1.评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:包括用于模拟蒸汽辅助重力驱油的二维可视化物理模型、用于为所述二维可视化物理模型提供蒸汽的蒸汽发生机构、用于记录所述二维可视化物理模型中蒸汽腔动态变化过程的摄像机构和用于收集所述二维可视化物理模型中产出液的产出液收集机构,所述二维可视化物理模型包括透明容器(5)以及设置在透明容器(5)内用于将透明容器(5)分为模拟油藏储层填充区(6)和单相水填充区(8)的渗透性分隔板(7),模拟油藏储层填充区(6)内填充有玻璃微珠,单相水填充区(8)内填充有粉砂,模拟油藏储层填充区(6)靠近单相水填充区(8)的一端设置有用于为模拟油藏储层填充区(6)注入水及油的第一模拟水平井(11),模拟油藏储层填充区(6)远离单相水填充区(8)的一端设置有模拟注入井(9)和模拟生产井(10),所述蒸汽发生机构与模拟注入井(9)连通,所述产出液收集机构与模拟生产井(10)连通,单相水填充区(8)远离模拟油藏储层填充区(6)的一端设置有用于输出水流的第二模拟水平井(12),第二模拟水平井(12)与水流量控制机构连通。
2.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述蒸汽发生机构包括安装在供水管(2)上的加热器(3)和为加热器(3)供水的柱塞泵(1),供水管(2)穿过透明容器(5)与模拟注入井(9)连通,加热器(3)与模拟注入井(9)之间的供水管段上安装有蒸汽开关阀(4)。
3.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述产出液收集机构包括储液瓶(18),储液瓶(18)通过出液管与模拟生产井(10)连通,所述出液管上安装有出液调节阀(17)。
4.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述水流量控制机构包括与第二模拟水平井(12)输液端配合的量筒(16)和安装在第二模拟水平井(12)输液端的出水阀(15);所述第一模拟水平井(11)的进液端安装有进液阀(19)。
5.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述摄像机构包括正对透明容器(5)设置的摄像头(14)和对摄像头(14)获取的图像进行预处理的图像预处理装置,所述图像预处理装置包括控制器(21)以及均与控制器(21)相接的存储器(24)和用于与计算机(23)数据传输的通信模块(22),控制器(21)的输入端接有数据处理电路(20),摄像头(14)通过摄像头连接线与数据处理电路(20)连接。
6.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述渗透性分隔板(7)背面设置有用于冷却模拟油藏储层填充区(6)靠近单相水填充区(8)区域的稠油的冷却机构(13),所述冷却机构(13)为水循环冷却机构。
7.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述渗透性分隔板(7)上设置有仅供水通过的亲水性薄膜;所述模拟注入井(9)伸入至模拟油藏储层填充区(6)内的井壁上、模拟生产井(10)伸入至模拟油藏储层填充区(6)内的井壁上、第一模拟水平井(11)伸入至模拟油藏储层填充区(6)内的井壁上和第二模拟水平井(12)伸入至单相水填充区(8)内的井壁上均开设有通孔,所述模拟注入井(9)、模拟生产井(10)、第一模拟水平井(11)和第二模拟水平井(12)外表面均覆盖着筛网。
8.按照权利要求1所述的评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的装置,其特征在于:所述粉砂的目数为140目~270目,所述玻璃微珠的直径为0.5mm~1mm。
9.一种利用如权利要求1所述装置评价初始水流动性对稠油油藏开采效果影响的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤一、评价装置的安装及模拟油藏储层填充区的初始含水饱和度的获取,过程如下:
步骤101、利用振动填充方式,将干燥的玻璃微珠填充至模拟油藏储层填充区(6)中,将干燥的粉砂填充至单相水填充区(8)内;
步骤102、密封所述产出液收集机构、第一模拟水平井(11)和所述水流量控制机构,通过高压氮气瓶向透明容器(5)中注入高压氮气,检测透明容器(5)的气密性,直至透明容器(5)的气密性达到设计要求;
所述产出液收集机构包括储液瓶(18),储液瓶(18)通过出液管与模拟生产井(10)连通,所述出液管上安装有出液调节阀(17);
所述水流量控制机构包括与第二模拟水平井(12)输液端配合的量筒(16)和安装在第二模拟水平井(12)输液端的出水阀(15);
所述第一模拟水平井(11)的进液端安装有进液阀(19);
步骤103、利用真空泵将透明容器(5)抽真空,关闭蒸汽发生机构,再将出水阀(15)与装有水的量筒(16)连接,缓慢地对透明容器(5)饱和蒸馏水;
所述蒸汽发生机构包括安装在供水管(2)上的加热器(3)和为加热器(3)供水的柱塞泵(1),供水管(2)穿过透明容器(5)与模拟注入井(9)连通,加热器(3)与模拟注入井(9)之间的供水管段上安装有蒸汽开关阀(4);
步骤104、关闭出水阀(15),将饱和蒸馏水的透明容器(5)放入50℃的烘箱内,打开出水阀(15)并将出水阀(15)与装有水的量筒(16)连接,消除透明容器(5)的热膨胀,记录升温过程中量筒(16)内水的体积变化;再关闭出水阀(15),打开蒸汽开关阀(4),利用稠油通过安装在第一模拟水平井(11)的进液端的进液阀(19)驱替模拟油藏储层填充区(6)中的水,记录驱替过程中从蒸汽开关阀(4)流出的水的体积;
步骤105、关闭进液阀(19)和蒸汽开关阀(4),将装有油水混合液的透明容器(5)放置在
50℃的烘箱内老化3天,使透明容器(5)中的油水混合液均匀分布;
步骤106、打开进液阀(19)和蒸汽开关阀(4),将稠油通过第一模拟水平井(11)注入模拟油藏储层填充区(6)中,降低油藏储层填充区(6)靠近单相水填充区(8)侧的稠油的流动性,同时测量注入稠油过程中从蒸汽开关阀(4)产出的水和稠油的体积,再关闭进液阀(19)和蒸汽开关阀(4);
步骤107、打开出水阀(15)并将出水阀(15)与装有水的量筒(16)连接,消除透明容器(5)的冷收缩,逐渐降低透明容器(5)的温度,使透明容器(5)的温度降至21℃,记录降温过程中量筒(16)内水的体积变化,获取模拟油藏储层填充区(6)的初始含水饱和度;
步骤二、蒸汽辅助重力驱油:打开加热器(3),将加热器(3)的温度设定至所需温度,打开柱塞泵(1),通过供水管(2)向加热器(3)中提供水,加热器(3)产生设定蒸汽压下的蒸汽,然后打开蒸汽开关阀(4)向模拟油藏储层填充区(6)注入蒸汽,模拟油藏储层填充区(6)内形成蒸汽腔,同时打开出液调节阀(17)和出水阀(15),产出加热的稠油和冷凝水进入储液瓶(18)中,实时记录储液瓶(18)中产出液的产出率,单相水填充区(8)中的初始水通过第二模拟水平井(12)以设定的平均流量产出;
根据公式Q=vhd,控制出水阀(15)的开度,调节第二模拟水平井(12)的平均流量Q,其中,v为模拟油藏储层填充区(6)中水的平均流速且 pst为蒸汽腔内压力,pi为模拟油藏储层填充区(6)内初始压力,Kw为模拟油藏储层填充区(6)内水相有效渗透率,φ为模拟油藏储层填充区(6)的孔隙度,c为水的压缩系数,μ为水的粘度,t为出水阀(15)开启的时间,B为水的体积系数,h为模拟油藏储层填充区(6)的高度,d为模拟油藏储层填充区(6)的厚度;
步骤三、获取模拟油藏储层填充区蒸汽腔扩展图像:通过摄像机构拍摄蒸汽腔随时间的动态变化图像;
所述摄像机构包括正对透明容器(5)设置的摄像头(14)和对摄像头(14)获取的图像进行预处理的图像预处理装置,所述图像预处理装置包括控制器(21)以及均与控制器(21)相接的存储器(24)和用于与计算机(23)数据传输的通信模块(22),控制器(21)的输入端接有数据处理电路(20);
摄像头(14)以时间T为周期,对透明容器(5)进行拍照,获取不同时刻蒸汽腔图像,并将不同时刻的蒸汽腔图像传输至控制器(21)并存储在存储器(24)中,控制器(21)通过通信模块(22)以拍照时间为顺序将存储器(24)中存储的不同时刻的蒸汽腔图像传输至计算机(23),计算机(23)以接收到的蒸汽腔图像的时间为序对不同时刻的蒸汽腔图像进行处理,图像处理过程中,对不同时刻的蒸汽腔图像处理方法均相同;
对任意一张蒸汽腔图像进行图像处理时,过程如下:
步骤301、蒸汽腔图像灰度处理,得到蒸汽腔灰度图像;
步骤302、利用边缘检测方法对蒸汽腔灰度图像进行处理,提取蒸汽腔灰度图像中蒸汽腔边界,获取蒸汽腔边界处理图像;
步骤四、判断蒸汽辅助重力驱油是否结束:计算机(23)根据蒸汽腔边界处理图像中蒸汽腔边界是否扩散至渗透性分隔板(7),判断蒸汽辅助重力驱油是否结束,当蒸汽腔边界处理图像中蒸汽腔边界未扩散至渗透性分隔板(7),循环步骤二;当蒸汽腔边界处理图像中蒸汽腔边界扩散至渗透性分隔板(7),模拟油藏储层填充区(6)的单相水流边界被破坏,关闭加热器(3)和柱塞泵(1),供水管(2)停止向加热器(3)中提供水,蒸汽辅助重力驱油结束。
10.按照权利要求9所述的方法,其特征在于:步骤二中利用离心法分离产出液中的水和油,获取储液瓶(18)中产出液的产出率。