【文章內容簡介】 圈），如圖32所示，可在相應位置布直井或水平井。三維模型的主要功能是依據(jù)油藏原型和相似準則考察稠油油藏蒸汽驅的開發(fā)效果以及蒸汽在油層中的滲流規(guī)律，研究不同稠油油藏注蒸汽提高采收率的宏觀機理。該模型可以實現(xiàn)多種注入方式和井網組合，還可以通過軟件實時觀測到模型內部的溫度場和壓力場變化。模擬井、測壓點、測溫點2135內壁45030064測溫點789陶瓷隔熱層圖32 三維模型內部井網及溫度壓力測試點排布示意圖2. 蒸汽驅三維物模實驗的基本步驟（1）實驗準備。按照相似準則的要求準備合適粒徑的石英砂，用于充填模型并滿足滲透率要求；蒸汽驅三維物理模擬實驗一般采用地層實際原油，實驗前要測試模擬油的粘度、密度等物性數(shù)據(jù)；檢查溫度傳感器、差壓傳感器，保證其處于良好狀態(tài)，必要時要進行重新標定。（2）模型裝填。把模擬井安裝到指定的接口，同時將溫度傳感器、差壓傳感器安裝到模型油層的指定位置，然后向模型中裝填石英砂（油砂）。對于原油粘度小于2000mPaS的油樣，先裝填石英砂，待模型封裝以后抽真空，然后飽和水測模型孔隙體積、孔隙度，最后用油驅水法造束縛水。對于原油粘度大于2000mPaS的油樣，一般采取事先按比例混合油砂再裝填的方式。在實驗中我們使用的是單56的油樣。圖33為單56油樣的粘溫曲線，由圖可以看出我們在裝油砂時只能采取第二種方法。圖33 單56油樣的粘溫曲線（3）封裝模型。油層填砂（或油砂）結束后，蓋上承壓容器上蓋進行封裝。模型封裝好以后，用氮氣向模型的上、下蓋層和油層打壓。實驗過程中，將壓力穩(wěn)定在3MPa（或實驗要求值）。在模型各個引出端口檢測是否有漏氣現(xiàn)象。如有泄漏，及時更換密封接頭。（4）建立初始溫度場。模型本體連同承壓容器都安裝在恒溫箱中，封裝模型完成后，設定恒溫箱加熱溫度（一般在加熱剛剛開始時設定加熱溫度大于等于80℃，到加熱的最后階段再逐步降低恒溫箱溫度），對模型本體加熱。通過測控系統(tǒng)對模型內部各個測溫點的溫度進行監(jiān)測。一般加熱48小時以上，待模型內部各個測溫點溫度達到地層溫度附近時，將恒溫箱的溫度也控制在地層溫度，直到模型內部各點溫度處處相等（一般允許各點溫度差在1～2℃）后，可以進行蒸汽驅三維物模實驗。（5）注入流體調試。在向模型注入蒸汽前調試蒸汽發(fā)生器，使注汽速度、注汽溫度和壓力能滿足方案設計要求。首先按試驗方案要求設置一定質量流速和一定干度的蒸汽，待注汽參數(shù)穩(wěn)定后，接入注汽井。（6）采出系統(tǒng)維壓設置。模擬生產井出口設有維壓裝置，考慮到稠油流動阻力較大，維壓裝置使用大口徑快開閥，通過測控系統(tǒng)設定開啟壓力，實現(xiàn)開井、關井、恒定壓力下生產等油藏管理。（7）實驗運行。實驗過程中，計算機啟動測控系統(tǒng)對模型本體、蒸汽發(fā)生器出口、恒溫箱等處的溫度、壓力進行實時監(jiān)測。通過測控軟件可以在計算機屏幕上觀測到模型內部溫度場的變化。采出系統(tǒng)對產出液進行分時段收集。實驗中實時計量油水總量，試驗結束后，對收集到的產出液進行特殊處理、分離，以計量出油、水的瞬時產量。下圖是實驗未裝砂、裝完砂后和試驗完模型頂部的情況（a）未裝砂 （b）裝完油砂后 （c）實驗做完后圖34 模型內部情況蒸汽驅影響因素分析第四章 蒸汽驅影響因素分析影響蒸汽驅驅油效果的因素可以分為兩類，油藏條件和注采參數(shù)。油藏條件一般是不易改變的，注采參數(shù)較容易改變，一般情況下應根據(jù)不同的油藏條件去確定不同的注采參數(shù)。1. 注入壓力對驅油效果的影響這里所說的注入壓力是指在注入井處測得的壓力。注入壓力與蒸汽溫度有一定的關系，注入壓力高則水蒸汽飽和溫度高，所以要想獲得一定的注入壓力，注入蒸汽必須有一定的溫度?！?，℃，℃。、。圖41 不同注入壓力下采出程度與時間的關系從圖41中可以看出注氣壓力越高蒸汽驅油效果越好。在200分鐘時，、采出程度分別為35%、21%、18%，可看出采出程度在4MPa最好。因為注入壓力高，蒸汽溫度就比較高，油和水的粘度都要降低，但水粘度的降低程度與油相比則小得多，其結果是降低了水油流度比，油水流度比的降低，使得驅替效率和波及效率都得到改善。但原油粘度隨溫度的變化并不成正比關系，這也是為什么隨注入壓力變化采出程度變化不均勻的原因之一。圖42 不同注入壓力下油汽比曲線從圖42可以看出4MPa的油汽比最高，油汽比隨著壓力升高而升高。溫度越高，原油的粘度越低，越容易被驅替，油汽比就越高。，含水率最高，最終含水率在92%。%。稠油在地層中流動困難主要是由于粘度高、粘滯力大。在高溫下，稠油和輕質油的特性相近，溫度越高，油水同出的比例越大，生產井含水率就越低。由此可以看出注入壓力越高，蒸汽驅采出程度也越高。而根據(jù)現(xiàn)場經驗，注入壓力并不是越大愈好，因為注入壓力大將會導致蒸汽注入困難，增加注氣成本。在實驗室內，我們主要討論影響驅替效果的因素，注氣壓力大溫度就比較高，而溫度是影響稠油熱采的最重要的機理。這些原因導致實驗結果與現(xiàn)場經驗的不同。圖43 注入壓力對含水率的影響2. 蒸汽干度對驅油效果的影響蒸汽驅加熱的對象是整個油藏，并且注入的蒸汽還要作為驅替介質不斷驅替原油。因此蒸汽驅有其自身的規(guī)律和要求，即要在油層中形成蒸汽帶，并不斷保持蒸汽帶向前擴展，蒸汽驅才能取得較好的效果。提高蒸汽驅開采效果的關鍵是盡力擴大蒸汽帶縱向及平面上的波及范圍。濕飽和蒸汽中的熱能包括兩部分，水相中的顯熱與汽相中的潛熱，蒸汽干度越高，汽化潛熱越大。只有依靠注入油層的蒸汽中大量的、連續(xù)補充的汽化潛熱能，才能保持形成的蒸汽帶不斷擴展、驅替原油至生產井中采出。如果油層中蒸汽帶的汽化潛熱能的補充量不足以抵消蒸汽帶的熱損失量，則蒸汽帶的體積將縮小，蒸汽前沿將停止前進[20]。因此能否實現(xiàn)有效蒸汽的關鍵在于有足夠多的熱量補充到地層中。下面我們來研究在注汽速度、注入壓力不變下蒸汽干度對驅替效果的影響。圖44 注汽干度對采出程度的影響由圖44可明顯看出蒸汽干度越高在相同時間內采出程度越高。干度為75%采出程度可達到35%左右，干度為50%和25%的采出程度不到20%。而且還可以看到，干度從25%升到50%驅替效果并沒有明顯改變，蒸汽驅效果對蒸汽干度不敏感，隨著蒸汽干度的增加，驅油效率變化不明顯；而從50%上升到75%采出程度有很大變化，由此可以看出干度至少應在50%以上，采取提高蒸汽干度的方法對驅替結果的影響才明顯。分析不同注汽干度的驅油效率變化認為，當蒸汽干度小于50%時，注入蒸汽所含的熱量較少，導致蒸汽帶的范圍小，汽驅效果不明顯，所以驅油效率較低；當蒸汽干度由50%增加到70%時，注入蒸汽內所含熱量不斷增多，能形成范圍比較大的蒸汽帶，使原油中的溶解氣都分離出來，這種溶解氣又由于體積膨脹，產生驅油作用，因而驅油效率大幅度提高。圖45 注汽干度對油汽比的影響從圖45看出，蒸汽干度為75%油汽比要比25%的要高，75%，但25%。油汽比是影響經濟成本的主要因素，油汽比越高，經濟效果越好。從圖中看出75%的經濟效益明顯比25%的好。原因是因為注入的干度過低，汽體含熱量少，模型中的熱量沒有得到足夠的補充，蒸汽前沿停止推進，蒸汽帶得不到擴大，只有凝結水向前擴展，汽驅現(xiàn)象不明顯，導致油汽比比較低。由上述圖像可以看出，注入蒸汽干度越高開發(fā)效果愈好。油汽比、采出程度都有所提高。由于水蒸汽有很高的汽化潛熱，高干度的蒸汽所含熱量大，注入油層后可以及時補充地層熱損失，維持和擴大蒸汽帶的范圍。汽態(tài)分子的能量遠比液態(tài)分子能量高，汽態(tài)分子可以進入液態(tài)分子進入不到的“微孔隙”中，使蒸汽帶內的殘余油飽和度低于熱凝帶的殘余油飽和度。蒸汽干度的提高，導致注入氣體含熱量高，汽驅效果開始起作用，這樣會大大提高驅油效果。這說明在蒸汽驅過程中，蒸汽干度越高，驅油效果越好。3. 注汽速度對驅油效果的影響注汽速度是指每分鐘注汽量的多少。注汽速度越高就會導致熱損失率越低，井內干度越高；注汽占用的時間少；蒸汽容易沿高滲透部位和邊井的方向突進[21]。上述分析是基于注汽干度不變（75%的干度）情況下得到的。增加注入量會增加熱焓，但無論如何要保持井底至少有50%以上的干度（前面實驗已證明）