溶劑輔助sagd三維物理模擬實驗方法和實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗方法和實驗裝置，屬于石油開 采技術領域。
【背景技術】
[0002] 溶劑-蒸汽輔助重力泄油溶劑輔助 SAGD(Expanding-Solvent-Steam_Assisted Gravity Drainage)，是在已有的蒸汽輔助重力泄油SAGD開采技術的基礎上提出的新型 SAGD開采技術。溶劑輔助SAGD技術是對傳統的SAGD技術工藝加以改進，將碳氫化合物溶 劑和蒸汽混合注入油藏，使得開采過程的水處理需求更少、單位產油能耗更低、采油速度提 高，是一種綠色環保、經濟性更好的技術。
[0003] 溶劑輔助SAGD技術非常適合于超稠油油藏開發，溶劑降粘作用與熱降粘作用相 結合能更好地降低超稠油粘度，使得原油降至相同粘度下所需的蒸汽溫度更低，可顯著降 低注汽壓力并減少開采過程中的熱損失。另外，采出原油和溶劑混合，在相同溫度條件下使 原油粘度大幅度降低，為地面集輸提供了便利。
[0004] 但是，溶劑在不同油藏操作條件下會顯示出不同的相態特征，而且溶劑在氣相、液 相中的溶解度和擴散度也存在差異，這些因素都會影響溶劑輔助SAGD過程的開采效果。而 且如何有效的注入和回收溶劑，也是溶劑輔助SAGD過程非常關鍵的一環。
[0005] 以新疆風城油田超稠油藏為例，按照目前的熱采篩選標準和近年來國外超稠油開 采技術的發展情況，適合新疆風城油田超稠油開發的技術有蒸汽吞吐蒸汽輔助重力泄油技 術（SAGD)。但是由于原油粘度高，地層埋藏淺，吞吐階段的驅動能量低，導致吞吐周期短和 油汽比低，雖然在該油田開展的蒸汽吞吐生產也取得了商業化規模，其最終采收率還是比 較低（小于20%)。同時，常規的已經在用的SA⑶技術雖然在開采新疆風城稠油中取得了 一定的成功，但該技術在實際使用中仍有許多不足，其需要先通過物理模擬實驗，從小規模 的物理模擬中找尋突破口，優化并完善已有的SAGD技術。溶劑輔助SAGD是現有的可取的 方法，隨蒸汽注入地層的溶劑可有效的降低原油粘度，且溶劑可以回收利用，但國內目前沒 有完善統一的溶劑輔助SAGD注入、采出設備，也沒有合適的物理模擬的方法。
【發明內容】
[0006] 鑒于上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提出一種溶劑輔助SA⑶三維物 理模擬實驗方法和實驗裝置，能夠模擬溶劑輔助SAGD技術的開采條件，研宄溶劑在SAGD過 程中的機理，從而根據特定油藏條件優化和完善已有的溶劑輔助SA⑶技術。
[0007] 本發明的目的通過以下技術方案得以實現：
[0008] -種溶劑輔助SAGD三維物理模擬實驗裝置，為高溫高壓三維比例物理模擬實驗 裝置，該實驗裝置包括注入裝置、模擬油藏模型（包含注汽井和生產井）和回收裝置，所述 注入裝置和所述回收裝置分別與所述模擬油藏模型的注汽井和生產井相連通；
[0009] 所述注入裝置包括第一泵單元、第二泵單元、蒸汽發生器和活塞容器單元；
[0010] 所述第一泵單元與所述活塞容器單元相連通，所述第二泵單元與所述蒸汽發生器 相連通，所述活塞容器單元和所述蒸汽發生器分別與所述模擬油藏模型的注汽井相連通； [0011] 所述回收裝置包括第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器、氣液分離器、原油及水 收集容器和溶劑回收容器；
[0012] 所述氣液分離器包括進料口、出氣口和出液口，所述氣液分離器為長筒狀結構，所 述進料口設置在所述氣液分離器的側壁的中下部，所述出氣口設置在所述氣液分離器的頂 部，所述出液口設置在所述氣液分離器的底部；
[0013] 所述第一冷凝器的一端與所述模擬油藏模型的生產井相連通，所述第一冷凝器的 另一端與所述氣液分離器的進料口相連通，所述第二冷凝器與所述氣液分離器的出液口相 連通，所述第三冷凝器與所述氣液分離器的出氣口相連通，所述原油及水收集容器與所述 第二冷凝器相連接，所述溶劑回收容器與所述第三冷凝器相連接。
[0014] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，所述活塞容器單元的活塞容器 配有溫度控制功能，可以對活塞容器內的溶劑進行加熱。所述注入裝置能夠將蒸汽和加熱 后的溶劑混合注入注汽井。
[0015] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述注入裝置還包括伴 熱管線，所述活塞容器單元和所述蒸汽發生器分別通過所述伴熱管線與所述模擬油藏模型 的注汽井相連通；
[0016] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述回收裝置還包括背 壓閥單元，所述背壓閥單元設置在所述第一冷凝器與所述氣液分離器的進料口之間。
[0017] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述背壓閥單元為一個 背壓閥或者為相并聯連接的多個背壓閥的組合。
[0018] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述活塞容器單元為裝 有溶劑的活塞容器單元。所述溶劑為C3-C10的有機溶劑中的一種或多種的組合；優選為正 己燒。
[0019] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，伴熱管線用于保持溶劑的溫度， 避免在傳輸的過程中降低溶劑的溫度，進而影響進入模擬油藏模型的蒸汽的能量。
[0020] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述注入裝置還包括第 一單向閥和第二單向閥，所述第一單向閥設置在所述活塞容器單元與所述模擬油藏模型的 注汽井之間，所述第二單向閥設置在所述蒸汽發生器與所述模擬油藏模型的注汽井之間。
[0021] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，第一單向閥可以防止溶劑的回 流，第二單向閥可以防止蒸汽的回流。
[0022] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，由于溶劑通常采用正己烷，高溫 正己烷遇空氣易爆，因此需要先將冷凝器抽真空并將一部分水倒吸入冷凝器，然后用氮氣 瓶等可以形成真空負壓的設備將水壓住，冷凝的溶劑直接回收入水后再分離；優選的，所述 回收裝置還包括氮氣瓶，所述氮氣瓶與所述第三冷凝器相連通。
[0023] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述氮氣瓶分別與所述 氣液分離器和所述第三冷凝器相連通。
[0024] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述第一泵單元為一個 泵或者為相并聯連接的多個泵的組合；所述第二泵單元為一個泵或者為相并聯連接的多個 泵的組合。
[0025] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述活塞容器單元為一 個活塞容器或者為相并聯連接的多個活塞容器的組合。
[0026] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述蒸汽發生器為三級 加熱蒸汽發生器。
[0027] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，第一泵單元和第二泵單元的泵 可以為常規的驅替泵，為防止單個泵出現故障，這里優選為使用并聯的兩個泵，更優選為使 用雙泵的ISCO泵；為了避免堵、漏的情況對實驗產生影響，本申請更優選使用并聯的雙活 塞容器；同樣，為防止背壓閥意外損壞，本申請更優選使用相并聯連接的一組背壓閥。
[0028] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述第一冷凝器為帶溫 度控制的大功率冷凝器。
[0029] 上述的溶劑輔助SA⑶三維物理模擬實驗裝置中，優選的，所述模擬油藏模型包括 薄壁模型本體、注汽井、生產井和高壓艙；所述薄壁模型本體設置在所述高壓艙內部，所述 注汽井和生產井水平平行鉆入所述薄壁模型本體、形成雙水平井，所述注汽井和生產井通 過所述高壓艙壁上的孔與外界相連通。
[0030] 上述的注汽井和生產井均采用長短管柱完井。上述的薄壁模型本體能夠模擬地層 油藏狀態。
[0031] 上述的模擬油藏模型