Q/SY
中国石油天然气集团有限公司企业标准
Q/SY 018312020
（2020年确认）
火烧油层比例物理模拟实验
技术规范
The technical specification of scaled physical modeling experiment
for in-situ combustion
2020—11—26实施
2020一11一26发布
发布
中国石油天然气集团有限公司 Q/SY018312020
再版说明
本标准于2020年复审，复审结论为继续有效。 本标准在发布复审结论的同时，按照《关于调整集团公司企业标准编号规则的通知》（中油质
[2016】434号】的要求对标准编号进行了修改。
本次印刷与前一版相比，技术内容与前版完全一致。 本次仅对标准的封面进行了如下修改：
标准编号由Q/SY1831—2015修改为Q/SY01831—2020：一标准发布单位按照企业公章，修改为“中国石油天然气集团有限公司” Q/SY 01831—2020
目 次
前言
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 实验方案设计 7 模型建立 8 实验步骤 9 实验结果处理 10 实验报告附录A（资料性附录） 火烧油层比例物理模拟书 准则附录B（资料性附录） 验基础数据表格式附录C（资料性附录） 模型盖底层等效厚度计附录D（资料性附录） 火烧油层比例物理模拟实验记录格工附录E（资料性附录） 实验报告封面及首页格式附录F（资料性附录） 火烧油层附录G（资料性附录）
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层比例物理模拟实验注人及生产部
20
参考文献
工 Q/SY01831—2020
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。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国石油天然 然气集团有限公司标准化委员会勘探与生产专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：辽河油田，新疆油田分公司本标准主要起草人：张方礼，张建华刘其皮。赵庆辉，刘宝良。 张勇，程海清，韩晓强，张
鸿，张继周、王伟伟，张树田、彭旭，贾大雷。补土强
S
ⅡI Q/SY 01831—2020
火烧油层比例物理模拟实验技术规范
范围
1
本标准规定了火烧油层比例物理情批的实验方法及技术要求。 本标准适用于稠油油藏大烧油层比物理模抵实验
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的是必不可少的。凡是注日期的号用文件，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（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T13377 原油和液体战固件体石油产品 密度或相对密度的利定 毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法
GB/T28910 原油流变生测定 方法
岩心分析方达
GB/T29172 SY/T6107 油藏热物性参数的测定方法 SY/T 6898 火烧油层基础卷数测定方店
术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
火烧油层in-situcombustion 通过注人井将空气或者氧气准人到地层中，利用人工点火的 方法点悟油层，维继续向油层注人空气
H
维持油层持续燃烧。燃烧带前方产生多重驱汕机制。将原油驭向生产 牛证开采出来。 3. 2
比例物理模型 sealed physical model 同时或部分满足油藏几何条件， 厂物理务件 出界条件及时问杀件相供的物理模型。
3. 3
油藏原型 reservoir prototype 描述实际油截的原始模型。
3. 4
相似准则 similarity criteria 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定
依据。 3.5
已燃区 burned region 火烧油层过程中已经发生过高温氧化反应的区域。
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3.6
燃烧前缘burning front 火烧油层过程中，以焦炭形式残留下来的原油重质组分与空气正在发生高温氧化反应的区域。
3.7
结焦带cokezone 在火烧油层过程中，受燃烧前缘的高温作用，原油发生裂解反应，生成焦炭和轻质原油，焦炭残
留在砂粒上的区域。 3.8
油墙oil bank zone 在火烧油层过程中，高温裂解产生的轻质原油混合着木发生明显化学变化的原油在运移、聚集过
程中形成含油饱和度相对富集的区域。 3. 9
原始油区 original oil zone 在火烧油层过程中，温度，金油饱和度没有受到火烧油层影响的区域。
4、实验原理
4.1概述
依据火烧油层比例物理模拟相准回 将油赢原型参数进行转换得到一套模型控制参数。在此基础上设计建立与油藏原型相似的物理模型。进行火烧油层驱油物理模拟实验，将实验数据及实验现象整理分析，揭示火烧油层驱油机理：认识油藏内部燃烧前缘扩展、油水运移及产出规律，指导油田开发生产。 4.2相似准则 4.2.1 相似准则的推导
根据质量守恒方程。运动方程。能量守恒方程对火烧油层过程进行数学描述，并给出合适的边界条件及初始条件，应用气固两相界面反应动力掌模型：让立火烧油层烟 烧动力学模型，推导出相似准则群，从中得出相应的相似准则 4.2. 2 相似准则数的选择 4.2.2. 1 几何相似
几何相似应满足以下要求 a） 比例物理模型尺寸与油藏原型儿何亲件按比例进行模 b) 井网结构应按同比例进行模化
4.2.2.2 油藏物性参数相似
油藏物性参数相似应满足以下要求 a） 根据研究目的，比例物理模型的渗透率按相似比例进行模化或按油藏原型。 b) 比例物理模型的合含油饱和度与油藏原型相似。 c) 实验用油应选取目标区块原油。
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4.2.2.3 力学相似
力学相似应满足：比例物理模型中主要力学参数如驱动力、重力等相似与模拟火烧油层方式相对应。 4.2.2.4注采参数相似
注采参数相似应满足以下要求： a） 比例物理模型中时间成与油藏原型按比例进行模化。 b) 比例物理模型中空气注人量险与动鞋原型按比例进行模化 c) 比例物理模型中油水产出量虚与油藏原塑按比进行模化
4.2.2.5 火烧油层比例物理模拟相似准则及公式
火烧油层比例物理模拟相似准则及公式专见附录A。
5实验装置
5.1概述
火烧油层比例物理模拟实验装置由注人系统、模型本体、电点大系统、数据采集与处理系统、尾气在线监测系统、产出系统和安全防护（排风）涤统 上部分组成， 如图 所示。
数据采集与处理系统 尾气在线监测系统
注人系统
模型本件
产出系统
电点火系统 安全防护（排风）系统
图1 火烧油层比例物理模拟实验装置示意图
5.2注入系统
注人系统性能指标要求如下： a）空气源：空气中杂质（水蒸气、粉尘、油等）质量含量 不大于.5%，压力应大于实验方案
设计压力的20%。 b) 氮气源：压力应大于实验方案设计压力的20%
气体减压阀：精度等级为 d) 气体流量控制器：精度等级为土0.5%FS。 e) 驱替泵：流速范围为1mL/min~200mlL/min不确定度等级为土0.5%。 D 蒸汽发生器：控温不碗定度等级为±1℃，压力不确定度等级为±0.5%FS。
5.3 模型本体
模型本体密封性能指标要求：模型本体及高压舱在实验设计压力条件下10h压力降不大于5%。 5.4电点火系统
电点火系统性能指标要求如下：
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a）：工作温度不小于500℃。 6压力不小于实验方案设计压力。 c) 在最高工作温度下稳定工作时间不应小于10h
5.5数据采集与处理系统
数据采集与处理系统性能指标要求如下：
温度传感器：量程0℃～1000℃，不确定度等级为±2℃。 b) 压力传感器：不确定厘等级为土0.25%FS。 c) 数据采集处理系统 最小数据采集时间间隔为15。
5.6尾气在线监测系统
尾气在线监测系统性能指标婴求如下 a）在线检测一氧化碳 二氧化碳、#气、 氧气和甲烷五种气体组分体积百分含量，不确定度等
级为±0.5%FS，检测燃烧状态。 b）在线监测硫化氢气体体积百分含量，不确定度等级为土0.5%FS，确保实验环境安全。
5.7产出系统
产出系统性能指标要求 如下：
冷凝器：产出流体温度不人于150℃
a) b)
回压调节器：压力不确定度等级为主中5%FS 气液分离器：耐压不小于0.IMPa
d》电子天平：不确定度等级为±1mg。 5.8 安全防护（排风）系统
安全防护（排风）系统性能指标要求
排风能力为每小时内实验室空间体积的2倍以 b) 实验室配备硫化氢气体报等器。
实验方案设计
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6.1 准备
收集油藏原型基础数据股注采参数：记录参见表B.1。 6.2比例模化
根据实验目的，结合实验条件，选择合适的相似准则（参见附录A）·确定相似比例因子。将原型油藏参数进行比例模化，记录参见表B.2 6.3模型设计 6.3.1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。
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