SYT6311-1997蒸汽驱油三维比例物理模拟实验技术要求

ICS7518099E10备案号11731998中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6311ES一1997蒸汽驱油三维比例物理模拟实验技术要求THETECHNICALREQUIREMENTSOFSTEAMFLOODINGTHREEDIMENSIONALSCALEDPHYSICALMODELLINGEXPERIMENT19971231发布19980701实施中国石油天然气总公司发布SY/T63111997目次前言，”“”“”“”IV1范围，”。，”二“，”“一，“”，二12引用标准“”“”“，13定义”“”，“，“，“”“二工4原理，补，一，介，林“”，一15材料”“”“，”“”二16装置，“，”。，“27实验程序“”“48实验报告”6附录A标准的附录蒸汽驱油三维比例物理模拟实验基础数据表格式，一8附录B标准的附录蒸汽驱油三维比例物理模拟实验相似准则9附录C标准的附录蒸汽驱油三维比例物理模拟实验蒸汽干度配置计算，11附录D标准的附录实验报告封面、首页格式13SY/T63111997前言注蒸汽热力采油是开采稠油的有效方法蒸汽驱油三维比例物理模拟实验技术随着稠油开采技术的提高而不断发展已成为研究热采机理、制定开发方案的重要手段之一。蒸汽驱油三维比例物理模拟实验技术，目前还没有一个统一、科学可行的标准为满足科研生产需要，便于国内国际间的学术交流。特编制本标准。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D均为标准的附录。本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。本标准由辽河石油勘探局勘探开发研究院负责起草本标准主要起草人万仲谋陈永患关文龙。中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T63111997蒸汽驱油三维比例物理模拟实验技术要求THETECHNICALREQUIREMENTSOFSTEAMFLOODINGTHREEDIMENSIONALSCALED曲YSICALMODELLINGEXPERIMENT范围本标准规定了蒸汽驱油三维比例物理模拟实验方法及技术要求。本标准适用于蒸汽驱油三维高压比例物理模型、低压比例物理模型及真空比例物理模型的模拟实2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性SY/T53361996岩心常规分析方法SY/T61071994储层岩石热物性参数的测定3定义本标准采用下列定义。31蒸汽驱物理模型用来观察和研究油藏蒸汽驱过程中所发生的现象和规律的模型。32比例物理模型满足几何条件、运动条件、动力条件相似的物理模型，33高压比例物理模型使用与原型相同或相近的孔隙介质及流体，运行压力高于。3MPA的比例物理模型34低压比例物理模型使用与原型相近或不同的孔隙介质及流体运行压力在0103MPA之间的比例物理模型35真空比例物理模型使用与原型不同的孔隙介质及流体，运行压力小于01MPA的比例物理模型。4原理将油藏条件和参数应用相似准则变换，得到一套模型控制参数，在此基础上设计建造与原型相似的物理模型，进行蒸汽驱油物理模拟实验，将实验数据及实验现象整理分析，研究蒸汽驱油机理及规律，指导油田开发生产。5材料蒸汽驱油三维比例物理模拟实验主要实验材料见表1中国石油天然气总公司19971231批准19980701实施1SY/T63111997表1蒸汽驱油三维比例物理模拟实验主要实验材料模型高压比例物理模型低压比例物理模型真空比例物理模型模型砂石英砂石英砂或玻璃珠玻璃珠模型油原油或精制油原油或精制油精制油模型水燕馏水燕馏水蒸馏水加人乙二醇6装皿61高压比例物理模型实验装置高压比例物理模型实验流程见图11_7K源2,3高压计量泵A燕汽发生器S模型本体61玉力容器7一烈乌电偶8压力传感器9数据采集器101令凝器IL词压调节器12产出液收集器图1蒸汽驱油三维高压比例物理模型实验流程图611蒸汽注人装置A水源B高压计量泵C蒸汽发生器。612模型装置A压力容器B模型本体根据相似原理及实验条件设计。613温度压力监测装置A数据采集器B热电偶C压力传感器614采液装置A冷凝器B回压调节器C产出液收集器62低压比例物理模型实验装置低压比例物理模型实验流程见图22SY/T631119971水源23搞压计量泵4P水器5焦汽发生器6饱和油容器7恒温器8旗型本体9一二上下盖层10保温套11一教据采集器12热电偶13H力传感器14冷凝器15沪出液收集器16，气源17习玉力定值器18水浴图2蒸汽驱油三维低压比例物理模型实验流程图621燕汽注人装置A水源B高压计量泵C蒸汽发生器D热水器E恒温器F饱和油容器622模型装置A模型本体根据相似原理及实验条件设计B上下盖层C热水浴D保温套623加压装置A气源B压力定值器。624温度压力监测装置A数据采集器B热电偶C压力传感器625采液装置A冷凝器B产出液收集器。63真空比例物理模型实验装置真空比例物理模型实验流程见图3631蒸汽注人装置A水源B高压计量泵C蒸汽发生器3SY/T63111997D恒温水浴E饱和油容器0混合器1水源23高压计量泵4国温水浴5汽发生器6饱和油容器7T昆合器8模型本体9月氏温箱10，数据采集器11电偶12L玉力传感器13一产出液收集器14真空阱图3蒸汽驱油三维真空比例物理模型实验流程图632模型装置A低温箱B模型本体根据相似原理及实验条件设计633温度压力监测装置A数据采集器B热电偶C压力传感器。634采液装置A产出液收集器B真空阱。7实验程序71实验准备711确定油藏基础数据及工艺条件，记人附录A标准的附录表A1中。712根据模型类型及实验研究内容选择相似准则，相似准则的选取见附录B标准的附录713设计相似比例模型，首先确定相似因子原型与模型的长度比，然后根据填人表A1中的油藏原型数据，应用相似准则计算模型实验参数，计算结果填人附录A标准的附录表A2中714根据实验要求，确定模型砂的种类及粒度组成，配制模型用砂，按SY/T5336测定模型砂渗透率，做为模型的平均渗透率，按SY/T6107测定模型砂的热物性参数。715根据实验参数要求配制模型油，测定模型油的粘温数据72实验步骤721制备模型A将模型井、热电偶、压力传感器布置到实验方案设计位置B模型内壁均匀徐上环氧树脂，与模型砂胶结，防止流体沿边界窜流C将模型砂均匀填人模型，边装填边振动，使模型砂紧密装填D将氮气注人模型，在注汽压力下密封试压722饱和水4SY/T63111997A启动加压系统对模型加围压，使模型处于实验要求的围压下，真空模型抽真空B将CO注人模型，置换出空气，连接抽空流程，抽真空，达到真空度要求C将模型水在负压下吸人模型，记录饱和水的体积D根据模型本体体积和饱和水体积计算模型孔隙度0一节“100一“一”“式中叻一仔L隙度，VX饱和水体积，CMV一一滩莫型本体体积，CM723饱和油可采用下述两种方法饱和油，造束缚水。A根据计算的模型含油饱和度，将油、水以相当于油藏初始饱和度下的比例混合注人模型，当模型产出口收集的油水比和注人端的油水比接近时误差小于1，为达到饱和油的要求B将模型油由井孔注人模型，由其他井孔或泄流孔收集产出液，切换饱和油人口，直到各收集孔连续出油不出水或含油率达到999时记录饱和油量、驱出水量，求模型初始含油饱和度及束缚水饱和度【见式2，式3VS二弃X100VM_V4,VXV“1002二“二”，二“一3式中S初始含油饱和度，VO一一饱和油体积，CM心G型孔隙体积即饱和水体积，CMS二一一长隶缚水饱和度，C如模型油粘度高直接饱和困难，应预先将模型油加热降粘73建立模型初始温度场731高压、低压比例物理模型通过注人循环水向模型本体传热或饱和热油直接加热模型本体，将模型本体加热到实验设计初温。732真空物理模型通过对模型制冷降温，达到实验设计初温。733模型初始温场应均匀、各布点温差不大于1C74蒸汽驱替741湿蒸汽采用过热蒸汽与恒温水配置而成，蒸汽干度配置计算见附录C标准的附录。742设置注汽参数，包括注汽压力、温度、速度743蒸汽与水混合后进人旁路，混合均匀后关闭旁路，打开模型井进日阀门，进行汽驱，当注汽压力高于蒸汽饱和压力时打开旁路泄流，记录泄流量。744利用微机采集模型不同位置温度、压力数据，采集数据存盘。745设置采样时间，保证每个样品收集量不超过样品收集器量程5SY/T63111997746实验中，瞬时油汽比下降到015时，结束驱替实验。747实验结束后，按以下顺序清洗模型，以备下次实验使用A用二甲笨或环己烷清洗，计量残余油B用丙酮溶液清洗甲苯或环己烷溶液C用蒸馏水清洗丙酮溶液D用空气吹千模型748根据实验油品枯度及油水乳化程度的不同，采用下述一种方法或几种方法，将油水分离并计量油水产量A产出液静止放置一段时间，使油水自然分离B采用离心机分离油水C加人破乳剂分离油水D加人二甲苯或环己烷，充分摇动，使油水完全溶解，应用比色分析技术，计量油水量适用于高压比例物理模型用真实原油情况。75实验数据整理751蒸汽注人I以当量水体积计A，计量泵注人体积减去旁路泄流体积即为蒸汽注人量，记录无水采油时间、热水突破时间、燕汽突破时间752记录每个时间段的注汽量、产液量以及分离后的油水产量计算累积注汽量、累积油汽比、采出程度及最终采收率，数据按表2格式记录表2注汽压力蒸汽驱油三维比例物理模拟实验注采记录格式MPA注汽干度注汽速度ML/MIN出口压力MPA序号时间MM注汽TML旁路泄流T山L产液TML产油量ML油汽比OSRKI采出程度瞬时累积瞬时累积瞬时累积瞬时累积瞬时累积瞬时累积瞬时累积753根据实验研究的具体内容将产油量、采出程度、隙体积或注汽时间关系绘制成实验曲线。754将实验中不同阶段的温度、压力数据处理成温度场、累积油汽比、含水率等数据与蒸汽注人孔压力场8实验报告实验结束后，编写实验报告，实验报告应包括物理模型建立、实验图表及实验结果分析。A物理模型建立包括实验方案设计、相似准则选取、实验材料模型砂、模型油、模型水制备B实验图表包括实验温场图、压力场图、实验曲线、实验基础数据表，见附录A标准的附6SY/T63111997录与蒸汽驱油三维比例物理模拟实验注采记录表格式见表2C实验结果分析包括驱替特征、驱替效果分析及实验方案对比和优选D实验报告封面及首页格式见附录D标准的附录7SY/T63111997附录A标准的附录燕汽驱油三维比例物理模拟实验基础数据表格式表AI油藏原型参数序号名称数据一序号名称数据1油层深度M束缚水饱和度2注采井距M一汽驱残余油饱和度3油层厚度M一洛解气油比M3/M4地层倾角“12脱气油密度9/CM35初始油层压力MPA油层温度下脱气油粘度MPA一S6有效孔隙度14油层岩石热容量KJ/M7绝对渗透率LOJIM,15油层岩石导热系数W/M“8含油饱和度一一16地层水矿化度MG/L表A2模型参数序号名称数据序号名称数据T注采并距M1出口压力MPA2油层厚度M含油饱和度3模型初温8模型油密度9/CM34有效孔隙度9模型油粘度MPA“S5绝对渗透率103UM,模型水粘度MPA“S一8SY/T63111997附录B标准的附录燕汽驱油三维比例物理模拟实验相似准则根据描述蒸汽驱物理过程的物理方程及初始、边界条件，应用方程分析或因次分析方法，推导出蒸汽驱油三维比例物理模拟实验相似准则依据不同的比例物理模型及所进行的具体实验研究内容选取相似准则，所选取的主要相似准则应能确定出蒸汽注人率、时间比例、注采压差、渗透率、蒸汽干度、油粘度等模拟参数。表BL列出了典型文献中蒸汽驱油三维比例物理模拟实验的相似准则表B1蒸汽驱油三维比例物理模拟实验相似准则模拟参数高压比例物理模型低压比例物理模型真空比例物理模型APAPAPGL么E如GLAPGLT兄TOPCL之TTPP,C,LP,不Z或,PASP一瓦于MMPC久OLMP,CW人LMP,C,。MPW三兰叻ASZ,L一ALK或二PAKAPGLPOC拜。又。KAPGLP,C,P,文RKAPGLP,C成KAPGLP,HC4月。又R动八，一POIXXXRCATW，XRCATPOAS一二二成二一止二二止二CWAT一P,C,ATPO产。POP,CWXP,PSRP,P,XP,PO表中C,一一讨之的比热容，KJ/KGC。一一袖的比热容，K7/KGC,一一岩石的比热容，KJ/KG8重力加速度，M/S2K一一渗透率，103PM2L一一谁主采井距，MMA量流量，KG/SI汽化潜热，KJ/KGT一一旧寸间，5X一一焦汽干度，PW一一水密度，G/EMPO，一月由密度，G/EM9SY/T63113997P,一一嘴彭石密度，9/CM3P焦汽密度，G/CM3A袖导热系数，W/M“Y一一岩石导热系数，W/M“EJ，生产压差，MPAAPM水密度差，G/CM3AS一一可动油饱和度，AT一一温度差，GO袖粘度。MPA“SN蒸汽粘度，MPA“SIPTL隙度，1O5Y/T63111997附录C标准的附录I燕汽驱油三维比例物理模拟实验燕汽千度配里计算C1原理湿蒸汽采用过热蒸汽与恒温水混合配置而成，过热蒸汽焙与热水烙之和等于模型人口处的湿蒸汽焙与混合人口至模型人口之间的热损失之和。C2热损失确定把蒸汽管路与绝热层做为圆筒壁考虑散热，忽略轴向热损失，则径向热损失为21RLT一1LNRZ/R,/,11/。X10一S“”“”二C1式中Q一一IKM失，KWAM筒壁导热系数，W/M“L一一一蒸汽管路长度MIS一一蒸汽温度，TA一一环境温度，R,一一嗽汽管路外径，MR2一一二绝热层外径，M绝热层与环境的对流换热系数，W/MLC3汽水质T份额的确定湿蒸汽质量流量等于过热蒸汽质量流量与恒温水质量流量之和M，MM“，二4二“一C2汽、水混合前的焙等于混合后的湿蒸汽烙与热损失之和M