一种稠油直井-水平井连通建立模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种稠油直井

【技术实现步骤摘要】
一种稠油直井
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水平井连通建立模拟装置及方法


[0001]本专利技术属于石油开发
，涉及一种稠油直井
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水平井连通建立模拟装置及方法。

技术介绍

[0002]我国稠油资源丰富，新疆、辽河、胜利等油田均在进行稠油油藏开采。常规稠油油藏主要采用注蒸汽吞吐、蒸汽驱方式进行开发，整体采收率低于50％，剩余资源仍然较为丰富，为进一步提高采收率，近年，新疆、辽河等油田开展了VHSD(直井
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水平井组合驱泄)接替开发试验，并取得了一定效果。VHSD井组通常在稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱井网完善井网，建立多口直井注汽、水平井采用模式进行生产。实践表明，储层单层厚度>10m，适合VHSD开发。相较于常规蒸汽吞吐方法开采稠油，VHSD技术已经明显地提高了稠油开采的效率。
[0003]VHSD开发过程分为预热、驱泄生产两大阶段。目前预热连通主要通过直井与水平井吞吐，逐步扩大蒸汽波及半径，实现直井
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水平井连通，建立一定程度连通性后转入驱泄开发阶段。
[0004]虽经过多年开发实践及相关技术研究，VHSD技术已获得明显提升，但在VHSD开采过程直井
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水平井连通仍面临着如下问题：
[0005](1)首先直井
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水平井连通率低。长期注汽生产后储层枯竭，由于缺乏蒸汽限制，导致蒸汽漏失，不能很好建立直井
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水平井有效连通。当VHSD直井停注、恢复注汽时，对应水平井热电偶温度无明显响应特征，证明其未形成有效热连通，由于连通率低将导致开发效益变差。
[0006](2)注汽吞吐加剧储层动用非均匀性。由于沿水平段连通情况及对应注采关系变差，汽窜干扰具有多方向性，最大汽窜范围超过100m，汽窜干扰导致难以建立标准VHSD井组注采模式。
[0007](3)通过蒸汽吞吐建立连通耗时较长，消耗蒸汽，容易导致汽窜。通常VHSD开发中，通过直井吞吐建立直井和水平井的热连通。但蒸汽吞吐压力较高，而且蒸汽通道不可控，容易汽窜。同时，通过直井吞吐连通水平井需要实践较长，耗时耗能。
[0008]因此改善VHSD直井
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水平井水力连通机理及参数优化有助于提高抽采效率，获得实际应用价值。但目前VHSD开采技术现场实践经验较少，基础性的研究较弱，目前蒸汽吞吐建立连通主要依靠数值模拟方法，通过考虑储层基础物性(孔隙度、渗透率、剩余油饱和度)及开发历史数据，模拟直井、水平井吞吐过程蒸汽波及半径，当直井、水平井井间温度场条件原油具备流动性即认为具备连通性，但是，受储层非均质性、前期蒸汽吞吐引起的高渗窜流通道等因素影响，各直井与水平井连通性差异大，导致连通效率低，因此，数值模拟方法并不能真实有效地反应实际情况，参考价值低。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术公布了一种稠油直井
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水平井连通建立
模拟装置及方法，用于进行水力微压裂和VHSD直井
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水平井组开采超稠油藏的大尺度三维物理模拟，便于直观地得到水力微压裂油砂储层作业中微压裂区的扩展规律，揭示微压裂改造机理，优化施工参数，更利于分析VHSD直井
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水平井连通、增加初始采收率和克服储层非均质性的原理，为改善VHSD直井
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水平井水力连通机理及参数优化，快速建立VHSD井间的均匀联通区提供理论指导与技术支撑。
[0010]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种稠油直井
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水平井连通建立模拟装置，其包括主体模型装置、岩样模具、应力加载装置、安装支架、移动平台以及伺服系统，其中所述主体模型部分安置于安装支架上，所述应力加载装置和岩样模具均位于主体模型内，所述应力加载装置用于对岩样模具模拟施加地下储层的真三轴应力状态，所述岩样模具用于模拟真实地下储层结构，并监测岩样模具内部状态变化，所述移动平台用于装填或取出岩样模具，所述伺服系统用于控制应力加载模型中应力变化，
[0011]所述主体模型采用圆形高压压力容器结构，且主体模型的左右两端设有安装法兰，所述安装法兰通过螺栓连接方式固定于主体模型的左右端面，其中位于左侧的安装法兰上设有第一液压装置，所述第一液压装置连接有位于主体模型内部端面位置的第一压板，所述第一压板沿主体模型的长度方向横向位移；所述主体模型的前侧设有第二液压装置，所述第二液压装置连接有位于主体模型内部前侧位置的第二压板，所述第二压板沿主体模型的宽度方向横向位移；所述主体模型的顶侧设有第三液压装置，所述第三液压装置连接有位于主体模型内部顶侧的第三压板，所述第三压板沿主体模型的高度方向竖向位移。
[0012]进一步的，所述岩样模具中包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、底板和盖板，所述前侧板、后侧板、左侧板、右侧板构成立体框架结构，且所述底板固定于岩样模具的底部，所述盖板固定于岩样模具的顶部，所述前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、底板和盖板共同构成实验箱体；所述后侧板上设有多个测试点引出线，所述岩样模具的底板位置设有衬板；其中所述第二压板与第二液压装置、第三压板与第三液压装置之间均通过垫块连接。
[0013]进一步的，所述第一压板上设有多个第一超声探头，所述主体模型的右侧安装法兰设有多个与第一超声探头位置对应的第二超声探头，所述主体模型的右侧安装法兰上还设有多个测试接口；所述第二压板上设有多个第三超声探头、多个前部加热管以及多个前部控温探头，所述主体模型的后侧板设有多个与第三超声探头位置对应的第四超声探头；所述第三压板上设有多个第五超声探头、多个顶部加热管以及多个顶部控温探头，所述主体模型的底板设有多个与第五超声探头位置对应的第六超声探头。
[0014]进一步的，所述伺服系统中包括多个独立设置的伺服油源系统，每个伺服油源系统分别对应一个液压装置。
[0015]进一步的，本装置还包括岩样成型机构，所述岩样成型机构包括压制平台、加载系统、反力架以及箱体侧向变形限制装置，所述岩样模具中的实验箱体放置于压制平台上，且通过反力架和向体侧向变形限制装置将实验箱体固定，所述加载系统位于压制平台正上方。
[0016]进一步的，本专利技术还公开了一种利用上述稠油直井
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水平井连通建立模拟装置进行的稠油直井
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水平井连通建立模拟方法，包括如下步骤：
[0017]S100.实验材料准备：
[0018]现场钻井过程中，分别取出油砂储层、底层、盖层以及夹层的岩芯，并在岩石力学实验机上测试对应地层的岩石物理力学性质；
[0019]配比相似材料，以模拟地层结构中油砂储层、底层、盖层以及夹层，使其物理力学性质与地层中对应位置的岩芯相同；
[0020]准备两根筛管，以模拟水平井或竖井，并且在每根筛管的内部分别安装一根不锈钢管；
[0021]S200.进行地层模拟以及监测准备：
[0022]在实验箱体内首先放入隔热棉和锡箔纸，然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稠油直井
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水平井连通建立模拟装置，其特征在于，包括主体模型装置、岩样模具、应力加载装置、安装支架、移动平台以及伺服系统，其中所述主体模型部分安置于安装支架上，所述应力加载装置和岩样模具均位于主体模型内，所述应力加载装置用于对岩样模具模拟施加地下储层的真三轴应力状态，所述岩样模具用于模拟真实地下储层结构，并监测岩样模具内部状态变化，所述移动平台用于装填或取出岩样模具，所述伺服系统用于控制应力加载模型中应力变化，所述主体模型采用圆形高压压力容器结构，且主体模型的左右两端设有安装法兰，所述安装法兰通过螺栓连接方式固定于主体模型的左右端面，其中位于左侧的安装法兰上设有第一液压装置，所述第一液压装置连接有位于主体模型内部端面位置的第一压板，所述第一压板沿主体模型的长度方向横向位移；所述主体模型的前侧设有第二液压装置，所述第二液压装置连接有位于主体模型内部前侧位置的第二压板，所述第二压板沿主体模型的宽度方向横向位移；所述主体模型的顶侧设有第三液压装置，所述第三液压装置连接有位于主体模型内部顶侧的第三压板，所述第三压板沿主体模型的高度方向竖向位移。2.根据权利要求1所述稠油直井
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水平井连通建立模拟装置，其特征在于，所述岩样模具中包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、底板和盖板，所述前侧板、后侧板、左侧板、右侧板构成立体框架结构，且所述底板固定于岩样模具的底部，所述盖板固定于岩样模具的顶部，所述前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、底板和盖板共同构成实验箱体；所述后侧板上设有多个测试点引出线，所述岩样模具的底板位置设有衬板；其中所述第二压板与第二液压装置、第三压板与第三液压装置之间均通过垫块连接。3.根据权利要求1所述稠油直井
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水平井连通建立模拟装置，其特征在于，所述第一压板上设有多个第一超声探头，所述主体模型的右侧安装法兰设有多个与第一超声探头位置对应的第二超声探头，所述主体模型的右侧安装法兰上还设有多个测试接口；所述第二压板上设有多个第三超声探头、多个前部加热管以及多个前部控温探头，所述主体模型的后侧板设有多个与第三超声探头位置对应的第四超声探头；所述第三压板上设有多个第五超声探头、多个顶部加热管以及多个顶部控温探头，所述主体模型的底板设有多个与第五超声探头位置对应的第六超声探头。4.根据权利要求2所述稠油直井
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水平井连通建立模拟装置，其特征在于，所述伺服系统中包括多个独立设置的伺服油源系统，每个伺服油源系统分别对应一个液压装置。5.根据权利要求4所述稠油直井
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水平井连通建立模拟装置，其特征在于，还包括岩样成型机构，所述岩样成型机构包括压制平台、加载系统、反力架以及箱体侧向变形限制装置，所述岩样模具中的实验箱体放置于压制平台上，且通过反力架和向体侧向变形限制装置将实验箱体固定，所述加载系统位于压制平台正上方。6.一种利用权利要求1
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5任一项所述稠油直井
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水平井连通建立模拟装置进行的稠油直井
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水平井连通建立模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S100.实验材料准备：现场钻井过程中，分别取出油砂储层、底层、盖层以及夹层的岩芯，并在岩石力学实验机上测试对应地层的岩石物理力学性质；配比相似材料，以模拟地层结构中油砂储层、底层、盖层以及夹层，使其物理力学性质与地层中对应位置的岩芯相同；
准备两根筛管，以模拟水平井或竖井，并且在每根筛管的内部分别安装一根不锈钢管；S200.进行地层模拟以及监测准备：在实验箱体内首先放入隔热棉和锡箔纸，然后按照底层、油...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈森，李杰，游红娟，潘竟军，黄勇，张莉伟，向红，陈龙，陈莉娟，张洪源，苏日古，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：