油藏頂水的運移參數的確定裝置和方法與流程

本申請涉及稠油熱采技術領域，特別涉及一種油藏頂水的運移參數的確定裝置和方法。

背景技術：

在稠油開發的過程中，通常采用注汽采油的方法對稠油進行具體的開采。上述注汽采油具體可以是在稠油區域分別設置注汽井和生產井，通過注汽井向油層中注入高溫蒸汽以降低稠油的粘度，以便于通過生產井采集原油。

但是，大多數油層的上部常常會存在一層水層，即油藏頂水。具體施工時，隨著蒸汽的不斷注入，地層中蒸汽腔逐漸發育，頂水會因為重力的作用向下流動，與蒸汽腔接觸，從而降低蒸汽的熱效率。當頂水下滲到生產井處，油井還會出現水淹情況，影響油井對稠油的正常開采。

為了確定油藏頂水具體的運移情況，可以通過模擬注汽采油的生產過程，并可以根據模擬結果對施工中的注汽采油進行較為有效的指導。現有方法通常是在不銹鋼的筒體中模擬注汽采油的過程，根據模擬采油的結果，預測注汽采油的具體過程以及頂水的運移情況。但是，由于筒體是不銹鋼制作的，整個實驗過程是不可視的，對注汽采油過程中的頂水的流動方向及水淹狀況無法進行實時的準確監測，頂水運移對蒸汽熱效率具體的影響，以及具體的水淹情況也無法準確確定，進而導致根據模擬注汽采油的結果無法較好地對實際的稠油開發進行有效的指導。綜上可知，現有方法具體實施時，往往存在無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本申請提供了一種油藏頂水的運移參數的確定裝置和方法，以解決現有方法中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到通過模擬實驗，實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以指導改善具體施工現場稠油開采的技術效果

本申請提供了一種油藏頂水的運移參數的確定裝置，包括：筒體、補水箱、磁場檢測裝置、第一管柱、第二管柱、蒸汽發生器、處理器，其中：

所述筒體內設有目標油井所在區域的地層模型，所述地層模型中設有第一管柱、第二管柱，所述第一管柱與所述蒸汽發生器相連；

所述補水箱設置于所述筒體的上方，所述補水箱中盛放有磁流體溶液，所述磁流體溶液的粘度與水的粘度之間的差值小于等于第一閾值，所述磁流體溶液的密度與水的密度之間的差值小于等于第二閾值；

所述磁場檢測裝置設置于所述筒體的側壁上，用于實時檢測并獲取所述地層模型中的磁場強度數據；

所述處理器與所述磁場檢測裝置相連，用于根據所述磁場強度數據確定油藏頂水的運移參數。

在一個實施方式中，所述磁場檢測裝置包括：磁感應傳感器、步進電機、連動裝置，其中：

所述磁感應傳感器設置于所述連動裝置上，所述步進電機與所述連動裝置相連；

所述步進電機用于通過所述連動裝置控制所述磁感應傳感器進行橫向往復運動；

所述磁感應傳感器用于實時檢測并獲取所述地層模型的磁場強度數據。

在一個實施方式中，所述裝置還包括磁場屏蔽罩，所述磁場屏蔽罩套設于所述筒體外，用于屏蔽地磁場的干擾。

在一個實施方式中，所述裝置還包括恒溫箱，所述筒體置于所述恒溫箱中，所述恒溫箱用于將所述地層模型加溫至預設溫度。

在一個實施方式中，所述裝置還包括加壓裝置，所述加壓裝置與所述筒體相連，所述加壓裝置用于為所述地層模型提供預設壓強的圍壓。

本申請還提供了一種應用所述的裝置確定油藏頂水的運移參數的方法，包括：

獲取目標油井的參數數據、目標油井所在區域的地層數據；

根據所述目標油井的參數數據、目標油井所在區域的地層數據，在所述筒體中建立目標油井所在區域的地層模型，所述地層模型中包括頂水子模型，所述頂水子模型中設有磁流體溶液，所述磁流體溶液的粘度與水的粘度之間的差值小于等于第一閾值，所述磁流體溶液的密度與水的密度之間的差值小于等于第二閾值；

利用所述蒸汽發生器，通過所述第一管柱向所述地層模型進行注汽；通過所述第二管柱進行采油；通過所述磁場檢測裝置實時檢測并獲取所述地層模型的磁場強度數據；

通過所述處理器，根據所述磁場強度數據確定油藏頂水的運移參數。

在一個實施方式中，所述磁流體溶液包括：四氧化三鐵納米顆粒、水、活性劑。

在一個實施方式中，所述四氧化三鐵納米顆粒的粒徑為50納米。

在一個實施方式中，所述地層模型包括：蓋層子模型、頂水子模型、油層子模型、底層子模型。

在一個實施方式中，在確定所述油藏頂水的運移參數后，所述方法還包括：

根據所述油藏頂水的運移參數，預測目標油井的水淹情況；

根據所述目標油井的水淹情況，指導對所述目標油井所處油藏進行石油開采。

在本申請實施方式中，通過使用與水的粘度、密度相近的磁流體溶液代替水，進而通過實時檢測并獲取注汽采油過程中的磁場強度以確定油藏頂水具體的運移參數。因此，解決了現有方法中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到通過模擬實驗，實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以指導改善具體施工現場采油的技術效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置的整體組成結構示意圖；

圖2是根據本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置中的筒體部分組成結構示意圖；

圖3是根據本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置中的筒體部分的剖面示意圖；

圖4是本申請實施方式提供的應用油藏頂水的運移參數的確定裝置的油藏頂水的運移參數的確定方法的流程示意圖。

附圖說明：

1、磁場屏蔽罩，2、檢測臺，3、信號傳輸電纜，4、電機控制箱，5、處理器(計算機)，6、補水箱，7、筒體上蓋，8、螺母，9、筒體，10、步進電機，11、電機固定螺釘，12、電機固定板，13、滾動軸承固定板，14、滾動軸承，15、導軌，16、絲桿，17、滑動直線軸承，18、磁感應傳感器固定點，19、絲桿螺母，20、筒體端面密封圈，21、磁感應傳感器固定螺釘，22、磁感應傳感器，23、第二管柱，24、支撐桿，25、輸水管控制閥，26、輸水管，27、第一管柱。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

考慮到現有方法在模擬注汽采油的過程時，由于筒體是不銹鋼材質的，往往無法直接對注汽采油過程中頂水的運移情況進行準確地實時監測，導致現有方法具體實施時往往存在無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題。針對產生上述技術問題的根本原因，本申請考慮可以用磁流體溶液模擬頂層水，通過磁場檢測裝置檢測磁流體溶液的流動過程來模擬確定油藏頂水的運移參數，從而解決現有方法中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到通過模擬實驗，實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以指導改善具體施工現場采油的技術效果。

基于上述思考思路，本申請提供了一種油藏頂水的運移參數的確定裝置。具體請綜合參閱圖1所示的根據本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置的整體組成結構示意圖、圖2所示的根據本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置中的筒體部分組成結構示意圖以及圖3所示的根據本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置中的筒體部分的剖面示意圖。本申請提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置，具體可以包括：筒體9、補水箱6、磁場檢測裝置、第一管柱27、第二管柱23、蒸汽發生器、處理器5，其中：

所述筒體9內設有目標油井所在區域的地層模型，所述地層模型中設有第一管柱27、第二管柱23，其中，所述第一管柱27與所述蒸汽發生器相連；

所述補水箱6設置于所述筒體9的上方，所述補水箱6中盛放有磁流體溶液，所述磁流體溶液的粘度與水的粘度之間的差值小于等于第一閾值，所述磁流體溶液的密度與水的密度之間的差值小于等于第二閾值；

所述磁場檢測裝置設置于所述筒體9的側壁上，用于實時檢測并獲取所述地層模型中的磁場強度數據；

所述處理器5與所述磁場檢測裝置相連，用于根據所述磁場強度數據確定油藏頂水的運移參數。

在本實施方式中，所述油藏頂水具體可以是，但不限于是稠油油藏頂水。

在本實施方式中，為較好地模擬稠油開采現場的情況，具體實施時可以先獲取目標油井的參考數據、目標油井所在區域的地層數據，并根據目標油井所在區域的地層數據在筒體9中布設相應的地層模型，及目標油井所在區域的地層模型。具體實施時，可以從模型的底層起，從下往上依次布設底層子模型、油層子模型、頂水子模型、蓋層子模型。其中，上述頂水子模型中的水用磁流體溶液替代，以便可以通過檢測磁流體溶液來獲取模擬過程中頂水的運移參數。具體的，上述磁流體溶液的粘度與水的粘度之間的差值小于等于第一閾值，上述磁流體溶液的密度與水的密度之間的差值小于等于第二閾值。其中，所述第一閾值為5％，所述第二閾值為1％。如此，可以保證所使用的磁流體溶液的粘度、密度與水的粘度、密度相近，進而可以通過上述磁流體溶液較準確地模擬出頂水在模擬注氣采油過程中的運移情況，獲得準確度較高的油藏頂水運移參數。上述磁流體溶液存儲于補水箱6中。通過補水箱6可以在注汽采油的過程中實時補充稠油開采過程中所需要的液體。再根據目標油井的參考數據，在上述地層模型的預設位置布設第一管柱27、第二管柱23以分別模擬注汽井、生產井。

在本實施方式中，所述第一管柱27用于模擬注汽采油過程中使用的注汽井。因此，具體布設時，可以將第一管柱27設置于地層模型中油層子模型的右上角，且與蒸汽生發器相連，利用蒸汽生發器通過第一管柱27向筒體9中的地層模型中注入熱蒸汽，以降低地層模型中原油的粘度，便于開采。

在本實施方式中，所述第二管柱23用于模擬注汽采油過程中使用的生產井。因此，具體布設時，可以將第二管柱23設置于地層模型中油層子模型的左下角，用于從油層子模型中采集原油。

在本實施方式中，所述磁場檢測裝置具體可以包括步進電機10、連動裝置、磁感應傳感器22。具體的，磁感應傳感器22可以固定于連動裝置上，連動裝置則設置在筒體9的側壁上且與步進電機10相連。如此，可以通過步進電機10控制連動裝置在橫向上做往復運動，進而可以通過連動裝置帶動磁感應傳感器22一同在橫向上做往復運動，對地層模型進行實時掃描以實時檢測并獲取地層模型中的磁場強度數據。

在本實施方式中，所述處理器5具體可以是計算機，也可以是服務器，還可以是其他具有一定數據處理能力的智能電子設備。具體實施時，處理器5可以通過數據線與磁場檢測轉置相連，獲取磁場檢測裝置所采集的實時的磁場強度數據，根據所述實時的磁場強度數據繪制實時的磁場強度分布度，從而可以根據實時的磁場強度分布圖分析并確定在注汽采油過程中磁流體溶液的運移情況，即油藏頂水的運移情況。通常，在磁場強度分布圖中磁場強度較高的區域為磁流體溶液分布較多的區域，即對應于油藏頂水所運移到的區域。

在應用上述油藏頂水的運移參數的確定裝置進行具體的油藏頂水的運移參數的確定時，具體可以按照以下方式執行：按照要求組裝并連接好上述油藏頂水的運移參數的確定裝置；根據目標油井的參考數據、目標油井所在區域的地層數據，在筒體9中建立目標油井所在區域的地層模型，其中，地層模型中的頂水子模型中的水使用磁流體溶液替代，并在所述地層模型中的油層子模型中分別布設第一管柱27模擬注汽井，布設第二管柱23模擬生產井；利用蒸汽發生器通過第一管柱27向地層模型中模擬注入蒸汽，同時通過第二管柱23從所述地層模型中模擬開采原油，以模擬注汽采油的過程；在模擬注汽采油過程的同時，通過設置在筒體9的側壁上的磁場檢測裝置實時檢測并獲取磁場強度數據，并將實時獲取的磁場強度數據傳輸至處理器5；處理器5根據所獲取的實時的磁場強度數據，繪制實時的磁場強度分布曲線，根據實時的磁場強度分布曲線，確定磁流體溶液實時的運移情況，進而確定油藏頂水的實時的運移參數。

在本申請實施方式中，相較于現有裝置，通過在補水箱中使用與水的粘度、密度相近的磁流體溶液代替水，進而通過磁場檢測裝置實時檢測并獲取注汽采油過程中的磁場強度以確定磁流體溶液的運移情況，從而可以確定油藏頂水具體的運移參數。因此，解決了現有裝置中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到通過模擬實驗，實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以指導改善具體施工現場采油的技術效果。

在一個實施方式中，為了能實時地檢測并獲取注汽采油過程中地層模型中的磁場強度數據，具體實施時所述磁場檢測裝置具體可以包括：磁感應傳感器22、步進電機10、連動裝置，其中：所述磁感應傳感器22設置于所述連動裝置上，所述步進電機10與所述連動裝置相連；所述步進電機10用于通過所述連動裝置控制所述磁感應傳感器22進行橫向往復運動；所述磁感應傳感器22用于實時檢測并獲取所述地層模型的磁場強度數據。具體實施時時，所述步進電機10通過信號傳輸電纜3與電機控制箱4相連。在進行檢測并獲取磁場強度數據時，電機控制箱4可以通過信號傳輸電纜3控制步進電機10在橫向上做往復運動，進而可以通過連動裝置帶動磁感應傳感器22在橫向上做往復運動，以對地層模型進行實時掃描，進而可以實時檢測并獲取磁場強度數據。

在一個實施方式中，為了能通過連動裝置帶動磁感應傳感器22在橫向上做往復運動，具體實施時，上述連動裝置具體可以包括以下組成結構：滾動軸承固定板13、滾動軸承14、導軌15、絲桿16、滑動直線軸承17、磁感應傳感器固定點18、絲桿螺母19、電機固定板12、電機固定螺釘11。具體實施時，可以按照圖2所示的連接關系進行組裝連接。在筒9相對的兩個側壁上分別焊接有電機固定板12與滾動滾動軸承固定板13。其中，步進電機10通過電機固定螺釘11固定于電機固定板12上，滾動軸承14設置于滾動滾動軸承固定板13上，步進電機10絲杠一端位于滾動軸承14內。導軌15具體可以是工字型導軌，可以通過螺釘固定于電機固定板12與滾動滾動軸承固定板13之間，滑動直線軸承17可以嵌于導軌15上。磁感應傳感器固定點18通過螺釘固定于滑動直線軸承17上，磁感應傳感器通過磁感應傳感器固定螺釘21固定在磁感應傳感器固定點18上。絲杠螺母19通過螺釘連接于磁感應傳感器固定點18的側面。如此，可以通過上述步進電機10，帶動磁感應傳感器22在橫向上做往復運動，以實時、準確地檢測并獲取磁場強度數據。

在一個實施方式中，為了能較好、較準確地檢測并獲取磁場強度數據，具體實施時，可以上述磁場檢測裝置可以包括多組連動裝置、多組磁感應傳感器、多組步進電機。具體的，可以在筒體的側壁縱向上劃分出多個檢測層，在每個檢測層中布設一組磁場傳感器、一組步進電機、一組連動裝置。具體施工時，每一層的傳感器控制連動裝置在橫向上做往復運動，通過連動裝置，帶動磁感應傳感器在橫向上做往復運動，以實時對該檢測層范圍內的地層模型進行掃描，實時采集該范圍內的磁場強度數據。在檢測到超過預設閾值的磁場強度時，認為該層范圍內已經出現了磁流體溶液，電機控制箱控制該檢測層的步進電機停止運動，進而磁感應傳感器也停止做往復運動，實時檢測并記錄該層范圍內各個位置坐標，以及各個位置坐標上的磁場強度和測得該位置坐標上的磁場強度所對應的時間點，從而相當于獲取了該層的磁場強度數據。即，可以通過磁感應傳感器自行尋找磁場強度的突變點，并在檢測到磁場強度的突變點時，可以自行的記錄并輸出對應的坐標位置、磁場強度以及測的時間。按照上述方式，各層的磁感應傳感器分別檢測并獲得了對應層的磁場強度數據，從而獲得了整個地層模型的磁場強度數據。

在本實施方式中，需要說明的是，所述磁感應傳感器具體可以是磁通門傳感器，該類傳感器包括多個磁通門探頭。具體實施時，可以所述多個磁通門探頭檢測并獲取磁場強度數據，即各個位置坐標各個時間的磁場強度，并且所測得到的各個坐標位置的磁場強度可以是一個三維數據，具體可以包括x、y、z三個方向上的磁場強度數值。所述電機控制箱，具體實施時，可以通過plc(programmablelogiccontroller，可編程邏輯控制器)系統控制步進電機在橫向做往復運動，或者在測得超過預設閾值的磁場強度時，停止在橫向上做往復運動。

在一個實施方式中，為了更加準確地檢測并獲取磁場強度數據，具體實施時也可以在筒體9的側壁上布設一個磁場檢測裝置，其中，該磁場檢測裝置的掃面檢測范圍可以覆蓋地層模型的整個剖面。如此，可以通過上述磁場檢測裝置實時檢測并記錄地層模型中各個坐標位置點的磁場強度數據和測得該磁場強度數據所對應的時間，從而可以實時檢測并獲取磁場強度數據。

在一個實施方式中，為了提高所采集的磁場強度數據的準確度，以減少誤差、更好地確定油藏頂水的運移參數。具體實施時，所述裝置還包括磁場屏蔽罩1，所述磁場屏蔽罩1具體可以套設于所述筒體9的外面，用于屏蔽地磁場等其他環境磁場的干擾，以便盡可能地減少檢測磁場強度數據過程中的誤差，更加準確地確定油藏頂水的運移參數。

在一個實施方式中，為了更好地模擬具體的稠油開采過程中目標油井所處的高溫高壓的環境，所述裝置具體還可以包括恒溫箱和加壓裝置。具體實施時，所述筒體9可以置于所述恒溫箱中，所述恒溫箱具體可以用于將所述地層模型加溫至預設溫度。所述加壓裝置與所述筒體9相連，所述加壓裝置具體可以用于為所述地層模型提供預設壓強的圍壓。需要說明的是，具體實施時，可以根據目標油井的具體情況確定具體的溫度值作為預設溫度，確定具體的壓強值作為預設壓強。

在一個實施方式中，為了能實時測得筒體9中地層模型的具體溫度和壓強，在所述筒體9中還布設有溫度傳感器和壓強傳感器。通過所述溫度傳感器可以實時檢測筒體9內的溫度，通過壓強傳感器可以實時檢測筒體9內的壓強。進而，可以通過恒溫箱和加壓裝置保證筒體9中的地層模型在模擬注汽采油的過程中一直處于所要求的高溫高壓的環境(即目標油井所在區域的地層環境)中。在本實施方式中，所述溫度傳感器具體可以是一種溫度探頭，用于監測并獲取筒體9內的溫度。具體實施時，可以將多個(例如25個)溫度探頭布設在筒體9的側壁上，作為上述溫度傳感器。在本實施方式中，所述壓強傳感器具體可以是一種壓強探頭，用于監測并獲取筒體9內的壓強。

在一個實施方式中，為了配合為筒體9中的地層模型提供高壓高溫，所述裝置還可以包括筒體上蓋7。具體實施時，可以將筒體上蓋7蓋上，為筒體9中的地層模型提供一個密封的模擬環境，以獲取更加準確的測試數據。

在一個實施方式中，為了提高筒體9的密封性，在所述筒體9和所述筒體上蓋7之間還設有筒體斷面密封圈，以提高筒體9的密封性，使得所模擬的地層模型更加的準確、真實。

在一個實施方式中，為了實時向地層模型中的頂水子模型補充水分，以更好地模擬真實的地層環境。具體實施時，所述裝置還包括輸水管26和輸水管控制閥25。其中，所述輸水管26與所述補水箱6相連，且在所述輸水管26上還設有輸水管控制閥25。具體實施時，可以根據具體情況和施工要求，通過控制輸水管控制閥25以控制所述補水箱6中的液體流進筒體9中的流量。

在一個實施方式中，為了更好地設置所述補水箱6，具體實施時，可以在所述補水箱6和所述筒體上蓋7之間設置補水箱支撐桿24，用于將所述補水箱6設置在所述筒體9的上方，便于所述補水箱6中的液體可以順利地流入筒體9中。

從以上的描述中，可以看出，本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置，通過在補水箱中使用與水的粘度、密度相近的磁流體溶液代替水，進而通過磁場檢測裝置實時檢測并獲取注汽采油過程中的磁場強度以確定磁流體溶液的運移情況，從而可以確定油藏頂水具體的運移參數。因此，解決了現有裝置中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到通過模擬實驗，實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以指導改善具體施工現場采油的技術效果；又通過在上述裝置外套設磁場屏蔽裝置，以去除地磁場等其他環境磁場的干擾，提高了所確定的油藏頂水的運移參數的準確度；還通過利用恒溫箱、加壓裝置為筒體中的模型提供與目標油井所在區域的地層相近的高溫高壓環境，進一步改善了所確定的油藏頂水的運移參數的準確度。

基于同一發明構思，本發明實施方式中還提供了一種油藏頂水的運移參數的確定方法，如下面的實施方式所述。由于方法解決問題的原理與油藏頂水的運移參數的確定裝置相似，因此油藏頂水的運移參數的確定方法的實施可以參見油藏頂水的運移參數的確定裝置的實施，重復之處不再贅述。具體請參閱圖4所示的本申請實施方式提供的應用油藏頂水的運移參數的確定裝置的油藏頂水的運移參數的確定方法的流程示意圖。本申請提供的一種應用油藏頂水的運移參數確定油藏頂水運移情況，即一種油藏頂水的運移參數的確定方法，具體可以包括以下內容。

s401：獲取目標油井的參數數據、目標油井所在區域的地層數據。

s402：根據所述目標油井的參數數據、目標油井所在區域的地層數據，在筒體中建立目標油井所在區域的地層模型，其中，所述地層模型中包括頂水子模型，所述頂水子模型中設有磁流體溶液，所述磁流體溶液的粘度與水的粘度之間的差值小于等于第一閾值，所述磁流體溶液的密度與水的密度之間的差值小于等于第二閾值。

在一個實施方式中，為了建立與目標油井所在區域相符的地層模型，具體實施時可以根據目標油井所在區域的地層數據，在所述筒體中自下往上分別布設以下四組子模型：底層子模型、油層子模型、頂水子模型、蓋層子模型。其中，在布設頂水子模型時，使用磁流體溶液來代替水。為了較為準確地模擬出水的效果，要求上述所使用磁流體溶液的粘度與水的粘度之間的差值小于等于第一閾值，磁流體溶液的密度與水的密度之間的差值小于等于第二閾值。其中，上述第一閾值具體可以是5％，上述第二閾值具體可以是1％。如此，可以較好利用上述磁流體溶液來模擬水的運移情況。此外，補水箱中也可以存儲有相同的磁流體溶液，如此，在進行注汽采油的過程中，可以根據具體情況或施工要求，通過補水箱實時補充地層模型中頂水子模型中的溶液。在布設完上述四個子模型后，為了模擬注汽采油，在所述油層子模型的右上角布設第一管柱，以模擬注汽井；在油層子模型的左下角布設第二管柱，以模擬生產井。其中，所述第一管柱與蒸汽發生器相連。

在本實施方式中，為了更加準確地模擬真實的施工現場中目標油井所處的地層環境，具體實施時，在所述筒體中建立的地層模型從下往上依次可以包括：底層子模型、油層子模型、頂水子模型、蓋層子模型。其中，具體的，上述底層子模型具體可以包括一定厚度的泥層，用以模擬施工現場中目標油井所在地層中的底部的泥層。上述油層子模型具體可以包括一定厚度的油砂層，用以模擬地層中的含油層。上述頂水子模型具體可以包括一定厚度的含磁流體溶液的水層，用以模擬油藏頂水。上述蓋層子模型具體可以包括一定厚度的泥層，用以模擬地層中的上部的泥層。如此，可以建立與真實的施工現場中目標油井所處的地層環境相似的地層模型，從而可以提高所測結果的準確度。

在一個實施方式中，為了使得所使用的磁流體溶液在重力、電、磁場的作用下能穩定存在，且不會產生沉淀和凝聚，影響所模擬的地層模型，所述磁流體溶液具體可以包括：四氧化三鐵納米顆粒、水、活性劑。具體實施時，可以根據具體情況或具體施工要求，按照一定的比例，利用四氧化三鐵納米顆粒、水、活性劑作為原料配置相應的磁流體溶液，達到模擬注汽采油中的使用要求。

在一個實施方式中，為了獲得符合要求的磁流體溶液，在利用上述四氧化三鐵納米顆粒、水、活性劑作為原料配置相應的磁流體溶液配置所述磁流體溶液時，具體實施時還可以利用超聲波對溶液中的磁粉(四氧化三鐵納米顆粒等)進行超聲波震蕩分散，以使得溶液中的磁粉可以分布均勻，進而可以保證所配置的磁流體溶液的磁場強度相對較為均勻、一致，如此，可以減少由于磁粉分布不均產生的誤差。

在一個實施方式中，為了更好地模擬水，同時也為了后續可以更加準確地通過檢測磁場強度檢測磁流體的運移情況。所述四氧化三鐵納米顆粒的粒徑具體可以為50納米。所述磁流體溶液中四氧化三體納米顆粒的濃度具體可以為33％。所述四氧化三鐵納米顆粒的磁感應強度具體可以為1000mt。所述活性劑是一種表面活性劑，具體可以是季安堿。當然需要補充的是，具體實施時，也可以根據具體情況或施工要求，選擇使用其他粒徑大小的四氧化三鐵納米顆粒，和/或，使用其他物質作為活性劑制作所述磁流體溶液。

s403：利用蒸汽發生器，通過第一管柱向所述地層模型進行模擬注汽；通過第二管柱進行模擬采油；同時通過磁場檢測裝置實時檢測并獲取模擬注汽采油過程中所述地層模型中的磁場強度數據。

在一個實施方式中，為了模擬目標油井在進行稠油開采時的注汽采油過程，具體實施時，可以利用蒸汽發生器，通過第一管柱(模擬注汽井)向所述地層模型中注入高溫干燥氮蒸汽；同時，通過第二管柱(模擬采油井)從地層模型中采集稠油。如此，可以較為準確地模擬出目標油井進行稠油開采時的注汽采油的具體過程。

s404：通過處理器，根據所述磁場強度數據確定油藏頂水的運移參數。

在一個實施方式中，在按照上述方法模擬注氣采油的過程同時，通過磁場檢測裝置實時檢測并記錄筒體中各個坐標位置上的磁場強度值和測得該磁場強度值的時間，將上述數據作為所述磁場強度數據。

在一個實施方式中，通過數據線，處理器可以獲得磁場檢測裝置實時檢測并采集的磁場強度數據。處理器可以根據實時采集的磁場強度數據，繪制實時磁場強度分布圖。根據實時磁場強度分布圖，可以確定磁流體的具體運移情況，所述磁流體相當于頂水，進而可以確定出頂水的運移參數。通常，在磁場強度分布圖中，磁場強度較高的區域，磁流體分布較多，即頂水分布較多，可以認為頂水在這一個時間運移到該區域。

在一個實施方式中，在通過模擬實驗，確定出所述油藏頂水的運移參數后，為了可以根據模擬實驗的數據，有效地指導石油開采，例如指導如何更好地應用注汽采油對目標油井所處油藏進行石油開采，改善開發效果，所述方法具體還可以包括以下內容。

s405：根據所述油藏頂水的運移參數，預測目標油井的水淹情況。

s406：根據所述目標油井的水淹情況，指導對目標油井所處油藏進行石油開采。

在本實施方式中，具體實施時，可以將所預測的水淹情況作為指導的參考依據，進而指導并調整注汽量、注汽速度、注汽干度等，減小水淹情況對具體的稠油開采過程的影響，從而可以更好地對目標油井所處油藏進行注汽采油，改善開采效果。其中，所述目標油井具體可以是施工現場油田的油井。需要說明的是，利用本申請實施方式所提供油藏頂水的運移參數的確定裝置可以通過模擬實驗，較為準確地模擬出實際施工現場中目標油井的注汽采油過程，并模擬獲得模擬注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以通過該裝置模擬并預測出目標油井在進行注汽采油時可能出現的水淹情況。在對實際的施工現場中的目標油井所處油藏進行稠油開采時，可以將上述裝置得到的模擬實驗過程中注汽采油時測得的頂水運移參數和水淹情況作為參考數據，指導對具體施工現場中的目標油井所處油藏中的稠油進行具體的開采。具體實施時，可以根據上述參考數據調整施工現場中的注汽井、生產井的部署；調節注汽井的注汽量、注汽速度、注汽干度等等，從而可以較好地避免在對實際的施工現場中的目標油井進行注汽采油過程中產生水淹等情況，較好地進行石油開采。

在一個實施方式中，為了減少所獲取的磁場強度數據的誤差，在利用磁場檢測裝置檢測并獲取注汽采油過程中的磁場強度數據之前，還可以先在不進行注汽采油的情況下，利用磁場檢測裝置對筒體中地層模型進行磁場強度的檢測，作為初始磁場強度數據，后續處理時，可以利用上述初始磁場強度數據對注汽采油情況下的采集的磁場強度數據進行標定，從而可以較少誤差，提高所獲取的磁場強度數據的質量。具體實施時，可以按照以下方式執行：

通過磁場檢測裝置測得的初始磁場強度在x、y、z三個方向的值分別記為：bx2、by2、bz2。在模擬注汽采油過程中通過磁場檢測裝置獲取的同一個坐標位置的磁場強度在x、y、z三個方向的值分別記為：bx1、by1、bz1。進而，可以按照以下公式，利用初始磁場強度對注汽采油過程中測得的磁場強度需要進行標定，以消除誤差：

上式中，b為標定后的該坐標位置處的注汽采油過程中測得磁場強度。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

需要說明的是，上述實施方式闡明的系統、裝置、模塊或單元，具體可以由計算機芯片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。為了描述的方便，在本說明書中，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現。

此外，在本說明書中，諸如第一和第二這樣的形容詞僅可以用于將一個元素或動作與另一元素或動作進行區分，而不必要求或暗示任何實際的這種關系或順序。在環境允許的情況下，參照元素或部件或步驟(等)不應解釋為局限于僅元素、部件、或步驟中的一個，而可以是元素、部件、或步驟中的一個或多個等。

從以上的描述中，可以看出，本申請實施方式提供的油藏頂水的運移參數的確定方法，通過使用與水的粘度、密度相近的磁流體溶液代替水，進而可以實時檢測并獲取注汽采油過程中的磁場強度以確定磁流體溶液的運移情況，從而可以根據磁流體溶液的運移情況確定油藏頂水具體的運移參數。因此，解決了現有裝置中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到通過模擬實驗，實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數，進而可以指導具體施工現場稠油開采的技術效果；又通過在具體施工的過程中使用磁場屏蔽裝置，以去除地磁場等其他環境磁場的干擾，提高了所確定的油藏頂水的運移參數的準確度；還通過利用恒溫箱、加壓裝置為筒體中的地層模型提供與目標油井所在區域的地層相近的高溫高壓環境，進一步改善了所確定的油藏頂水的運移參數的準確度。

在一個具體實施場景，應用本申請提供油藏頂水的運移參數的確定裝置/方法對某一區域中的應用注氣采油進行稠油開采過程中的油藏頂水的運移情況進行具體確定。具體實施過程可以參閱以下內容。

s1：制備磁流體溶液。

根據實驗所需可選擇不同粒徑四氧化三鐵(fe3o4)納米顆粒、活性劑與水的按比例來配置所需要的一定濃度的磁流體液體。例如，在本實施方式中，可以選用粒徑為50nm，濃度33％的四氧化三鐵納米顆粒與水溶液在表面活性劑季安堿的混合下配制出在重力、電、磁場的作用下能穩定存在，不產生沉淀和凝聚的符合要求的納米四氧化三鐵(fe3o4)磁流體，作為所述磁流體溶液，其中，所述磁流體溶液的密度與水相近，粘度與水相近。

s2：材料的準備。

根據施工要求，根據目標油井的參考數據、目標油井所在區域的地層數據，按照相似準則選取合適粒徑且滿足滲透率要求的石英砂，作為建立地層模型的材料；獲取與目標油井所在區域特征數據(包括：密度、粘度)相近的原油作為構建地層模型中油層子模型的材料；檢查磁通門探頭(即磁感應傳感器)，保證其處于良好狀態，必要時要進行重新標定。

s3：在筒體中建立地層模型。

用s2中所選的材料在筒體中由下往上依次建立底層子模型、油層子模型、頂水子模型、蓋層子模型。從而完成目標地層模型的建立。其中，所述油層子模型利用s2獲取的石英砂和原油建立，在充填過程中同時把生產井模擬管，即第二管柱安裝到指定的接口，將注汽井模擬管，即第一管柱安裝在該層子模型中另一個指定接口，并根據需要在設計好的位置布設熱電偶溫度探頭。需要補充的是，在油層子模型上部選擇粒徑略大于油砂層砂子粒徑的砂子進行充填，以建立蓋層子模型。并在該第一泥層中布設飽和磁流體溶液，通過滲透率差異用以平衡重力差，保證溶液在自然狀態下不會向下流，同時頂水子模型上部連接一補水箱，頂水子模型可以通過補水箱進行補給供水。所述補水箱中可以存儲有磁流體溶液。

s4：對地層模型進行封裝并加壓。

地層模型建立結束后，蓋上承壓筒體上蓋進行封裝，并通過固定螺釘、端面密封圈、m12鎖緊螺母進行密封。模型封裝好以后，利用加壓裝置用氮氣向模型的上、下蓋層和油層打壓。具體實施時，要保持內部壓強穩定在預設壓強值。在模型各個引出端口用表面活性劑檢測是否有漏氣現象。如有泄漏，及時更換密封接頭。

s5：建立初始溫度場。

將地層模型本體連同筒體放進恒溫箱中，設定恒溫箱加熱溫度，對地層模型本體加熱。通過測控系統對模型內部各個測溫點的溫度進行監測。具體實施時，一般加熱48小時以上，等到地層模型內部各個測溫點溫度達到地層溫度，即預設溫度左右時，將恒溫箱的溫度也控制在地層溫度，直到模型內部各點溫度處處穩定后，然后用泵以低流量向模型內注入原油，使油藏壓力達到預設要求。

s6：模擬注汽。

在向模型注入蒸汽前調試蒸汽發生器，使注汽速度、注汽干度和注入壓力能滿足方案設計要求。接著可以按具體情況或試驗方案要求通過蒸汽發生器和第一管柱向地層模型注入一定質量流速和一定干度的蒸汽。

s7：模擬采油。

在模型模擬的生產井出口設置有維壓裝置，由于稠油流動的阻力較大，可以使用大口徑快開閥的維壓裝置，通過測控系統設定開啟壓力，實現開井、關井、恒定壓力下生產等油藏管理，進而可以通過第二管柱進行模擬采油。

s8：檢測并獲取磁場強度數據。

利用電機控制箱通過plc系統控制連有絲杠的步進電機定時正反轉，從而帶動各層的磁通門探頭(即磁感應傳感器)進行往返掃描檢測；通過恒流源供電使得磁通門探頭開始檢測探頭附近的磁場強度。在注汽采油的過程中，頂水，即混有磁流體溶液的溶液在實驗過程中開始向下流動，各排磁通門探頭依次顯示出讀數，檢測得到具體的磁場強度。具體實施時，可以通過高電平感應觸發控制電機停轉，當檢測到超過預設閾值的磁感應強度時，各排磁通門探頭依次停轉，并記錄停轉位置坐標及磁感應強度，并通過數據傳輸線將采集到的實時的磁場強度數據發送至計算機，通過計算機記錄下數據采集器上面顯示的各磁通門探頭停轉的位置及顯示出的磁場強度的數值，即實時的磁場強度數據，并導入到計算機軟件中以便進一步分析處理。

s9：分析處理磁場強度數據。

計算機測控系統可以對磁通門探頭測量出的磁場強度數值進行實時監測記錄，并根據磁場強度數據繪制出實時的磁場強度分布圖，從而可以根據磁場強度分布圖來分析得到頂水的運移情況，即確定油藏頂水的運移參數。其中，在具體分析處理時，在磁場強度分布圖中，磁場強度高的地區一般為磁流體溶液分布較多的地區，即頂水運移到的地區。進而可以根據油藏頂水的運移參數，判斷地層模型內部油砂層中的水淹狀況。

通過上述場景示例，驗證了本申請提供的油藏頂水的運移參數的確定裝置/方法確實可以解決現有裝置中存在的無法實時監測油藏頂水運移情況的技術問題，達到實時、準確地確定注汽采油過程中油藏頂水的運移參數的技術效果。

盡管本申請內容中提到不同的具體實施方式，但是，本申請并不局限于必須是行業標準或實施例所描述的情況等，某些行業標準或者使用自定義方式或實施例描述的實施基礎上略加修改后的實施方案也可以實現上述實施例相同、等同或相近、或變形后可預料的實施效果。應用這些修改或變形后的數據獲取、處理、輸出、判斷方式等的實施例，仍然可以屬于本申請的可選實施方案范圍之內。

雖然本申請提供了如實施例或流程圖所述的方法操作步驟，但基于常規或者無創造性的手段可以包括更多或者更少的操作步驟。實施例中列舉的步驟順序僅僅為眾多步驟執行順序中的一種方式，不代表唯一的執行順序。在實際中的裝置或客戶端產品執行時，可以按照實施例或者附圖所示的方法順序執行或者并行執行(例如并行處理器或者多線程處理的環境，甚至為分布式數據處理環境)。術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、產品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、產品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，并不排除在包括所述要素的過程、方法、產品或者設備中還存在另外的相同或等同要素。

上述實施例闡明的裝置或模塊等，具體可以由計算機芯片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種模塊分別描述。當然，在實施本申請時可以把各模塊的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現，也可以將實現同一功能的模塊由多個子模塊的組合實現等。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。

本領域技術人員也知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現控制器以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實現相同功能。因此這種控制器可以被認為是一種硬件部件，而對其內部包括的用于實現各種功能的裝置也可以視為硬件部件內的結構。或者甚至，可以將用于實現各種功能的裝置視為既可以是實現方法的軟件模塊又可以是硬件部件內的結構。

本申請可以在由計算機執行的計算機可執行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構、類等等。也可以在分布式計算環境中實踐本申請，在這些分布式計算環境中，由通過通信網絡而被連接的遠程處理設備來執行任務。在分布式計算環境中，程序模塊可以位于包括存儲設備在內的本地和遠程計算機存儲介質中。

通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現。基于這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品可以存儲在存儲介質中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，移動終端，服務器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同或相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。本申請可用于眾多通用或專用的計算機系統環境或配置中。例如：個人計算機、服務器計算機、手持設備或便攜式設備、平板型設備、多處理器系統、基于微處理器的系統、置頂盒、可編程的電子設備、網絡pc、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統或設備的分布式計算環境等等。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請。