ICS 75.020 E 12 SY 备案号：53483—2016 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 70682016 注蒸汽采油二维比例 物理模拟实验技术要求 Thetechnical requirements of two-dimensional scaled physical modeling experiment for steam recovery 2016—01—07发布 201606－01实施 国家能源局 发布 SY/T 7068-2016 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 实验原理 5 实验装置 6 模型设计 模型建立 7 8 实验步骤 9 实验结果处理 10 实验报告 11 数值修约 附录A（规范性附录） 注蒸汽采油二维比例物理模拟实验相似准则 10 附录B（资料性附录） 注蒸汽采油二维比例物理模拟实验基础数据表 附录C（资料性附录） 模型盖底层等效厚度计算方法 15 附录D（资料性附录） 蒸汽干度配置及计算方法 16 附录E（资料性附录）.剩余油饱和度取样及计算方法 附录F（资料性附录） 实验报告封面及首页格式 19 附录G（资料性附录） 温度场和压力场图格式 20 附录H（资料性附录） 注人及生产动态曲线图格式 21 参考文献 23 SY/T 70682016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本标准由油气田开发专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：国家能源稠（重）油开采研发中心（辽宁中石油辽河油田工程技术研究中心、 中国石油辽河油田勘探开发研究院）、提高石油采收率国家重点实验室（中国石油勘探开发研究院）、 中国石油新疆油田分公司实验检测研究院。 本标准起草人：刘宝良、潘攀、沈德煌、吴运强、刘其成、吕道平、赵庆辉、张运军、贾大雷、 张勇、彭旭、高阳、孙士强。 ⅡI SY/T7068—2016 注蒸汽采油二维比例物理模拟实验技术要求 1范围 本标准规定了注蒸汽采油二维比例物理模拟的实验原理、实验装置、模型设计、模型安装、实验 步骤、实验结果处理、实验报告及技术要求。 本标准适用于稠油油藏蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油（SAGD）二维比例物理模拟实 验，添加非凝析气体的蒸汽驱二维比例物理模拟实验可参照使用。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T13377原油和液体或固体石油产品密度或相对密度的测定毛细管塞比重瓶和带刻度 双毛细管比重瓶法 GB/T28910原油流变性测定方法 GB/T29172头 岩心分析方法 SY/T6107 油藏热物性参数的测定方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 steamhuffandpuff 蒸汽吞吐 向采油井中注入一定量的蒸汽，焖井，待蒸汽的热量向油层扩散后，再开井生产的一种开采稠油 的方法。 3.2 蒸汽驱.steamflooding 通过适当井网，从一定数量的井中注人蒸汽，在注人井周围形成饱和蒸汽带，加热和驱替原油到 生产井的开采方法。 3.3 蒸汽辅助重力泄油steamassistedgravitydrainage 通过适当井网，注人的高温蒸汽向上及侧面移动，形成一个蒸汽腔，蒸汽在蒸汽腔周围冷凝，并 通过热传导将周围油藏加热，被加热降黏的原油及冷凝水在重力作用下流到生产井，并通过生产井的 举升系统将油和水举升到地面的开采方法，缩写为“SAGD”。 3.4 相似准则 similarity criteria 1 SY/T7068—2016 由描述物理过程的物理量组成的独立的无量纲数组，是油藏原型与比例物理模型之间的相似判 据。 3.5 油藏原型reservoirprototype 描述实际油藏的原始模型。 3.6 二维比例物理模型two-dimensionalscaledphysicalmodel 一种物理模拟油藏的工具，与三维模型相比其中一个线性度不成比例且线性度小。 4实验原理 4.1概述 利用相似准则，将油藏原型参数进行变换，得到一套模型控制参数，在此基础上设计建立与原 型相似的二维比例物理模型，进行注蒸汽采油物理模拟实验，认识注蒸汽采油机理，揭示油藏层状韵 律、平面非均质性、地层倾角和井网部署及开发方式等对注蒸汽热采开发效果的影响，揭示油藏内部 蒸汽前缘扩展、油水运移及产出规律，用于指导油田开发生产。 4.2相似准则 开展注蒸汽采油二维比例物理模拟实验，首先要进行相似准则的推导与选择。根据描述注蒸汽采 油物理过程的连续性方程、能量守恒方程、渗流方程（Darcy定律）、边界条件及初始条件，应用量 纲分析法或方程分析法，推导获得注蒸汽采油比例物理模拟实验相似准则体系。相似准则数的选择应 满足几何相似、运动相似、动力相似、热力学相似以及质量相似，蒸汽吞吐比例物理模拟相似准则应 符合附录A中表A.1的规定，蒸汽驱比例物理模拟相似准则应符合附录A中表A.2的规定，SAGD 比例物理模拟相似准则应符合附录A中表A.3的规定。 5实验装置 5.1实验流程 二维比例物理模拟实验装置由五个部分组成（见图1）： a）注人单元：包括高压计量泵、油容器、水容器、蒸汽发生器。 b）模型本体。 c）数据采集单元：包括热电偶、压力压差传感器、数据采集器。 d）产出单元：包括冷凝器、回压阀、收集器。 e）温控单元：包括模型本体内部、外部控温和注采单元保温。 5.2注入单元 注入单元性能指标要求： a）水源：水质为蒸馏水或去离子水，水质应符合GB/T6682中规定的三级水标准要求。 b）高压计量泵：流量精度等级±0.5%，压力精度等级±0.25%FS； c）蒸汽发生器：控温精度等级土1℃，压力精度等级土0.25%FS； d）油容器：控温精度等级土1℃。 2 SY/T7068—2016 13 10 8 11 1—高压计量泵；2—油容器；3—水容器；4一蒸汽发生器；5—模型本体；6—冷凝器；7—回压阀；8-收集器； 9热电偶；10一压力、差压传感器；11—数据采集器；12，13一精密压力表。 图1注蒸汽采油二维比例物理模拟实验组成示意图 5.3模型本体 模型本体性能指标要求： a）耐温不小于100℃。 b）耐压大于实验温度对应的饱和蒸汽压力0.5MPa。 5.4数据采集与处理单元 数据采集与处理单元性能指标要求： a）数据采集器：数据采集频次不大于2s。 b）铠装热电偶：精度等级土1℃。 c）压力、压差传感器：精度等级土0.25%FS。 5.5产出单元 产出单元性能指标要求： a）冷凝器：产出液经冷却后温度应不大于150℃。 b）回压调节器：回压控制精度等级土0.25%FS。 c)收集器：采出液收集瓶计量误差土1%。 5.6温控单元 温控单元性能指标要求： a）模型本体内部：模型内壁应安装耐油水、耐高温的隔热材料减小热损失，模拟油藏边界条 件。 b）模型本体外部：模型应具有加热控温功能，能够模拟油藏原始温度，控温精度等级土1℃。 c）注采单元保温：注人单元应采取隔热保温措施。采出单元应具有加热、冷凝功能，实验开始 前，应加热到易于原油流动的温度；当蒸汽突破后，启动冷凝器将产出液温度降低到不高于 150℃。 3 SY/T7068—2016 6 模型设计 6.1概述 模型设计是开展注蒸汽采油二维比例物理模拟实验的首要环节，应在明确实验目的的基础上，确 定研究内容及预期成果，然后进行模型设计。模型设计包括基础参数准备、比例模化、模型井、油 层、盖底层及温度和压力监测。其中比例模化的相似比例因子一般选择在100~300之间，模拟对象为 油藏的一个或部分井组单元的平面或剖面。温度场监测是认识注蒸汽采油驱油机理的重要手段，温度 测点应确保真实反映注蒸汽采油过程中温度场变化。 6.2基础参数准备 收集油藏原型地质参数及注采工艺参数，油藏原型参数记录参见附录B的表B.1，注采工艺参数 记录参见附录B的表B.2。 6.3比例模化 根据实验目的，综合实验条件，选择合适的相似准则，应符合附录A的规定，确定相似比例因子。 6.4模型井 根据原型的井距和相似比例因子计算模型井距，确定模型井在模型中的位置。模型井的直径可不 按几何比例缩小，射孔模拟通常采用切口法或打孔法。 6.5油层 根据原型油层参数和相似比例因子、相似准则确定油层物性参数、模型砂、油品及实验温度和实 验压力，参见附录B的表B.3。 6.6盖底层 根据实验时间、地层导热系数、边界温差以及盖底层材料的热物性和设定的传热误差，利用附录C 的公式（C.2）确定盖底层等效厚度。 6.7温度监测 根据实验目的设计温度监测点的分布，温度监测点在横向、纵向均大于5列。模型内部温度测量 采用铠装热电偶。 6.8压力监测 根据实验目的设计压力监测点的分布，模型内部压力通过布置压力导管连接至压力传感器测量。 7模型建立 7.1材料准备 7.1.1实验用油 实验用油的要求： a）原油样品先用孔径Φ0.045mm的不锈钢筛网在低于80℃下进行过滤，过滤后在低于120℃下 4