长油管和短油管组成，模具材料为玻璃管，便于观察，环空管水平段管壁上带有蒸汽孔(15)，便于蒸汽加热储层，长油管和短油管的顶部连有管线(10)，底部开口，短油管底部也可以与抽油装置(9)相连，即可模拟sagd的循环预热阶段，也可以模拟sagd的采油阶段。所述实验装置箱(2)在与水平井延伸方向相垂直的一侧，设有9个夹层模具装置接口(43)，接口包括外环密封口(44)和内环嵌入口(45)，在不用夹层模具装置(4)时，具有封闭功能，在嵌入夹层模具装置(4)时，具有封闭和固定功能，内环具有3种不同半径的夹层模具嵌入通道(46)，并且内环具有旋转功能，可以模拟不同位置、不同宽度、不同角度的夹层对双水平sagd的影响。
所述夹层模具装置(4)包括凹槽(42)和夹层模具(41)，在不同的凹槽(42)上放置夹层模具(41)，并且夹层模具(41)也可以选择多种，可以模拟不同物性、不同夹层开口程度对sagd开采的影响，亦可放置温度传感器(7)，可以检测井间或者是其他部位的温度变化。
所述主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等，温度传感器(7)可以将收到的温度变化数据传输给数据处理模块(81)，使其转化为所需要的数据形式，将其数据传给数据可视化模块(82)，绘制温度变化图，使其更好地说明sagd的开采变化，在数据分析模块(83)的帮助下，决定是否对sagd开采方式进行调整，将信息传给蒸汽发生装置(84)。
所述蒸汽发生装置(84)由数据分析模块(83)控制，根据需要调整注入蒸汽的干度与温度，由蒸汽发生装置(84)延伸出2条注汽管线，分别连接至注气井与生产井。在循环预热阶段，注汽管线分别连接至长油管井口，在sagd生产阶段，注汽管先连接至注气井的长油管和短油管。
所述管线(10)包括注汽管线和排液管线，注汽管线沿线接有开关(13)、压力计(11)和流量计(12)，开关(13)用来调整流量大小，压力计(11)用来监测管线(10)压力变化，流量计(12)用来计量管线(10)流量大小；从短油管延伸出2条排液管线，排液管线沿线接有流量计(12)和开关(13)，流量计(12)用来计量管线(10)排液速度，开关(13)用来控制管线(10)是否开启，排液管线末端置有烧杯(14)，用来存放采出的原油。
本发明的工作原理：在sagd循环预热阶段，上下水平井的长油管注汽，短油管在抽油装置(9)的作用下排液，蒸汽由长油管底部输出，在扩散作用的压差的作用下，蒸汽经过环空管的蒸汽孔(15)喷出来加热油层，并且在压差的作用下，蒸汽与原油经抽油装置(9)采出，在sagd生产阶段，注气井的长油管与短油管同时注气，生产井的长油管关闭，只保留短油管的功能；温度传感器(7)可以更加直观的监测蒸汽腔的发育程度以及井间连通程度，即时将温度数据传输给数据处理模块(81)，结合流量计(12)数据，在数据可视化模块(82)下绘制图像，观察sagd的生产变化，将数据交由数据分析模块(83)进行分析，发出指令对蒸汽发生装置(84)进行控制，调整注汽方式。
技术特征：
1.一种用于研究夹层对双水平井sagd开采影响的实验装置，包括装置主体(1)和主控装置(8)，其中装置主体(1)包括实验装置箱(2)、sagd井组模具(3)、夹层模具装置(4)、夹层模具(41)、凹槽(42)、夹层模具装置接口(43)、外环密封口(44)、内环嵌入口(45)、夹层模具嵌入通道(46)、隔热装置(5)、泥岩盖层装置(6)、温度传感器(7)，主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)、蒸汽发生装置(84)等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置(9)、管线(10)、压力计(11)、流量计(12)、开关(13)、烧杯(14)、蒸汽孔(15)、原油储层(16)。
2.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述的实验装置箱(2)顶部覆有泥岩盖层装置(6)，下方附有温度传感器(7)，实验装置箱(2)外部覆有隔热装置(5)。
3.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述的实验装置内部设有原油储层(16)，温度传感器(7)、sagd井组模具(3)、夹层装置位于原油储层(16)内部。
4.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述放置于实验装置内部边部的温度传感器(7)，在与sagd井组模具(3)延伸方向相平行的实验装置内部的一面上。
5.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述sagd井组模具(3)由环空管和长短油管组成，井组模具材料为玻璃管，玻璃管只有两端为开口，短油管下部可装有抽油装置(9)，环空管水平段铺有蒸汽孔(15)。
6.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于:所述实验装置侧面设有9个夹层模具装置接口(43)，接口包括外环密封口(44)和内环嵌入口(45)，内环设有3种不同半径的夹层模具嵌入通道(46)。
7.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述夹层模具装置(4)有多个凹槽(42)。
8.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述主控装置(8)包括数据处理模块(81)、数据可视化模块(82)、数据分析模块(83)以及蒸汽发生装置(84)。
9.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述蒸汽发生装置(84)外接有2根输汽管线，管线(10)上接有压力计(11)、开关(13)和流量计(12)。
10.根据权利要求1所述的用于研究双水平井sagd开采影响的实验装置，其特征在于：所述排液管线沿线接有流量计(12)和开关(13)，排液管线一端与短油管首端相连，另一端接有烧杯(14)。
技术总结
本发明涉及一种用于研究夹层对双水平井SAGD开采影响的实验装置，包括装置主体和主控装置，其中装置主体包括实验装置箱、SAGD井组模具、夹层模具装置、夹层模具、凹槽、夹层模具装置接口、外环密封口、内环嵌入口、夹层模具嵌入通道、隔热装置、泥岩盖层装置、温度传感器，主控装置包括数据处理模块、数据可视化模块、数据分析模块、蒸汽发生装置等；实验装置另外包括其他小部件：抽油装置、管线、压力计、流量计、开关、烧杯、蒸汽孔、原油储层等。本发明可以模拟不同物性、不同长度、不同宽度、不同角度、不同开口程度的夹层对双水平井SAGD开采的影响，通过主控装置可以监测和调整SAGD的开采方式，应用范围和准确度大幅提高。
技术研发人员：张勇;许海鹏;吕栋;李浩东
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：.11.25
技术公布日：.02.28
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