(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211036367.X (22)申请日 2022.08.28 (71)申请人 重庆科技学院 地址 401331 重庆市沙坪坝区大 学城东路 20号 (72)发明人 田杰　黄诗文　戚志林　董明达　 严文德　程柯扬　袁迎中　 (74)专利代理 机构 重庆千石专利代理事务所 (普通合伙) 50259 专利代理师 周云涛 (51)Int.Cl. E21B 43/24(2006.01) E21B 47/00(2012.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 SAGD蒸汽 预热成效预测方法、 模拟实验装置 及其模拟方法 (57)摘要 本发明公开了SAGD蒸汽预热成 效预测方法、 模拟实验装置及其模拟方法， 其中预测方法主要 包括对待预测SAGD井对之间微元段地层的吸气 量及预热效果进行数值化表征， 实验装置包括用 于模拟微元段地层的实验模型， 以及与该实验模 型相连的实验流体注入系统、 蒸汽注入系统、 产 出液收集系统和数据监测系统， 且实验模型配置 有支撑座， 实验模型竖向活动支撑于所述支撑座 上， 并能够相对支撑座的竖向和/或横向转动后 保持对应姿态。 通过开展蒸汽循环 微元物理模拟 实验， 对不同注汽条件、 不同储层孔渗条件下水 平井微元段地层的吸汽量及预热效果进行精细 表征， 将有效提高SAGD技术在稠油开发中的应用 效果， 提高对SAGD蒸汽循环预热过程模拟的精度 和预测结果的可靠性 等。 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 115324546 A 2022.11.11 CN 115324546 A 1.一种SAGD蒸汽预热成效预测方法， 其特征在于： 包括对待预测SAGD井对之间微元段 地层的吸气量及预 热效果进行 数值化表征。 2.一种SAGD蒸汽预热微元模拟实验装置， 其特征在于： 包括用于模拟微元段地层的实 验模型， 以及与该实验模型相连的实验流体注入系统、 蒸汽注入系统、 产出液收集系统和数 据监测系统， 且所述实验模型配置有支撑座， 所述实验模型竖向活动支撑于所述支撑座上， 并能够相对支撑座的竖向和/或横向转动 后保持对应姿态。 3.根据权利要求2所述的SAGD蒸汽预热微元模拟 实验装置， 其特征在于： 所述实验模型 包括呈中空管状结构的模型本体(9)， 模 型本体(9)的两端具有法兰底 座， 模型本体(9)上具 有沿其长度方向均匀分布的温压探针(10)， 所述 温压探针(10)用于实时监测实验模拟过程 中模型本体(9)内的温度和压力数据。 4.根据权利要求2或3所述的SAGD蒸汽预热微元模拟实验装置， 其特征在于： 所述支撑 座包括平台(25)， 该平台(25)上具有四根竖直设置并呈矩形分布的立杆(250)， 以及水平支 撑于立杆(250)上且 水平设置的上支撑杆(251)和下支撑杆(252)， 所述上支撑杆(251)和下 支撑杆(252)上 下平行且正对设置； 其中上支撑杆(251)上和下支撑杆(252)上分别具有水平设置的上安装杆(253)和下安 装杆(254)， 上安装 杆(253)和下安装 杆(254)均相对对应的支撑杆正交设置， 且两者中至少 一个相对 对应的支撑杆滑动设置， 能够沿对应支撑杆 水平滑动并保持在终止位置； 所述模型本体(9)的进口端通过上球绞结构与上安装杆(253)相连， 出口端通过下球绞 结构与下安装杆(254)相连。 5.根据权利要求4所述SAGD蒸汽预热微元模拟实验装置， 其特征在于： 所述上球绞结构 以可转动方式与上安装杆(25 3)相连， 下球绞结构以可转动方式与下安装杆(254)相连。 6.根据权利要求2或3所述SAGD蒸汽预热微元模拟实验装置， 其特征在于： 所述流体注 入系统包括恒压恒速泵(15)、 原油容器(13)和地层水容器(14)， 其中原油容器(13)和地层 水容器(14)的管线以并联方式与所述恒压恒速泵(15)相连， 原油容器(13)和地层水容器 (14)的出口端均 与所述实验 模型的进口端相连； 蒸汽注入系统包括蒸汽发生器(1)和蒸馏水箱(16)， 蒸汽发生器(1)的入水口与恒压恒 速泵(15)出口端相连， 蒸汽发生器(1)的出口端与实验模 型的进口端相连， 蒸馏水箱(16)与 恒压恒速泵(15)相连。 7.根据权利要求6所述SAGD蒸汽预热微元模拟实验装置， 其特征在于： 所述流体注入系 统还包括加热组件， 所述加热组件包括分别包覆于原油容器(13)、 实验模型上的原油加热 套(12)和模 型加热套(7)， 所述蒸汽发生器(1)与实验模 型进口端的连接管线上 缠绕有模 型 进口伴热 带(4)， 所述蒸汽发生器(1)的出口端具有并联设置的放空管线(2)。 8.一种SAGD蒸汽预热微元模拟方法， 其特征在于， 采用权利要求2至7中任一所述的 SAGD蒸汽预 热微元模拟实验 装置， 并按如下步骤进行： S1， 配置不同比例的石英砂， 试填制实验模型， 并将填制好的实验模型与各设备管线连 接， 对实验 模型进行抽真空操作； 然后向实验模型中泵入地层水， 并记录饱和水量， 根据实验模型容积计算填制的微元 地层的孔隙度， 接着打开 实验模型的出口端阀门， 记录不同泵入速度下的压差， 并根据达西 定律计算 微元地层的渗透率；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115324546 A 2S2， 通过试填模型以及待预测SAGD井对的地质参数确定实验所需孔渗条件下的石英砂 比例及重量后， 拆下试填模型并按照试填制步骤正式填制模型， 并按照步骤S1中计算实验 模型中微元地层的孔隙度和渗透率， 之后关闭所有阀门； S3， 打开原油容器进出口阀门及实验模型进出口端阀门， 向实验模型中泵入原油容器 (13)中的原油， 进而将实验模 型孔隙中的水驱替出来； 当模型出口端 连续有原油流出时， 继 续饱和原油5 ‑10min； 然后 关闭实验模型出口端阀门， 当模型压力达到设定压力时， 关闭所 有阀门， 根据 注入的原油体积以及流出的原油和水的体积计算实验模型中的含油饱和度及 束缚水饱和度； S4， 将蒸汽发生器(1)进水口阀门打开， 将蒸馏水泵入蒸汽发生器(1)； 打开蒸汽发生器 (1)， 并根据实验需求设定蒸汽压力以及温度， 开始加热； 通过放空阀以及注水速度调整蒸 汽发生器内温度及压力； 当蒸汽的温度压力满足实验需求且放空阀稳定出汽时， 调整好蒸 汽循环压力， 关闭放空阀， 同时打开蒸汽发生器(1)出口端阀门以及蒸汽循环出口端阀门， 开始进行蒸汽循环； S5， 进行蒸汽循环模拟的同时， 打开数据监测系统， 记录蒸汽循环过程中实验模型内的 压力场、 温度场变化情况， 分时间段收集蒸汽循环过程产出的油水乳状液； S6， 对产出液进行破乳处理， 得到蒸汽循环过程的产油量及产水量， 结合该过程中注入 的蒸汽的量进行分析， 得到蒸汽循环预 热过程中该微元 段地层的吸汽量； S7， 对实验得到的实验模型的温度和压力数据进行处理， 即可对该微元段地层的预热 效果进行 数值化表征。 9.根据权利要求8所述的SAGD蒸汽预热微元模拟方法， 其特征在于： 步骤S3中， 泵入原 油前， 先对原油容器(13)及对应的输油管线和实验 模型进行加温至75 ‑85℃。 10.根据权利要求8和9所述的SAGD蒸汽预热微元模拟方法， 其特征在于： 包括两套蒸汽 注入系统和产出液收集系统， 两套所述蒸汽注入系统分别与实验模型 的两端连接， 两套所 述产出液收集系统分别与实验 模型的两端连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115324546 A 3