本發(fā)明屬于石油與天然氣工程，具體涉及一種復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗裝置及方法，用于二氧化碳、氮氣、蒸汽和降粘劑等多流體強化邊水稠油、底水稠油和薄互層稠油等復雜稠油油藏的開采模擬及規(guī)律研究。

背景技術：

1、在石油與天然氣工程領域的稠油油藏開發(fā)研究和實踐中，常常遇到復雜的開發(fā)狀況，主要有邊底水伴生、泥巖薄互層油藏、垂向油藏性質差異等。為了解決復雜稠油油藏的開發(fā)問題，目前逐漸興起并轉向綜合運用蒸汽、co2、n2和降粘劑等多流體進行稠油油藏多流體吞吐開采或稠油油藏多流體驅開發(fā)。

2、但在開發(fā)實踐中，由于稠油油藏狀況復雜、實驗模擬不甚清楚、規(guī)律研究缺乏系統(tǒng)、施工參數(shù)缺乏指導等，常常導致油藏開發(fā)效果不佳。為了研究復雜稠油油藏多流體強化開采規(guī)律，本技術提出一種復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗裝置及方法，通過模塊化的單元層堆積設計，能夠模擬研究邊水或底水稠油油藏、邊底水同存稠油油藏、薄互層稠油油藏、垂向含油飽和度差異油藏等的多流體吞吐開發(fā)模擬實驗以及驅替開發(fā)模擬實驗，為復雜稠油油藏多流體強化開采規(guī)律的研究提供實驗數(shù)據(jù)支撐。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗裝置。

2、一種復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗裝置，包括由下到上平行設置的底板組件、頂板，所述底板組件、頂板之間沿高度方向依次設置有若干單元層，所述單元層呈回字形結構；

3、所述底板組件、頂板以及所有的單元層組成長方體箱體結構；

4、所述頂板的中部設置有豎直向下延伸的中心注采井，所述頂板上設置有四個均勻圍繞在中心注采井四周且豎直向下延伸的邊緣注采井；

5、所述底板組件的底端設置有連通至長方體箱體內部的底水管線；

6、每個單元層的左側端面上設置有連通至長方體箱體內部的驅替入口管線，每個單元層的右側端面上設置有連通至長方體箱體內部的驅替出口管線；每個單元層的前側端面上設置有連通至長方體箱體內部的邊水入口一管線，每個單元層的后側端面上設置有連通至長方體箱體內部的邊水入口二管線；

7、所述中心注采井的頂部端口以及每條驅替入口管線與蒸氣源的出口管線、降粘劑源的出口管線、氮氣源的出口管線、二氧化碳源的出口管線均進行管道連接；

8、所述中心注采井的頂部端口以及其中兩個相鄰邊緣注采井的頂部端口均與第一收集桶的入口管線相連；

9、另外兩個相鄰邊緣注采井的頂部端口以及所有驅替出口管線均與第二收集桶的入口管線相連；

10、所有邊水入口一管線均與第一水源的出口管線相連，所有邊水入口二管線均與第二水源的出口管線相連；

11、所述底水管線與第一水源的出口管線相連；

12、所述蒸氣源的出口管線與所有驅替入口管線均進行管道連接，所述降粘劑源的出口管線與所有驅替入口管線均進行管道連接，所述氮氣源的出口管線與所有驅替入口管線均進行管道連接，所述二氧化碳源的出口管線與所有驅替入口管線均進行管道連接均進行管道連接。

13、優(yōu)選的，所述底水管線、驅替入口管線、邊水入口二管線、驅替出口管線、邊水入口一管線上均設置有閥門；

14、所述第一收集桶的入口管線與中心注采井、相應邊緣注采井頂部端口的連接管線上均設置有閥門；

15、所述第二收集桶入口管線與相應邊緣注采井頂部端口的連接管線上均設置有閥門；

16、所述中心注采井頂部入口與蒸氣源出口管線、降粘劑源出口管線、氮氣源出口管線、二氧化碳源出口管線之間的連接管線上均設置有閥門；

17、所述蒸氣源出口管線與驅替入口管線之間的連接管線上、降粘劑源出口管線與驅替入口管線之間的連接管線上、氮氣源出口管線與驅替入口管線之間的連接管線上、二氧化碳源出口管線與驅替入口管線之間的連接管線上均設置有閥門。

18、優(yōu)選的，所述底板組件、頂板之間沿高度方向依次設置有五層單元層。

19、優(yōu)選的，所述第一收集桶的入口管線上、第二收集桶的入口管線上、第一水源的出口管線上、第二水源的出口管線上均設置有壓力流量控制系統(tǒng)和泄壓閥；

20、所述蒸氣源的出口管線、氮氣源的出口管線、二氧化碳源的出口管線上均設置有氣體壓力流量控制系統(tǒng)和泄壓閥，所述降粘劑源的出口管線上設置有液體壓力流量控制系統(tǒng)和泄壓閥。

21、優(yōu)選的，所述中心注采井以及邊緣注采井均通過各自的密封組件與頂板進行密封固定連接；

22、所述密封組件包括密封壓盤、石墨密封墊圈，所述密封壓盤通過緊固螺栓與頂板固定連接，所述石墨密封墊圈壓緊在密封壓盤、頂板之間，所述密封壓盤的中部設置有螺紋孔；

23、所述中心注采井以及邊緣注采井的上部外側壁上均同軸設置密封螺栓；

24、所述中心注采井以及邊緣注采井通過使各自的密封螺栓適配連接于相應密封壓盤的螺紋孔內實現(xiàn)安裝。

25、本發(fā)明還提供一種復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗方法。

26、一種復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗方法，基于復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗裝置進行實施，包括邊底水伴生的薄互層稠油油藏多流體吞吐開采模擬實驗、邊底水伴生的薄互層稠油油藏多流體驅開采模擬實驗、邊底水伴生的垂向含油飽和度差異稠油油藏多流體吞吐開采模擬實驗、邊底水伴生的垂向含油飽和度差異稠油油藏多流體驅開采模擬實驗。

27、優(yōu)選的，所述邊底水伴生的薄互層稠油油藏多流體吞吐開采模擬實驗包括以下步驟：

28、步驟11，自下而上依次在各個單元層內填充泥巖層、稠油巖層、泥巖層、稠油巖層、泥巖層；使中心注采井及各個邊緣注采井的底端位于最底部的稠油巖層內；

29、步驟12，所有閥門處于關閉狀態(tài)；

30、步驟13，打開底水管線、邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊底水伴生的吞吐開采模擬實驗；

31、或者打開邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊水伴生的吞吐開采模擬實驗；

32、或者打開底水管線上的閥門，進行底水伴生的吞吐開采模擬實驗；

33、進行邊底水伴生的吞吐開采模擬實驗或者邊水伴生的吞吐開采模擬實驗或者底水伴生的吞吐開采模擬實驗時，啟動第一水源、第二水源的動力源，使第一水源、第二水源的輸出壓力一致且保持恒定，向各個單元層內輸水；

34、步驟14，將中心注采井頂部端口與蒸氣源出口管線、降粘劑源出口管線、氮氣源出口管線、二氧化碳源出口管線上的閥門至少打開一個，啟動相應的動力源，通過中心注采井輸入蒸汽和/或降粘劑和/或氮氣和/或二氧化碳；

35、在該過程中，按相同時間間隔對各個單元層拍攝圖片，以觀察各個巖層的顏色變化；按相同時間間隔記錄第一水源出口管線上、第二水源出口管線上壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值；

36、步驟15，關閉步驟中打開的閥門；

37、步驟16，將中心注采井、邊緣注采井頂部與相應收集桶連接管線中的閥門至少打開一個，進行采油生產模擬；

38、在該過程中，按相同時間間隔對各個單元層拍攝圖片，以觀察各個巖層的顏色變化；按相同時間間隔記錄第一水源出口管線上、第二水源出口管線上壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值；按相同時間間隔記錄第一收集桶入口管線和/或第二收集桶入口管線壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值，按相同時間間隔記錄相應收集桶中的水油比。

39、優(yōu)選的，所述邊底水伴生的薄互層稠油油藏多流體驅開采模擬實驗包括以下步驟：

40、步驟21，自下而上依次在各個單元層內填充泥巖層、稠油巖層、泥巖層、稠油巖層、泥巖層；使中心注采井及各個邊緣注采井的底端位于最底部的稠油巖層內；

41、步驟22，所有閥門處于關閉狀態(tài)；

42、步驟23，打開底水管線、邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊底水伴生的多流體驅開采模擬實驗；

43、或者打開邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊水伴生的多流體驅開采模擬實驗；

44、或者打開底水管線上的閥門，進行底水伴生的多流體驅開采模擬實驗；

45、進行邊底水伴生的多流體驅開采模擬實驗或者邊水伴生的多流體驅開采模擬實驗或者底水伴生的多流體驅開采模擬實驗時，啟動第一水源、第二水源的動力源，使第一水源、第二水源的輸出壓力一致且保持恒定，向各個單元層內輸水；

46、步驟24，打開驅替入口管線上的閥門、驅替出口管線上的閥門；將蒸氣源出口管線、降粘劑源出口管線、氮氣源出口管線、二氧化碳源出口管線與驅替入口管線之間連接管線上的閥門至少打開一個；

47、在該過程中，按相同時間間隔對各個單元層拍攝圖片，以觀察各個巖層的顏色變化；按相同時間間隔記錄第一水源出口管線上、第二水源出口管線上壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值；按相同時間間隔記錄第二收集桶入口管線壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值，按相同時間間隔記錄第二收集桶中的水油比。

48、優(yōu)選的，所述邊底水伴生的垂向含油飽和度差異稠油油藏多流體吞吐開采模擬實驗包括以下步驟：

49、步驟31，自下而上依次在各個單元層內填充五層不同含油飽和度的稠油巖層；使中心注采井及各個邊緣注采井的底端位于自下而上的第二層稠油巖層內；

50、步驟32，所有閥門處于關閉狀態(tài)；

51、步驟33，打開底水管線、邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊底水伴生的吞吐開采模擬實驗；

52、或者打開邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊水伴生的吞吐開采模擬實驗；

53、或者打開底水管線上的閥門，進行底水伴生的吞吐開采模擬實驗；

54、進行邊底水伴生的吞吐開采模擬實驗或者邊水伴生的吞吐開采模擬實驗或者底水伴生的吞吐開采模擬實驗時，啟動第一水源、第二水源的動力源，使第一水源、第二水源的輸出壓力一致且保持恒定，向各個單元層內輸水；

55、步驟34，將中心注采井頂部端口與蒸氣源出口管線、降粘劑源出口管線、氮氣源出口管線、二氧化碳源出口管線上的閥門至少打開一個，啟動相應的動力源，通過中心注采井輸入蒸汽和/或降粘劑和/或氮氣和/或二氧化碳；

56、在該過程中，按相同時間間隔對各個單元層拍攝圖片，以觀察各個巖層的顏色變化；按相同時間間隔記錄第一水源出口管線上、第二水源出口管線上壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值；

57、步驟35，關閉步驟中打開的閥門；

58、步驟36，將中心注采井、邊緣注采井頂部與相應收集桶連接管線中的閥門至少打開一個，進行采油生產模擬；

59、在該過程中，按相同時間間隔對各個單元層拍攝圖片，以觀察各個巖層的顏色變化；按相同時間間隔記錄第一水源出口管線上、第二水源出口管線上壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值；按相同時間間隔記錄第一收集桶入口管線和/或第二收集桶入口管線壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值，按相同時間間隔記錄相應收集桶中的水油比。

60、優(yōu)選的，所述邊底水伴生的垂向含油飽和度差異稠油油藏多流體驅開采模擬實驗包括以下步驟：

61、步驟41，自下而上依次在各個單元層3內填充五層不同含油飽和度的稠油巖層；使中心注采井及各個邊緣注采井的底端位于自下而上的第二層稠油巖層內；

62、步驟42，所有閥門處于關閉狀態(tài)；

63、步驟43，打開底水管線、邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊底水伴生的多流體驅開采模擬實驗；

64、或者打開邊水入口一管線上的閥門，打開邊水入口二管線上的閥門，進行邊水伴生的多流體驅開采模擬實驗；

65、或者打開底水管線上的閥門，進行底水伴生的多流體驅開采模擬實驗；

66、進行邊底水伴生的多流體驅開采模擬實驗或者邊水伴生的多流體驅開采模擬實驗或者底水伴生的多流體驅開采模擬實驗時，啟動第一水源、第二水源的動力源，使第一水源、第二水源的輸出壓力一致且保持恒定，向各個單元層內輸水；

67、步驟44，打開驅替入口管線上的閥門、驅替出口管線上的閥門；將蒸氣源出口管線、降粘劑源出口管線、氮氣源出口管線、二氧化碳源出口管線與驅替入口管線之間連接管線上的閥門至少打開一個；

68、在該過程中，按相同時間間隔對各個單元層拍攝圖片，以觀察各個巖層的顏色變化；按相同時間間隔記錄第一水源出口管線上、第二水源出口管線上壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值；按相同時間間隔記錄第二收集桶入口管線壓力流量控制系統(tǒng)所檢測的流量值，按相同時間間隔記錄第二收集桶中的水油比。

69、本發(fā)明的有益效果是：

70、本發(fā)明復雜稠油油藏多流體強化開采模擬實驗裝置及方法，通過模塊化的單元層堆積設計，能夠模擬研究邊水或底水稠油油藏、邊底水同存稠油油藏、薄互層稠油油藏、垂向飽和度差異油藏等的多流體吞吐開發(fā)模擬實驗以及驅替開發(fā)模擬實驗，為復雜稠油油藏多流體強化開采規(guī)律的研究提供實驗數(shù)據(jù)支撐。