变温度场多元热流体驱替模拟装置

1.变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该变温度场多元热流体驱替模拟装置包括一维填砂模型、砂浴、油浴循环系统和油浴温度调节系统，该一维填砂模型位于该砂浴的中央，并装有实验用油砂或石英砂以模拟油藏储层物性特征，该砂浴中装有石英砂或油藏储层砂，以模拟储层物质环境，该油浴循环系统位于该砂浴的外层，以调节该砂浴的外边界的温度，该油浴循环系统外接该油浴温度调节系统，该油浴温度调节系统中嵌入了三维热传导模型，以根据该砂浴和该油浴循环系统中发生的热传导，自动计算该油浴循环系统的温度并跟进。
2.根据权利要求1所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括预加热系统和预加热控制系统，该预加热系统位于该一维填砂模型和该砂浴的环形空间，并提供油藏初始的温度环境，该预加热系统外接该预加热控制系统，该预加热控制系统控制该预加热系统,调节其加热功率和加热温度。
3.根据权利要求2所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括测温测压系统，该测温测压系统与该一维填砂模型连接，以测量该一维填砂模型不同位置的温度和压力。
4.根据权利要求3所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该测温测压系统为多个测温测压点。
5.根据权利要求4所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该多个测温测压点等距离排列。
6.根据权利要求3所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括数据采集系统，该数据采集系统连接于该测温测压系统，以采集该测温测压系统测量的温度和压力数据。
7.根据权利要求6所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括计算机，该计算机连接于该数据采集系统，该数据采集系统将采集的该温度和压力数据传输给该计算机，该计算机将该温度和压力数据进行记录。
8.根据权利要求7所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该计算机还连接于该预加热系统，以控制该预加热系统使其平稳加热到设定温度。
9.根据权利要求1所述的变温度场多元热流体驱替模拟装置，其特征在于，该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括绝热保温装置，该绝热保温装置位于该油浴循环系统的外层，以对整个模拟蒸汽驱砂浴模型进行保温。

变温度场多元热流体驱替模拟装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及用于多元热流体驱油实验的装置，特别是涉及到一种变温度场多元热流体驱替模拟装置。\n背景技术\n[0002] 目前，在石油行业涉及物理模拟实验中，现有的常规方法都在恒温的环境中进行，驱替之前先将环境温度升至实验温度，然后饱和原油进行驱替实验。这种常规方法存在以下三个缺点：1）不能在驱替方向上形成温度场，无法反映实际油藏开发中发生的热传导现象，实际油藏开发过程中注入流体与油藏中的流体及油藏岩石之间往往存在温度差，在稠油热采过程中由于温度差引起的热量传导尤其明显；2）温度影响到原油粘度及油水界面性质，常规方法无法将温度对原油及注入流体的影响反映到驱替过程中来； 3）常规驱油实验方法中压力和温度大多不能实现多点的实时自动采集和存储。为此我们发明了一种新的变温度场多元热流体驱替模拟装置，解决了以上技术问题。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是提供一种可以模拟物质环境，并综合模拟油藏的初始温度、压力和多元热流注入过程中的热能传递和温度场的变化规律的变温度场多元热流体驱替模拟装置。\n[0004] 本发明的目的可通过如下技术措施来实现：变温度场多元热流体驱替模拟装置，该变温度场多元热流体驱替模拟装置包括一维填砂模型，砂浴，油浴循环系统和油浴温度调节系统，该一维填砂模型位于该砂浴的中央，并装有实验用油砂或石英砂以模拟油藏储层物性特征，该砂浴中装有石英砂或油藏储层砂，以模拟储层物质环境，该油浴循环系统位于该砂浴的外层，以调节该砂浴的外边界的温度，该油浴循环系统外接该油浴温度调节系统，该油浴温度调节系统中嵌入了三维热传导模型，以根据该砂浴和该油浴循环系统中发生的热传导，自动计算该油浴循环系统的温度并跟进。\n[0005] 本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：\n[0006] 该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括预加热系统和预加热控制系统，该预加热系统位于该一维填砂模型和该砂浴的环形空间，并提供油藏初始的温度环境，该预加热系统外接该预加热控制系统，该预加热控制系统控制该预加热系统,调节其加热功率和加热温度。\n[0007] 该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括测温测压系统，该测温测压系统与该一维填砂模型连接，以测量该一维填砂模型不同位置的温度和压力。\n[0008] 该测温测压系统为多个测温测压点。\n[0009] 该多个测温测压点等距离排列。\n[0010] 该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括数据采集系统，该数据采集系统连接于该测温测压系统，以采集该测温测压系统测量的温度和压力数据。\n[0011] 该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括计算机，该计算机连接于该数据采集系统，该数据采集系统将采集的该温度和压力数据传输给该计算机，该计算机将该温度和压力数据进行记录。\n[0012] 该计算机还连接于该预加热系统，以控制该预加热系统使其平稳加热到设定温度。\n[0013] 该计算机还连接于该油浴温度调节系统，以根据该砂浴和该油浴循环系统中发生的热传导规律，自动计算该油浴循环系统的温度。\n[0014] 该变温度场多元热流体驱替模拟装置还包括绝热保温装置，该绝热保温装置位于该油浴循环系统的外层，以对整个模拟蒸汽驱砂浴模型进行保温。\n[0015] 本发明中的变温度场多元热流体驱替模拟装置，可以模拟多元热流体在油藏中与油藏流体和油藏岩石之间发生的热能传导规律，油浴模型根据实验条件、多元热流体注入参数、流体热物理性质并结合砂浴模型热传导规律自动调节温度来补偿热能，控制砂浴模型的温度，使砂浴模型与一维填砂模型之间保持一定的温度差，是填砂模型与砂浴之间的热能传递尽可能地与油藏实际接近，实验过程不但模拟了物质环境，同时综合模拟了油藏的初始温度、压力和多元热流注入过程中的热能传递和温度场的变化规律，实验方法更科学、结果更准确。\n[0016] 本发明中的变温度场多元热流体驱替模拟装置解决了目前石油行业稠油热采模拟实验中所采用的将实验本体置于高温恒温环境开展多元热流体驱油实验方式存在的各种不合理条件、方式和方法。大大提高了室内实验条件与现场的相似度，从而增强了实验结果的可靠度和参考价值。本发明具有模拟高热焓蒸汽注入油藏中热扩散和传递规律及流体相态的客观转变所引起的驱油效果的变化规律，研究多元热流体提高驱油效率的机理机制，实验操作方便，数据可靠实用的优点，主要用于石油行业高温蒸汽驱或多元热流体驱油室内物理模拟实验。\n附图说明\n[0017] 图1为本发明的变温度场多元热流体驱替模拟装置的一具体实施例结构图。\n具体实施方式\n[0018] 为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。\n[0019] 如图1所示，图1为本发明的变温度场多元热流体驱替模拟装置的结构图。该变温度场多元热流体驱替模拟装置由一维填砂模型1，砂浴2，预加热系统3，油浴循环系统4，测温测压系统5，绝热保温装置6，预加热控制系统7，油浴温度调节系统8，数据采集系统9和计算机10组成。\n[0020] 一维填砂模型1置于砂浴2的中央，其中装有实验用油砂或石英砂以模拟油藏储层物性特征。砂浴2中装有石英砂或油藏储层砂，以模拟储层物质环境。\n[0021] 预加热系统3一维填砂模型1和砂浴2的环形空间，并提供油藏初始的温度环境。\n预加热系统3外接预加热控制系统7，该预加热控制系统7用于控制预加热系统3,调节其加热功率和加热温度。\n[0022] 油浴循环系统4置于砂浴2的外层，用于调节砂浴2外边界的温度。油浴循环系统4外接油浴温度调节系统8，该油浴温度调节系统8中嵌入了三维热传导模型，可以根据砂浴2和油浴循环系统4中发生的热传导，自动计算油浴循环系统4的温度并跟进。在一实施例中，因为油浴循环的温度是由砂浴2传递热量来决定的,根据实际试验参数计算某一时间砂浴2外边界的理论温度,这一过程需要计算机10计算,并将计算结果反馈到油浴调节系统8,由油浴调节系统8跟进油浴循环系统4的温度。\n[0023] 测温测压系统5与一维填砂模型1连接，以测量一维填砂模型1不同位置的温度和压力。在一实施例中，测温测压系统5为多个测温测压点。在一实施例中，该多个测温测压点等距离排列。\n[0024] 绝热保温装置6置于油浴循环系统4的外层对整个模拟蒸汽驱砂浴模型进行保温，尽可能减小模型与环境间的热能交换。\n[0025] 数据采集系统9连接于测温测压系统5，以采集测温测压系统5测量的温度和压力数据。\n[0026] 计算机10连接于预加热系统3，油浴温度调节系统8，数据采集系统9。计算机在此起到3个作用：一是根据实验需要控制预加热系统3使其平稳加热到设定温度；二是根据砂浴2和油浴循环系统4中发生的热传导规律，自动计算油浴循环系统4的温度；三是在驱替实验过程中实时检测一维砂浴模型1不同位置的温度和压力并记录。\n[0027] 预加热系统3提供油藏初始的温度环境，热流体注入驱替过程中，砂浴2模拟岩心在油藏中的物质环境，结合油浴循环系统4和油浴温度调节系统8在一维填砂模型1的驱替方向上产生类似于油藏的温度梯度，从而使多元热流体驱替评价更加准确。\n[0028] 在运行时，将一维填砂模型1置于砂浴2中，利用预加热系统3使一维填砂模型1和砂浴2达到油藏的温度环境，饱和原油后进行热流体驱替实验。根据实验需要的出口端温度，油浴温度调节系统8利用拉普拉斯热传导方程计算出油浴的温度，热流体进入一维填砂模型1后带进的热量将通过砂浴2传导到油浴循环系统4中，热流体的温度在流动方向上逐渐降低；同理，该装置可以模拟油藏中注入相对低温的流体，评价流体的驱油效果。\n[0029] 本发明的变温度场多元热流体驱替模拟装置，用实验用油砂或石英砂按要求装填好一维填砂模型1模拟油藏储层物性特征，同时与测温测压系统5连接好后置于装置的正中间，然后在一维填砂模型1与油浴循环系统4的环形空间里装填模拟储层物质环境的砂浴2，并将与预加热控制系统7相连的预加热系统3埋在砂浴2的中间，最后进行个环节试压并将油浴温度调节系统8与油浴循环系统4相连。实验初期，根据油藏温度条件设置预加热控制系统7和油浴温度调节系统8的初始温度，使之与油藏温度一致来模拟油藏的温度条件，等整个砂浴2和油浴循环系统4的温度达到设定温度之后根据蒸汽注入参数（速度、温度）、一维填砂模型1（导热、比热、体积）、砂浴2参数（导热系数、比热、体积）等参数设计油浴温度调节系统8的温度控制参数，从而可以模拟蒸汽驱过程中温度、压力、流体相态和温度场的变化过，大大提高实验结果与现场的相似性和实用性。