本发明涉及油气田开发技术领域，尤其涉及一种用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置。

背景技术：

随着油田开发历程的不断深入，各类油藏的开采技术水平也在不断提升。目前，对于特/超稠油等复杂及难动用的油气储藏，双管水平井注采技术已得到广泛的应用并取得了较好的开发效果。为了能够更加合理高效的开发这类难动用及复杂油藏，物理模拟实验已成为一种非常重要的手段。实验过程中，按照一定的相似比例可以将油藏尺度的实际地质参数和操作参数转换成实验室尺度的模拟参数，对开发过程进行准确模拟。目前，国内外已开展了大量的稠油热采水平井开发物理模拟实验，但实验结果却不尽如人意。对于稠油油藏的水平井注汽物理模拟，在实验过程中，由于油层温度较低，蒸汽在进入水平井井筒后热量散失较快，蒸汽往往没有到达水平井趾端就已经液化成热水，与实际油藏开发注汽过程不符，大大降低了实验模拟精度，影响实验结果。

针对实验室水平井注汽的方法，一些学者提出了双向注汽方式，即水平井从物理模型中穿过，同时水平井的跟端与指端分别与蒸汽发生器相连接，进行两端注汽模拟实验。该方式与常规的单向注汽方式相比，增加了蒸汽在水平井井筒内的流动距离，但注入方式与现场不符，且水平井中部区域仍有部分原油得不到良好的动用。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，克服现有技术中存在的水平井注蒸汽过程中蒸汽在水平井井筒内运移路程短的问题，该用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置可以准确模拟稠油油藏双管水平井的蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD及其他改善热采开发方式，探究同心双管水平井注采下的稠油油藏提高采收率机理。

本发明的目的是这样实现的，一种用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，包括稠油油藏模型，所述稠油油藏模型内设置双水平井组合结构，所述双水平井组合结构包括同轴等径且轴向密封间隔设置的第一水平井和第二水平井，所述第一水平井远离所述第二水平井的一端构成注汽入口，所述第一水平井靠近所述第二水平井的一端呈密封设置，所述第二水平井的两端呈密封设置，所述第一水平井和所述第二水平井的侧壁上均设置径向贯通的注汽结构；所述用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置还包括注汽组合结构，所述注汽组合结构包括与所述第一水平井的注汽入口密封连通的第一注汽通道结构，所述第一注汽通道结构内套设有密封穿过所述第一水平井且出口端位于所述第二水平井内的第二注汽通道结构，第一注汽通道结构和第一水平井构成第一独立注采系统，第二注汽通道结构和第二水平井构成第二独立注采系统。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一注汽通道结构包括第一注汽管，所述第一注汽管的出口端通过第一转换接头组与所述第一水平井密封连通；所述第一注汽管的侧壁上密封连接注汽入口管。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一注汽管和所述第一水平井的直径呈相等设置；所述第一转换接头组包括套设于所述第一注汽管上的第一管线压帽和第一管线压箍，所述第一注汽管和所述第一水平井的相邻端密封套设第一等径母接头，所述第一等径母接头靠近所述第一水平井的注汽入口的一端的外壁与所述稠油油藏模型密封连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二注汽通道结构包括第二注汽管，所述第二注汽管的直径小于所述第一注汽管的直径设置，所述第二注汽管套设于所述第一注汽管内，所述第一注汽管的外壁上密封连接能与所述第一注汽管密封连接的第二转换接头组。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二转换接头组包括套设于所述第二注汽管上的第二管线压帽和第二管线压箍，所述第二转换接头组还包括套设于所述第一注汽管上的第三管线压帽，所述第二管线压帽和所述第三管线压帽之间套设转换母接头。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一水平井靠近所述第二水平井的一端通过电焊密封，所述第二水平井的两端通过电焊密封。

由上所述，本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置具有如下有益效果：

本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，外接稠油油藏模型，通过双水平井组合结构及注汽组合结构实现具有两套独立注采井筒的水平井分段注采，用于在室内条件下准确模拟水平井的单向两段式注汽特征，提高了水平井沿程的动用程度；本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，简化了实验安装步骤，显著提高了水平井的注汽效果；本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，可以准确模拟稠油油藏双管水平井的蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD及其他改善热采开发方式，探究同心双管水平井注采下的稠油油藏提高采收率机理。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置示意图。

图2：为使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置进行蒸汽吞吐开发时，沿双水平井组合结构轴向纵截面的效果图。

图3：为使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置进行蒸汽吞吐开发时，第一水平井横截面处的效果图。

图4：为使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置进行蒸汽吞吐开发时，第二水平井横截面处的效果图。

图5：为使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置进行SAGD开发时，沿双水平井组合结构轴向纵截面的效果图。

图6：为使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置进行组合SAGD开发时，第一水平井横截面处的效果图。

图7：为使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置进行组合SAGD开发时，第二水平井横截面处的效果图。

图中：

100、用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置；

1、双水平井组合结构；

10、注汽结构；11、第一水平井；12、第二水平井；

2、注汽组合结构；

21、第一注汽通道结构；211、第一注汽管；212、注汽入口管；

22、第二注汽通道结构；221、第二注汽管；

23、第一转换接头组；231、第一管线压帽；232、第一管线压箍；233、第一等径母接头；

24、第二转换接头组；

241、第二管线压帽；242、第二管线压箍；243、第三管线压帽；244、第三管线压箍；245、转换母接头；

9、稠油油藏模型；91、转接透孔；92、蒸汽腔。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置100，包括稠油油藏模型9，稠油油藏模型9内设置双水平井组合结构1，双水平井组合结构1包括同轴等径且轴向密封间隔设置的第一水平井11和第二水平井12，第一水平井11远离第二水平井12的一端构成注汽入口，第一水平井11靠近第二水平井12的一端呈密封设置，第二水平井12的两端呈密封设置，第一水平井11和第二水平井12的侧壁上均设置径向贯通的注汽结构10，注汽结构10为非等间距设置的注汽透孔或者割缝。在本实施方式中，第一水平井11靠近第二水平井12的一端通过电焊密封，第二水平井12的两端通过电焊密封。

用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置100还包括注汽组合结构2，注汽组合结构2包括与第一水平井11的注汽入口密封连通的第一注汽通道结构21，第一注汽通道结构21内套设有密封穿过第一水平井11且出口端位于第二水平井12内的第二注汽通道结构22，第一注汽通道结构21和第二注汽通道结构22的入口均与蒸汽发生器连通，第一注汽通道结构21和第二注汽通道结构22的注汽方向相同，均为自第一水平井11的注汽入口向内注汽，实现注汽组合结构2单向注汽。第一注汽通道结构21和第一水平井11构成第一独立注采系统，第二注汽通道结构22和第二水平井12构成第二独立注采系统，第一独立注采系统和第二独立注采系统实现水平井的分段注采。

本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，外接稠油油藏模型，通过双水平井组合结构及注汽组合结构实现具有两套独立注采井筒的水平井分段注采，用于在室内条件下准确模拟水平井的单向两段式注汽特征，提高了水平井沿程的动用程度；本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，简化了实验安装步骤，显著提高了水平井的注汽效果；本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，可以准确模拟稠油油藏双管水平井的蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD及其他改善热采开发方式，探究同心双管水平井注采下的稠油油藏提高采收率机理。

进一步，如图1所示，第一注汽通道结构21包括第一注汽管211，第一注汽管211的出口端通过第一转换接头组23与第一水平井11密封连通；第一注汽管211的侧壁上密封连接注汽入口管212。

在本实施方式中，如图1所示，第一注汽管211和第一水平井11的直径呈相等设置；第一转换接头组23包括套设于第一注汽管211上的第一管线压帽231和第一管线压箍232，第一注汽管211和第一水平井11的相邻端密封套设第一等径母接头233，第一等径母接头233靠近第一水平井11的注汽入口的一端的外壁与稠油油藏模型9密封连接。在本实施方式中，稠油油藏模型9的幅体壁上设置转接透孔91，第一水平井11的注汽入口与转接透孔91密封连通，第一等径母接头233靠近第一水平井11的注汽入口的一端密封连接于转接透孔91内。

进一步，如图1所示，第二注汽通道结构22包括第二注汽管221，第二注汽管221的直径小于第一注汽管211的直径设置，第二注汽管221套设于第一注汽管211内，第一注汽管211的外壁上密封连接能与第一注汽管211密封连接的第二转换接头组24。第二注汽管221的出口端进入第二水平井12内的深度可以自行调整，位于稠油油藏模型9外的第二注汽管221预留一段长度，以便连接井外其他结构。

在本实施方式中，如图1所示，第二转换接头组24包括套设于第二注汽管221上的第二管线压帽241和第二管线压箍242，第二转换接头组24还包括套设于第一注汽管211上的第三管线压帽243和第三管线压箍244，第二管线压帽241和第三管线压帽243之间套设转换母接头245。第二转换接头组24实现了第二注汽管221和第一注汽管211之间环空远离第一水平井11一端的密封，第一转换接头组23实现了第二注汽管221和第一注汽管211之间环空靠近第一水平井11一端的密封，且第一转换接头组23密封了转接透孔与第一水平井11的注汽入口之间的空隙。

在本发明的一具体实施例中，第一水平井11和第二水平井12均采用φ6管线构成，第一注汽管211采用φ6管线构成，第二注汽管221采用φ3管线构成，注汽入口管212采用φ3管线构成。第一管线压帽231为φ6管线压帽，第一管线压箍232为φ6管线压箍，第一等径母接头233为φ6等径母接头，第二管线压帽241为φ3管线压帽，第二管线压箍242为φ3管线压箍，第三管线压帽243为φ6管线压帽，第三管线压箍244为φ6管线压箍，转换母接头245为φ3转φ6母接头。

使用本发明进行实验时，由第二注汽管221注入水蒸汽，水蒸汽从第二注汽管221的出口端冒出，对第二水平井12进行单独注汽，形成一套独立的注汽系统。由注汽入口管212注入水蒸汽，水蒸汽进入第二注汽管221和第一注汽管211之间的环空，由于第二转换接头组24的封堵作用，水蒸汽由第二注汽管221和第一注汽管211之间的环空进入第一水平井11内，对第一水平井11进行单独注汽，形成另一套独立的注汽系统。使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置100进行蒸汽吞吐开发时，其效果如图2、图3和图4所示，其中92为蒸汽腔；使用本发明的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置100进行组合SAGD开发时，其效果如图5、图6和图7所示，其中92为蒸汽腔。

由上所述，本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置具有如下有益效果：

本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，外接稠油油藏模型，通过双水平井组合结构及注汽组合结构实现具有两套独立注采井筒的水平井分段注采，用于在室内条件下准确模拟水平井的单向两段式注汽特征，提高了水平井沿程的动用程度；本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，简化了实验安装步骤，显著提高了水平井的注汽效果；本发明提供的用于稠油热采的同心双管注采水平井物理模拟装置，可以准确模拟稠油油藏双管水平井的蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD及其他改善热采开发方式，探究同心双管水平井注采下的稠油油藏提高采收率机理。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。