(19)中华 人民共和国 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 202111555218.X (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 常州大学 地址 213164 江苏省常州市武进区滆湖中 路21号 (72)发明人 陶磊　罗文超　白佳佳　史文洋　 丁昱翔　王春浩　许礼龙　司双虎　 (74)专利代理 机构 常州市英 诺创信专利代理事 务所(普通 合伙) 32258 代理人 杨闯 (51)Int.Cl. E21B 43/24(2006.01) E21B 47/00(2012.01) E21B 47/07(2012.01) G06F 30/20(2020.01)G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置及其 使用方法 (57)摘要 本发明提供了一种稠油蒸汽辅助重力泄油 实验装置和该 实验装置的实验 方法， 实验装置包 括前板、 模拟腔体、 压实板和背板。 针对高温高压 条件下的稠油热采， 能够直观展现重力辅助泄油 这一重要影响因素， 且具备砂体压实功能， 能够 更简便、 有效的进行压实实验砂体， 同时装置设 置了多个注采井， 通过合理选择注采井口来满足 不同注采位置、 不同注采方式的模拟开发， 通过 栅格可视窗与温度场图， 可直观的看到蒸汽腔发 育以及扩展情况， 对于了解蒸汽辅助重力泄油机 理提供帮助， 并且对于实际油田的开发更具指导 意义。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 114352249 A 2022.04.15 CN 114352249 A 1.一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置， 其特征在于： 包括前板(9)、 模拟腔体(5)、 压 实板(3)和背板(2)， 所述的前板(9)设置在模拟腔体(5)前端侧面并具有透明面板， 所述的 压实板(3)设置在模拟腔体(5)后端侧面， 所述的背板(2)可调压接在压实板(3)上， 所述的 背板(2)和压实板(3)上还对应间隔开有注入井入口(13)、 采出井采 出口(14)和若干功能孔 (11)； 所述的模拟 腔体(5)内对应前板(9)与压实板(3)之间填充 有油砂层； 所述的背板(2)上开有若干压实螺孔， 所述压实螺孔内螺纹连接有将压实板(3)与背板 (2)之间间距可调设置的压实螺 栓(1)。 2.如权利要求1所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置， 其特征在于： 所述的透明 面板为双层高硼硅玻璃(6)， 所述的前板(9)前端侧面上开设有若干格栅可视窗， 所述的双 层高硼硅玻璃(6)压接固定在前板(9)前端侧面的后侧， 且双层高硼硅玻璃(6)与前板(9)前 端侧面之间压接有石棉垫(7)， 所述石棉垫(7)上也对应前板(9)的格栅可视窗同步开有 窗 口。 3.如权利要求2所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置， 其特征在于： 所述的前板 (9)前端侧面周向、 模拟腔体(5)周向和背板(2)周向均对应开有安装螺孔(9)， 所述安装螺 孔(9)内配合设有将前板(9)、 模拟 腔体(5)和背板(2)固定的安装螺钉。 4.如权利要求2所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置， 其特征在于： 所述的前板 (9)、 格栅可视窗均为圆角矩形， 所述的背板(2)上的压实螺孔呈矩阵状等间隔均匀分布。 5.如权利要求1所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置， 其特征在于： 所述的油砂 层与压实板(3)之间具有保温密封层(4)。 6.如权利要求1所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验装置， 其特征在于： 所述的功能 孔(11)为传感器探 头通道， 该传感器探 头通道内插接有温度传感器(12)。 7.一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验的实验方法， 其特征在于： 采用 如权利要求1至6中 任意一项所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验 装置， 压实油砂 层后， 进行模拟实验。 8.如权利要求7所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验的实验方法， 其特征在于： 压实 油砂层的具体压实步骤为： 步骤A、 准备阶段： 根据实际油藏， 结合实验装置尺寸， 通过相似准则， 计算出所需实验 模型的尺寸、 物性 参数； 步骤B、 将前板(9)、 矩形腔体通过安装螺钉固定连接， 结合模拟腔体(5)形成下底密闭 的空腔， 根据计算后的实验模 型尺寸， 填入60～8 0目的石英砂至该 空腔内， 若计算后的实验 模型尺寸小于该空腔尺寸， 则用耐高温硅胶条粘合进行区域划分， 形成实验模型区域和多 余的空腔， 石英砂填入实验 模型区域， 多余的空腔则填入高岭石土； 步骤C、 夯实充填好的石英砂或石英砂与高岭石土， 并将压实板(3)作为压实活塞嵌入 腔体， 在功能孔(11)中安装温度传感器(12)， 盖上背板(2)， 四周通过安装固定螺钉固定， 然 后将压实螺栓(1)放入背板(2)上的压实螺孔中， 通过扭力扳手根据初步设置的固定扭力， 按照“对角‑中心‑边部”的顺序旋入压实螺栓(1)， 同时用高精度 游标卡尺测量旋入的长度， 以确保每 个压实螺 栓(1)旋入的长度一 致； 步骤D、 将压实好的油砂层进行加压， 测试其防漏性能， 然后抽真空6h， 6h后用蒸馏水对权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114352249 A 2模型内部进行饱和， 根据蒸馏水的注入量与流出量通过达西公式 计算其渗透率， 式中： Q——单位时间内流体通过岩石的流量， cm3/s； A——液体通过岩石的截面积， cm2； μ——液体粘度， 10Pa ·s； L——岩石的长度， cm； ΔP— —液体通过岩石前后的压 差， MPa； 步骤E、 对比步骤A相似准则计算的渗透率与步骤D计算的渗透率， 重复步骤C的压实操 作和步骤D， 直至实验的填砂 层满足实验模型的渗透率； 步骤F、 渗透率满足条件后， 再进行饱和油， 记录注入油的总体积， 计算含油饱和度。 9.如权利要求8所述的一种稠油蒸汽辅助重力泄油实验的实验方法， 其特征在于： 压实 油砂层后的模拟实验步骤如下： 步骤1)： 准备阶段： 按照如上所述的压实步骤进行实验装置的组装与填砂层的压实， 同 时进行饱和油后得到实验 模型； 步骤2)： 根据不同注采井位置进行SAGD实验， 分别设置正对井、 错位井开发， 错位井之 间的水平间距为10 0mm和200mm； 步骤3)： 开发过程中通过前板(9)设置的透明面板观察蒸汽辅助重力泄油效果， 通过温 度传感器(12)监测温度场， 观察模型蒸汽腔发育情况， 确定最优注采井位置设置和注采井 距选择； 步骤4)： 记录、 整理、 分析 数据， 评价 开发效果， 对实际油藏的开发做出指导。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114352249 A 3