CN105443095B - 一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型，该模型采用待施工井产出的地层砂、原油和地层水，或模拟地层砂、模拟原油和模拟地层水制作成覆盖高、中、低三个渗透率范围、不同程度被油水完全充满的填充通道。该模型可以用来较为准确的模拟现场稠油热采封窜堵水施工井进行堵剂注入、固化和封堵效果等模拟试验，由此进行稠油热采井封窜堵水模拟测试、调节优化堵剂性能和测取稠油井封窜堵水现场施工控制数据，以指导封窜堵水施工设计的编制，提高封窜堵水施工的成功率和增产效果。将本发明的物理模型及其相应的试验方法应用于指导稠油热采井选择性封窜堵水现场施工将产生巨大的经济与社会效益，应用前景十分广阔。

Description

一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型及应用

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型及其模拟实验方法和应用，具体而言，涉及一种通过封窜堵水技术进行稠油热采的待施工井的单通道储层物理模型及其模拟实验方法和应用。

背景技术

当前，世界石油供给的结构在不断发生变化。国内原油产量中稠油产量所占比例逐年上升。稠油由于黏度大，开发困难，基本都采用热采开发方式，与普通原油开发相比，具有能耗高、注入蒸汽窜流、油井高含水等难题。随着稠油油藏开发的深入，中石化胜利油田、河南油田等稠油主力产区已进入中后期开发阶段，普遍存在着严重的蒸汽指进、超覆和井间汽窜等问题。同时，由于汽窜沟通了油井和边底水层，稠油热采井往往在生产几个周期后，产出液含水即上升至80％以上。因此，稠油热采开发中的汽窜、水窜问题使单井产量大幅下降，产出液处理难度增加，很大程度上降低了稠油热采开发的采收率和经济效益。

稠油热采开发方式，是依据稠油黏温特性而发展起来的采油方式。通常，稠油的黏度与温度存在非线性关系，即温度升高将大幅度降低稠油的黏度。热采开发方式就是向油藏中注入大量高温高压蒸汽，利用蒸汽热容比高、热能携带能力强的特点，将部分储层的温度加热到可使稠油黏度降低至抽油机、螺杆泵等常规机械举升方式能正常工作的范围。目前世界范围内的稠油区块，90％以上都采用热采开发。

稠油热采开发方式可以分为两大类，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。蒸汽驱方式是将油井区分为注汽井和生产井，注汽井不间断地注入高温高压蒸汽，生产井不间断地采油。蒸汽吞吐方式是先向稠油井中注入高温高压蒸汽，注入一定数量后，关井几天，再向井内下入机械泵进行采油。

在蒸汽驱过程中，由于受稠油储层非均质、蒸汽与稠油的高流度比等不利因素的影响，往往在油层中发生蒸汽超覆和蒸汽指进，进而导致井与井之间发生汽窜现象。汽窜使得油层垂向上吸气剖面不均，平面上蒸汽不均匀推进，使蒸汽的波及体积变小，从而降低稠油热采采收率和增加能耗。为封堵汽窜，目前通常将耐高温化学堵剂注入储层中，如各种无机堵剂、有机堵剂、泡沫堵剂等等，依靠堵剂固化、沉淀或泡沫粘滞等效应来对汽窜进行封堵。

困扰稠油热采开发的另一个问题就是地层水的水窜问题。由于稠油黏度很高，通常情况下，稠油油藏中的稠油处于相对静止状态。当向储层注入高温高压蒸汽后，稠油黏度下降并开始流动。由于汽窜，蒸汽在稠油油藏中发生指进、窜流等情况，当蒸汽窜流进入边底水层后，地层水就会进入生产井，降低井内温度，使稠油黏度增加，流动困难。因此，稠油热采井在受到地层水侵入后，往往出现产量大幅下降、采出液含水迅速上升等情况，不长的时间内油井就会由于高含水或水淹而停产。

针对稠油热采井的汽窜、边底水窜进行封窜堵水，是提高稠油资源热采开发采收率和开发效益的有效手段，也是目前稠油油田开发的重要任务。经济有效地封窜堵水，在稳定稠油热采产量的同时，可提高蒸汽吞吐和蒸汽驱的热效率、降低吨油生产能耗和减少产出液的水处理费用，对稠油油藏保持稳产和经济开发具有重要的现实意义。

在稠油热采井封窜堵水领域，现有技术是利用耐高温化学堵剂来对蒸汽、地层水的窜流通道进行封堵。如付敏杰等(耐高温改性酚醛树脂复合堵剂体系的研制及性能评价，精细石油化工进展，Vol.14，2013(3)：8-10)将化学凝胶部分交联的固结体采用酚醛树脂包裹，制成一种耐高温、高强度的有机无机复合颗粒堵剂，用于稠油热采封窜堵水。龙华等(GH-高温调剖剂的研制与应用，特种油气藏，Vol.9，2002(5)：88-90)研制出PF树脂及无机物复合的耐高温堵剂，成胶温度在50-120℃之间，成胶时间在8-72h可调，该体系在注蒸汽冲刷下，封堵率仍达到90％以上，有良好的耐高温性能和封堵性能。赵修太等(稠油热采调堵体系研究进展综述，特种油气藏，Vol.20，2013(4)：1-5)结合中国稠油油藏储层特征和注蒸汽开采工艺条件，介绍了常用稠油热采调堵剂的作用机理、研究进展和应用现状，综述了聚合物冻胶、固相颗粒堵剂、泡沫、W/O型乳状液和盐沉析5种稠油热采调堵体系，指出稠油热采的调剖堵水的发展趋势是合成低成本、高耐温性的化学药剂，开发复合调堵体系以及研究新型低伤害环保型调堵技术。

中国专利CN1594827A公开了一种用于稠油井封堵水层、改善开发效果的稠油井堵水工艺方法，利用可降解有机堵剂对油层进行大半径的选择性封堵，然后利用耐高温无机堵剂进行封口，不同堵剂采用不同压力注入，通过压力控制和有机物的降解实现选择性堵水。

中国专利CN101824979B公开了一种稠油蒸汽吞吐井乳化法调剖堵水方法，采用抗高温油包水型乳化剂在注蒸汽之前先行注入或随蒸汽注入蒸汽吞吐井，利用水层中残余稠油的乳化液具有高黏度特性对水层进行封堵。

在稠油热采井封窜堵水领域，现有技术主要关注于开发耐高温堵剂。在封窜堵水施工方法方面研究较少，相关报道也较少。由于稠油热采井的开发方式特殊，其封窜堵水施工方法应不同于常规油田的堵水方法。针对目前稠油热采井封窜堵水领域对施工设计技术的需求和现有技术局限，研究建立稠油热采井专用的封窜堵水方法，对于提高封窜堵水施工成功率，降低施工成本，提升油井封堵后的产量和稳产周期都十分重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型，该模型采用待施工井产出的地层砂、原油和地层水，或模拟地层砂、模拟原油和模拟地层水制作成覆盖高、中、低三个渗透率范围、不同程度被油水完全充满的填充通道，该模型可以用来较为准确的模拟现场稠油热采封窜堵水待施工井进行堵剂注入、固化和封堵效果等模拟试验。

本发明还提供了一种对上述储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验方法，该方法采用上述储层物理模型来对稠油热采待施工井进行封窜堵水模拟评价测试、调节优化堵剂性能和测取稠油井封窜堵水现场施工控制数据，以指导封窜堵水施工设计的编制。

本发明还提供了一种稠油热采封窜堵水施工方法，该方法利用上述模拟实验方法所获得的实验工艺参数来求取施工时的设计工艺参数以及相关堵剂性能参数，这些参数可以用于指导稠油热采井封堵汽窜和水窜施工设计的编制，提高封窜堵水施工的成功率和增产效果。

本发明进一步提供了上述稠油热采封窜堵水施工方法在稠油热采选择性封窜堵水现场施工中的应用。

为此，本发明第一方面提供了一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型，其包括三个并联设置的填充通道，所述填充通道由通道以及通道内所装填的填充物构成，所述填充物包括地层砂、原油和地层水或模拟地层砂、模拟原油和模拟地层水；

三个填充通道分别为：高渗透率填充通道、中渗透率填充通道和低渗透率填充通道，其中，

高渗透率填充通道：水测渗透率为待施工井储层最大渗透率的100％-150％，其中的流体100％为地层水或模拟地层水。

中渗透率填充通道：水测渗透率为待施工井储层最大渗透率的80％-99％，其中的流体中40％-60％为地层水或模拟地层水，40％-60％为原油或模拟原油。

低渗透率填充通道：水测渗透率为待施工井储层最小渗透率的50％-79％，其中的流体100％为原油或模拟原油。

在本发明的一些实施例中，高渗透率填充通道和中渗透率填充通道的水测渗透率的取值范围根据待施工井的蒸汽注入周期数进行选取，其中，

高渗透率填充通道的水测渗透率：

在注入周期为1-2轮次时，选取100％-110％；

在注入周期为3-5轮次时，选取111％-130％；

在注入周期≥6轮次时，选取131％-150％。

中渗透率填充通道的水测渗透率：

在注入周期为4-6轮次时，选取80％-90％；

在注入周期≥7轮次时，选取91％-99％。

在本发明的另一些实施例中，在填充通道测试渗透率后，根据待施工井的采出程度选取不同流体对中渗透率填充通道进行充填，以使中渗透率填充通道中的孔隙空间完全充满，其中，

在采出程度大于15％时，其中的流体中50％-60％为地层水或模拟地层水。

在采出程度小于15％时，其中的流体中50-60％为原油或模拟原油。

当待施工稠油井采出程度高的时候，储层中含油量下降，因此本发明的物理模型孔隙中的含油量也有变化。

本发明中，所述储层物理模型为采用施工井产出的地层砂、原油和地层水，或模拟地层砂、模拟原油和模拟地层水制成的覆盖高、中、低三个渗透率范围、不同程度被油水完全充满的填充通道。

在本发明的一些实施方式中，所述通道的径向切面为多边形、圆形或椭圆形。构成所述通道外部轮廓的材料包括金属、高分子材料或水硬性无机胶凝材料。

本发明中，所述金属包括但不限于普通碳钢、304不锈钢、各种合金钢、铸铁、铜、铝等；所述高分子材料包括但不限于聚烯烃、聚氨酯和聚酰胺等，其中聚烯烃，例如可以是高分子量聚乙烯；所述水硬无机胶凝材料包括但不限于硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥等。

本发明中所述用语“无机胶凝材料”又称“矿物胶凝材料”是指自身经过一系列物理、化学作用，或与其他物质(如水等)混合后一起经过一系列物理、化学作用，能由桨体变成坚硬的固体，并能将散粒材料(如砂、石等)或块、片状材料(如砖、石块等)胶结成整体的物质。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且只能在空气中保持或发展其强度，如石膏、石灰等。而水硬性胶凝材料则不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度，如硅酸盐水泥等。

在本发明的一些实施例中，所述通道的截面为圆形，所述通道的长度为200.0-1000.0mm，内径为20.0-200.0mm。构成所述通道外部轮廓的管材为直管。

根据本发明的稠油热采封窜堵水待施工井的储层物理模型，分别设置了高、中、低三个渗透率通道，且其渗透率、油水填充程度可根据油井生产动态而进行拟合，通过使用一个参数可调的组合填充通道来模拟稠油油藏中某个单井附近的储层。因此，该储层物理模型可适用于不同渗透率级差、不同非均质性和生产动态的稠油油藏。

本发明第二方面提供了一种对本发明第一方面所述的储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验方法，其包括：

步骤A，将堵剂注入三个填充通道内；

步骤B，判断注入堵剂前缘是否到达中渗透率填充通道的中部，并且在堵剂前缘未到达中渗透率填充通道的中部时，调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使得在堵剂实验实际注入量等于堵剂实验理论注入量时，注入堵剂前缘到达中渗透率填充通道的中部；

步骤C，记录实验工艺参数，所述实验工艺参数包括堵剂实验表观黏度、堵剂实验注入速度、堵剂实验初始注入压力、堵剂实验流动压力梯度、堵剂实验封堵压力和实验稠油相启动压力；

在步骤B中，保持堵剂实验实际注入量不变。

堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和。

所述堵剂实验理论注入量为高渗透率填充通道中的水相体积和中渗透率填充通道中的油相和/或水相体积的45％-55％之和(或者是被驱替出的流体体积的总和)。

本发明所述堵剂前缘到达中渗透率填充通道的中部是指注入堵剂的前缘沿注入方向到达中渗透率填充通道物理中点截面的±5cm范围内，优选堵剂的前缘沿注入方向到达中渗透率填充通道物理中点截面的±3cm范围内。更为优选的，堵剂的前缘沿注入方向到达中渗透率填充通道物理中点截面的±1cm范围内。甚至更为优选的，堵剂的前缘沿注入方向到达中渗透率填充通道的物理中点截面。

根据本发明，在步骤B中，当中渗透率填充通道出口端的出液量相当于中渗透率填充通道总孔隙体积的45％-55％时，则判断为注入堵剂前缘已到达中渗透率填充通道的中部。

在本发明的一些实施例中，在步骤B中，调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验注入压力达到堵剂实验封堵压力值时，至少60v％-80v％的堵剂都注入到高渗透率填充通道之中。

在本发明的一些实施例中，在利用本发明的储层物理模型进行堵剂模拟注入实验过程中，首先对堵剂的流变性能进行优化调节，其调节方法是：根据模拟试验中堵剂的流动状态，调整堵剂的流变性能(主要是调整堵剂实验表观黏度)，使堵剂实验注入压力在达到堵剂实验封堵压力值时，已经有占总注入量70％以上体积的注入堵剂都进入到高渗透率填充通道之中。记录此时堵剂实验注入速率、堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入压力，此黏度值就是现场施工中堵剂配制时需要达到的施工设计表观黏度值；此堵剂实验注入速率(单位时间内注入的堵剂总体积百分率)经换算后即为现场施工中堵剂的施工设计注入速度；此堵剂实验注入压力即为现场施工中堵剂的施工设计注入压力的上限值。

在本发明的另一些实施例中，在堵剂注入储层物理模型的模拟试验中，需要读取记录以下数据作为实验工艺参数，用于在设计稠油热采封窜堵水施工方案中估测施工工艺参数。

堵剂实验注入速度：堵剂单位时间内注入并联填充通道时的最大体积。

堵剂实验初始注入压力：堵剂注入高渗透率填充通道时的最低注入压力。

堵剂实验流动压力梯度：堵剂在持续注入高渗透率填充通道的过程中，压力的上升梯度。

堵剂实验封堵压力：堵剂到达中渗透率填充通道中部过程中的最大注入压力。

实验稠油相启动压力：在模拟试验中，堵剂进入低渗透率填充通道时的最大注入压力。

本发明第三个方面提供了一种稠油热采封窜堵水施工方法，其施工设计工艺参数根据上述第二个方面所述的模拟实验方法所获得的实验工艺参数计算获得，其中，

堵剂施工设计表观黏度等于堵剂实验表观黏度；

施工设计最高压力等于实验稠油相启动压力；

堵剂施工设计注入速度按照公式(Ⅰ)进行计算：

堵剂施工设计注入速度＝η×堵剂实验注入速度 (Ⅰ)

公式(Ⅰ)中，

堵剂施工设计注入速度的单位为L/min；

堵剂实验注入速度的单位为ml/min；

η为堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数，按照公式(Ⅱ)进行计算：

η的取值范围为1.0×10⁵-15.0×10⁵；

堵剂施工设计常温固化时间是堵剂施工设计注入时间的1-10倍，所述堵剂施工设计注入时间按照公式(Ⅲ)进行计算：

根据本发明，所述堵剂施工设计注入量等于高渗流通道体积，所述高渗流通道体积根据公式(Ⅳ)进行计算：

公式(Ⅳ)中：

Vx：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导方式、注入蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，其取值范围为0.01％-30％。

在具体施工设计中，高渗流通道系数应根据油井的生产状况进行取值。

在本发明的一些实施例中，所述高渗流通道系数的取值范围进一步包括：

在新投产井的注入周期为1-2轮次时，为0.01％-1.99％；

在新投产井的注入周期为3-5轮次时，为2.0％-4.99％；

在新投产井的注入周期≥6轮次时，为5％-10％；

对于由于高含水导致的长期停产井，为10.01％-30％。

本发明中所述注入蒸汽的热效应包括对流、辐射和热传导三种，其中对流是直接加热，作用距离短，起效快；辐射和热传导由于受地下储层岩石体的制约，作用距离短，起效慢。

本发明中所述用语“高渗流通道”是指在热采方式开发的稠油油藏中，由于油藏天然非均质性和热采注入蒸汽冲蚀作用而形成的渗透率显著高于相邻部位的局部高渗透率带，这种高渗透率带就是油藏中流体流动的高渗流通道。

本发明中所述用语“高渗流通道体积”是指稠油热采井经一定生产时间后，所形成的注入蒸汽或地层水在井间或油井-边底水层间流动的窜流通道体积。

本发明中所述用语“窜流通道”指由于油藏原始非均质性或注入蒸汽冲刷而在油藏中形成的从一口油井或注汽井至另一口油井或边底水层的高渗流通道，形成高渗流通道后，热采注入蒸汽将沿该通道进入其它生产井，导致生产井发生汽窜；形成高渗透率通道后，地层水将沿该通道进入生产井，导致生产井发生水窜而高含水或水淹。稠油热采井附近储层中蒸汽或地层水窜流通道的形成是受储层非均质性、流体非均质性、完井方式、注入蒸汽物理化学作用、重力影响、生产压差等因素综合作用而形成。具体而言，稠油热采井窜流通道是随热采生产过程，在储层中逐渐形成的，其包括从汽窜井到相邻油井或边底水层的高渗流通道。

可以看出，本发明中通过计算高渗流通道体积来获知施工时堵剂的设计注入量实际上是根据油井需要封堵的窜流通道情况，估算出需封堵剂的量。

根据本发明第三个方面所提供得稠油热采封窜堵水施工方法中公式(Ⅳ)可以计算得到待施工井现场封堵施工中的堵剂施工设计注入量。根据本发明第二方面所提供的模拟实验方法对本发明第一方面所述的储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验可以获得待施工井的堵剂注入模拟实验的堵剂实验实际注入量，并且待施工井的堵剂注入模拟实验的堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道的孔隙体积与50％中渗透率填充通道的孔隙体积之和。待施工井的堵剂注入模拟实验的堵剂实验实际注入量与待施工井现场封堵施工中的堵剂施工设计注入量之间存在着一定的关联关系，通过公式(Ⅱ)可以计算出其换算系数，由此在本发明的室内模拟试验与现场施工之间建立起比例关系，从而达到使用室内模拟试验结果来指导现场施工的效果，改变目前稠油热采井封窜堵水施工仅仅依靠经验判断的现状。

在本发明的一些实施方式中，利用本发明第三个方面所述的稠油热采封窜堵水施工方法可以获得施工工艺参数，由此可以获得高效封堵稠油热采井蒸汽或地层水窜流通道所需堵剂的性能指标和施工参数，例如，在油藏温度下表观黏度为30-70mPa.s，具高粘度和有强触变性，堵剂注入压力上限为8MPa，堵剂注入速率为1.5v％/小时等。基于上述参数可以进一步进行稠油热采井封窜堵水施工方案的设计，并且在施工过程中通过对堵剂流变性、注入速率和注入压力的控制来指导现场施工的进行，保障稠油热采井的封窜堵水施工效果。

按照本发明的稠油热采井封窜堵水施工方法，通过堵剂性能调节和注入工艺控制，可以将堵剂选择性注入到需要封堵的窜流通道，实现选择性封堵，有效控制稠油热采井汽窜、水窜现象，降低油井产出液含水率，增加稠油产量。

本发明中所述用语“选择性封堵”是指选择性封窜堵水，是对导致热采井汽窜或水窜的高渗流通道进行有针对性封堵，控制注入蒸汽窜流、降低油井产水。

根据本发明上述三个方面的稠油热采施工井的储层物理模型、对所述的储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验方法以及稠油热采封窜堵水施工方法既可以独立用于指导室内试验和/或现场施工，又可以互相结合形成一种综合性稠油热采封窜堵水施工井封窜堵水施工方法，该方法可以在选定封窜堵水拟施工井之后，分析研究选定油井的油藏、开发资料，建立储层模型进行封窜堵水模拟试验，在室内测试不同堵剂性能和施工工艺对封堵效果的影响，结合现场施工要求筛选出成功率和增产效果最佳的方案，形成堵剂选择性封窜堵水的施工设计。该方法成功解决稠油热采井封窜堵水过程中的三个关键问题：

第一，油井需要封堵的窜流通道情况，估算出需封堵的体积和封堵剂用量。

第二，实现有效封堵需要的封堵剂性能要求。

第三，施工中如何实现对窜流通道的选择性封堵。

本发明第四个方面提供了一种根据本发明第三个方面所述的施工方法在稠油热采井选择性封窜堵水现场施工中的应用。

在本发明的一个具体实施方式中，针对发生蒸汽汽窜或地层水水窜的稠油热采井，进行堵剂封窜堵水的施工，形成现场施工方案。所述施工方法包括如下步骤：

1)建立施工井储层物理模型；

2)进行模拟封堵剂注入试验，取得施工设计数据；

3)计算封堵施工注入的封堵剂体积；

4)进行封堵剂的性能优化设计；

5)编制封堵施工现场方案；

6)进行封堵施工。

该方法经现场应用，取得了显著的降低含水和增产效果。

本发明中所用术语“堵剂”亦称“封堵剂”，是指在地面配制并注入地下油气藏中，能够对入井流体窜流的高渗流通道进行封堵的化学剂或化学剂混合物。堵剂基本配方，例如可以是：5％稳定剂+10％交联剂+20％填充剂。

本发明中所述用语“注入速率”是指单位时间内堵剂注入量与注入堵剂总体积的比，通过换算系数η可以将室内试验与现场施工统一起来。

本发明中所述用语“地层水”或称“油层水”是指油藏边部和底部的边水和底水、层间水以及与原油同层的束缚水的总称。束缚水是油藏形成时残余在孔隙中的水，它与油气共存但不参与流动，但它在油层微观孔隙中的分布特征直接影响着油层含油饱和度。

本发明中所述用语“模拟地层水”是指按照某种地层水中所含阴阳离子数量和比例，在室内采用蒸馏水和各种盐类配制的，组成与该地层水相同或相近的矿化度水。

本发明中所述用语“地层砂”是指稠油井在生产过程中，随着油水从井下采出的储层砂粒(中国稠油油藏大部分都存在与疏松砂岩中，储层岩石的主要组成就是胶结疏松的砂粒)。

本发明中所述用语“模拟地层砂”是指根据地层砂的粒径范围和粒径分布规律，挑选出的相似粒径范围与粒径分布规律的石英砂。

本发明中所述用语“模拟原油”是指待封堵施工稠油井产出的脱水原油，或者相邻井产出的脱水原油。

本发明中所述用语“水测渗透率”是指按照渗透率的测试方法，采用蒸馏水作为测试介质进行测试所得到的渗透率。

本发明中所述用语“堵剂前缘”或“堵剂的前缘”是指堵剂注入方向上，注入堵剂推进前缘的最前端。

本发明中所述用语“中渗透率填充通道的中部”是指中渗透率填充通道在轴向上的物理中点所处的径向切面(截面)。

本发明所述用语“单通道储层物理模型”是指分别由三个不同程度被油水完全填充的通道制作而成的分别覆盖高、中、低三个渗透率范围的储层物理模型。

由于国内原油产量中稠油产量所占比例逐年上升，随着稠油油藏开发的深入，中国石化胜利油田、河南油田等稠油主力产区已进入中后期开发阶段，稠油热采井往往在生产几个周期后，产出液含水即上升至80％以上。产出液处理难度增加，很大程度上降低了稠油热采开发的采收率和经济效益。因此，利用本发明的稠油热采待施工井的储层物理模型、对所述的储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验方法以及稠油热采封窜堵水施工方法进行封窜堵水施工，一旦进入实用，将产生巨大的经济与社会效益，应用前景十分广阔。

附图说明

下面将结合附图来说明本发明。

图1为本发明实施例5中某油田X采油厂B井堵水施工压力曲线

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。

实施例

实施例1：

利用本发明的物理模型，对某油田稠油热采生产井A1井进行封堵施工前的室内模拟试验和施工设计，待施工A1井的储层最大渗透率为500mD、最小渗透率为100mD，已生产6轮次，以这口井的施工设计与实施效果为例来说明利用本发明的物理模型及模拟实验方法进行施工设计的方法，具体过程如下：

(1)建立稠油热采待施工井的单通道储层物理模型

采用A1井产出的地层砂、原油和地层水样品建立稠油热采封窜堵水施工井的储层物理模型，制作出高、中、低三个渗透率范围的填充通道，并分别用原油、地层水完全填充，三个填充通道的详细数据如下：

高渗透率填充通道：长度1.0米，内直径100mm，外部材质为不锈钢，渗透率为655mD，孔隙体积183cm³，100％地层水。

中渗透率填充通道：长度1.0米，内直径100mm，外部材质为不锈钢，渗透率为295mD，孔隙体积140cm³，其中流体，60％为地层水、40％为原油。

低渗透率填充通道：长度1.0米，内直径100mm，外部材质为不锈钢，渗透率为79mD，孔隙体积110cm³，100％原油。

(2)对所建立的稠油热采待施工井的储层物理模型进行封堵剂注入模拟试验，求取施工设计数据

(ⅰ)上述储层物理模型中的堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和，即253cm³。

(ⅱ)按公式(Ⅳ)计算A1井封堵水窜通道需要封堵剂施工设计注入量：

公式(Ⅳ)中：

V_x：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导，蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，取值范围：0.01-30％；

A1井计算数据取值，油井累积产油量3765m³，油层有效厚度L取5.8m，r_heat＝25m，孔隙度平均含油饱和度ρ＝50％，K_channel取值为10％，则计算出V_x(即堵剂的施工设计用量)为：267m³。

(ⅲ)开启注入泵，以一定的注入速度将封堵剂注入并联的三根填充通道，并收集、计量高、中、低三根不同渗透率填充通道出口端的出液情况，当中渗透率填充通道出口端的出液量达到其孔隙体积的45％-55％时，即可视为封堵剂的前缘已到达中渗透率填充通道的中部。反复试验，不断调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验实际注入量达到堵剂实验理论注入量时，注入封堵剂的前缘到达中渗透率填充通道的中部，并记录相关数据如下：

堵剂实验表观黏度：40mPa.s；

堵剂实验注入速度：0.80ml/min；

堵剂实验初始注入压力：0.0MPa；

堵剂实验流动压力梯度：0.015MPa/ml；

堵剂实验封堵压力：6.2MPa；

实验稠油相启动压力：9MPa。

(3)根据试验和油井资料，完成耐封堵剂性能优化设计

由于室内试验仪器的尺度与现场注入设备和储层尺度差别很大，经室内和现场试验评价取得堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数η为17.2×10⁴，计算得到相应的堵剂施工设计注入速度为140L/min。

根据A1井资料和实验参数确定的堵剂施工设计用量和堵剂施工设计注入速度计算，以140L/min速度完成267m³堵剂施工设计注入时间为31.78小时，则堵剂的施工设计常温固结时间应大于32小时，以保障施工安全。

根据物模实验确定的封堵施工参数为：

封堵剂施工设计表观黏度：40mPa.s；

封堵剂施工设计注入速度：140L/min；

封堵剂施工设计初始注入压力：0.0MPa；

施工设计最高压力等于实验稠油相启动压力：9MPa。

实施例2：

利用本发明的物理模型，对某油田稠油热采生产井A2井进行封堵施工前的室内模拟实验和施工设计，待施工A2井的储层最大渗透率为1000mD、最小渗透率为300mD，已生产4轮次，以这口井的施工设计与实施效果为例来说明利用本发明的物理模型及模拟实验方法进行施工设计的方法，具体过程如下：

(1)建立稠油热采待施工井的单通道储层物理模型

采用A2井产出的地层砂、原油和地层水样品建立稠油热采封窜堵水施工井的储层物理模型，制作出高、中、低三个渗透率范围的填充通道，并分别用原油、地层水完全充满，三个填充通道的详细数据如下：

高渗透率填充通道：长度600mm，内直径200mm，外部材质为不锈钢，渗透率为1100mD，孔隙体积210cm³，100％地层水。

中渗透率填充通道：长度600mm，内直径200mm，外部材质为不锈钢，渗透率为800mD，孔隙体积160cm³，其中流体，50％为地层水、50％为原油。

低渗透率填充通道：长度600mm，内直径200mm，外部材质为不锈钢，渗透率为150mD，孔隙体积120cm³，100％原油。

(2)对所建立的稠油热采待施工井的储层物理模型进行封堵剂注入模拟试验，求取施工设计数据

(ⅰ)上述储层物理模型中的堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和，即290cm³。

(ⅱ)按公式(Ⅳ)计算A2井封堵水窜通道需要封堵剂施工设计注入量：

公式(Ⅳ)中：

V_x：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导，蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，取值范围：0.01-30％；

A2井计算数据取值，油井累积产油量4700m³，油层有效厚度L取7m，r_heat＝20m，孔隙度平均含油饱和度ρ＝45％，K_channel取值为4.9％，则计算出V_x(即堵剂的施工设计用量)为：180m³。

(ⅲ)开启注入泵，以一定的注入速度将封堵剂注入并联的三根填充通道，并收集、计量高、中、低三根不同渗透率填充通道出口端的出液情况，当中渗透率填充通道出口端的出液量达到其孔隙体积的45％-55％时，即可视为封堵剂的前缘已到达中渗透率填充通道的中部。反复试验，不断调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验实际注入量达到堵剂实验理论注入量时，注入封堵剂的前缘到达中渗透率填充通道的中部，并记录相关数据如下：

堵剂实验表观黏度：26mPa.s；

堵剂实验注入速度：0.90ml/min；

堵剂实验初始注入压力：0.0MPa；

堵剂实验流动压力梯度：0.010MPa/ml；

堵剂实验封堵压力：5.0MPa；

实验稠油相启动压力：7.5MPa。

(3)根据试验和油井资料，完成耐封堵剂性能优化设计

由于室内试验仪器的尺度与现场注入设备和储层尺度差别很大，经室内和现场试验评价取得堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数η为20.0×10⁴，计算得到相应的堵剂施工设计注入速度为180L/min。

根据A2井资料和实验参数确定的堵剂施工设计用量和堵剂施工设计注入速度计算，以180L/min速度完成180m³堵剂的施工设计注入时间为10.0小时，则堵剂的施工设计常温固结时间应远大于40小时，以保障施工安全。

根据物模实验确定的封堵施工参数为：

堵剂施工设计表观黏度：26mPa.s；

堵剂施工设计注入速度：180L/min；

堵剂施工设计初始注入压力：0.0MPa；

施工设计最高压力：7.5MPa。

实施例3：

利用本发明的物理模型对某油田稠油热采生产井A3井进行封堵施工前的室内模拟实验和施工设计，待施工A3井的储层最大渗透率为800mD、最小渗透率为100mD，已生产2轮次，以这口井的施工设计与实施效果为例来说明利用本发明的物理模型及模拟实验方法进行施工设计的方法，具体过程如下：

(1)建立稠油热采待施工井的单通道储层物理模型

采用A3井产出的地层砂、原油和地层水样品建立稠油热采封窜堵水施工井的储层物理模型，制作出高、中、低三个渗透率范围的填充通道，并分别用原油、地层水完全充满，三个填充通道的详细数据如下：

高渗透率填充通道：长度200mm，内直径50mm，外部材质为不锈钢，渗透率为840mD，孔隙体积28cm³，100％地层水。

中渗透率填充通道：长度200mm，内直径50mm，外部材质为不锈钢，渗透率为640mD，孔隙体积20cm³，其中流体，40％为地层水、60％为原油。

低渗透率填充通道：长度200mm，内直径50mm，外部材质为不锈钢，渗透率为50mD，孔隙体积8cm³，100％原油。

(2)对所建立的稠油热采待施工井的储层物理模型进行封堵剂注入模拟试验，求取施工设计数据

(ⅰ)上述储层物理模型中的堵剂实验实际注入量高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和，即38cm³。

(ⅱ)按公式(Ⅳ)计算A3井封堵水窜通道需要封堵剂施工设计注入量：

公式(Ⅳ)中：

V_x：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导，蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，取值范围：0.01-30％；

A3井计算数据取值，油井累积产油量3000m³，油层有效厚度L取5m，r_heat＝20m，孔隙度平均含油饱和度ρ＝50％，K_channel取值为1.9％，则计算出V_x(即堵剂的施工设计用量)为≈40m³。

(ⅲ)开启注入泵，以一定的注入速度将封堵剂注入并联的三根填充通道，并收集、计量高、中、低三根不同渗透率填充通道出口端的出液情况，当中渗透率填充通道出口端的出液量达到其孔隙体积的45％-55％时，即可视为封堵剂已到达中渗透率填充通道的中部。反复试验，不断调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验实际注入量达到堵剂实验理论注入量时，注入封堵剂的前缘到达中渗透率填充通道的中部，并记录相关数据如下：

堵剂实验表观黏度：22mPa.s；

堵剂实验注入速度：0.60ml/min；

堵剂实验初始注入压力：0.0MPa；

堵剂实验流动压力梯度：0.015MPa/ml；

堵剂实验封堵压力：6.0MPa；

实验稠油相启动压力：10.0MPa。

(3)根据试验和油井资料，完成耐封堵剂性能优化设计

由于室内试验仪器的尺度与现场注入设备和储层尺度差别很大，经室内和现场试验评价取得堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数η为15.0×10⁴，计算得到相应的堵剂施工设计注入速度为90L/min。

根据A3井资料和实验参数确定的堵剂施工设计用量和堵剂施工设计注入速度计算，以90L/min速度完成40m³堵剂施工设计注入时间为7.4小时，则堵剂的施工设计常温固结时间应远大于60小时，以保障施工安全。

根据物模实验确定的封堵施工参数为：

堵剂施工设计表观黏度：22mPa.s；

堵剂施工设计注入速度：90L/min；

堵剂施工设计初始注入压力：0.0MPa；

施工设计最高压力：10MPa。

实施例4：

利用本发明的物理模型对某油田稠油热采生产井A4井进行封堵施工前的室内模拟实验和施工设计，待施工A4井的储层最大渗透率为2000mD、最小渗透率为500mD，已生产8轮次，以这口井的施工设计与实施效果为例来说明利用本发明的物理模型及模拟实验方法进行施工设计的方法，具体过程如下：

(1)建立稠油热采待施工井的单通道储层物理模型

采用A4井产出的地层砂、原油和地层水样品建立稠油热采封窜堵水施工井的储层物理模型，制作出高、中、低三个渗透率范围的填充通道，并分别用原油、地层水完全充满，三个填充通道的详细数据如下：

高渗透率填充通道：长度400mm，内直径20mm，外部材质为高分子量聚乙烯，渗透率为3000mD，孔隙体积112cm³，100％地层水。

中渗透率填充通道：长度400mm，内直径20mm，外部材质为高分子量聚乙烯，渗透率为1980mD，孔隙体积100cm³，其中流体，40％为地层水、60％为原油。

低渗透率填充通道：长度400mm，内直径20mm，外部材质为高分子量聚乙烯，渗透率为300mD，孔隙体积60cm³，100％原油。

(2)对所建立的稠油热采待施工井的储层物理模型进行封堵剂注入模拟试验，求取施工设计数据

(ⅰ)上述储层物理模型中的堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和，即162cm³。

(ⅱ)按公式(Ⅳ)计算A4井封堵水窜通道需要封堵剂施工设计注入量：

公式(Ⅳ)中：

V_x：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导，蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，取值范围：0.01-30％；

A4井计算数据取值，油井累积产油量7600m³，油层有效厚度L取20m，r_heat＝20m，孔隙度平均含油饱和度ρ＝35％，K_channel取值为15％，则计算出V_x(即堵剂的施工设计用量)为≈690m³。

(ⅲ)开启注入泵，以一定的注入速度将封堵剂注入并联的三根填充通道，并收集、计量高、中、低三根不同渗透率填充通道出口端的出液情况，当中渗透率填充通道出口端的出液量达到其孔隙体积的45％-55％时，即可视为封堵剂已到达中渗透率填充通道的中部。反复试验，不断调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验实际注入量达到堵剂实验理论注入量时，注入封堵剂的前缘到达中渗透率填充通道的中部，并记录相关数据如下：

堵剂实验表观黏度：20mPa.s；

堵剂实验注入速度：140ml/min；

堵剂实验初始注入压力：0.0MPa；

堵剂实验流动压力梯度：0.018MPa/ml；

堵剂实验封堵压力：5.0MPa；

实验稠油相启动压力：6.0MPa。

(3)根据试验和油井资料，完成耐封堵剂性能优化设计

由于室内试验仪器的尺度与现场注入设备和储层尺度差别很大，经室内和现场试验评价取得堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数η为15.7×10⁴，计算得到相应的堵剂施工设计注入速度为220L/min。

根据A4井资料和实验参数确定的堵剂施工设计用量和堵剂施工设计注入速度计算，以220L/min速度完成690m³堵剂的施工设计注入时间为52小时，则堵剂的施工设计常温固结时间应远大于60小时，以保障施工安全。

根据物模实验确定的封堵施工参数为：

堵剂施工设计表观黏度：20mPa.s；

堵剂施工设计注入速度：220L/min；

堵剂施工设计初始注入压力：0.0MPa；

施工设计最高压力：6.0MPa。

实施例5：

利用本发明的物理模型对某油田稠油热采生产井B井进行封堵施工前的室内模拟实验和施工设计，待施工B井的储层最大渗透率为2000mD、最小渗透率为500mD，已生产10轮次，以这口井的施工设计与实施效果为例来说明利用本发明的物理模型及模拟实验方法进行施工设计的方法，具体过程如下：

(1)建立稠油热采待施工井的单通道储层物理模型

由于B井为长期停产井，不能收集到该井产出的地层砂样品、原油样品和地层水样品。因此根据该井的有关资料和相临井情况，选择粒径为10-40范围的玻璃珠作为模拟地层砂，以B井周边生产井产出的稠油为模拟油，以室内配制的2万矿化度水为模拟地层水，制作出高、中、低三个渗透率范围的填充通道，并分别用模拟油、水完全充满，三个填充通道的详细数据如下：

高渗透率填充通道：长度0.5米，内直径2.54mm，渗透率为450mD，孔隙体积102cm³，100％模拟地层水。

中渗透率填充通道：长度0.5米，内直径2.54mm，渗透率为295mD，孔隙体积96cm³，其中流体，40％为模拟地层水、60％为模拟原油。

低渗透率填充通道：长度0.5米，内直径2.54mm，渗透率为118mD，孔隙体积90cm³，100％模拟原油。

(2)对建立的稠油热采待施工井的储层物理模型进行封堵剂注入模拟试验，求取施工设计数据

(ⅰ)上述储层物理模型中的堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和，即150cm³。

(ⅱ)按公式(Ⅳ)计算B井封堵水窜通道需要注入的封堵剂体积：

公式(Ⅳ)中：

V_x：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导，蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，取值范围：0.01-30％；

B井计算数据取值，油井累积产油量1778m³，油层有效厚度L取7.4m，r_heat＝20m，孔隙度平均含油饱和度ρ＝45，K_channel取值为27％，则计算出V_x(即堵剂的施工设计用量)为：129.8m³。

(ⅲ)开启注入泵，以一定的注入速度将封堵剂注入并联的三根填充通道，并收集、计量高、中、低三根不同渗透率填充通道出口端的出液情况，当中渗透率填充通道出口端的出液量达到其孔隙体积的50％时，即可视为封堵剂已到达中渗透率填充通道的中部。反复试验，不断调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验实际注入量达到堵剂实验理论注入量时，注入封堵剂的前缘到达中渗透率填充通道的中部，并记录相关数据如下：

堵剂实验表观黏度：32mPa.s；

堵剂实验注入速度：0.85ml/min；

堵剂实验初始注入压力：0.0MPa；

堵剂实验流动压力梯度：0.012MPa/ml；

堵剂实验封堵压力：8.4MPa；

实验稠油相启动压力：10MPa。

(3)根据试验和油井资料，优化封堵剂性能，确定施工参数

由于室内试验仪器的尺度与现场注入设备和储层尺度差别很大，经室内和现场试验评价取得堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数η为1.76×10⁵，计算得到相应的堵剂施工设计注入速度为150L/min。

根据B井资料和实验参数确定的堵剂施工设计用量和堵剂施工设计注入速度计算，以150L/min速度完成129.8m³堵剂的施工设计注入时间为14.42小时，则堵剂的施工设计常温固结时间应远大于140小时，以保障施工安全。

(4)完成设计准备，编制封堵现场施工设计

经过以上步骤，已经确定了施工控制的技术参数，在配液站按照堵剂性能设计要求完成堵剂配制，并检验合格后，运输至B井井场备用。

现场施工程序：

A.正挤堵剂段塞130m³，严格控制注入泵速为0.15m³/min；

B.反挤清水顶替液15m³，正挤清水过顶替液20m³。

C.关井反应6-12小时，探冲至防砂鱼顶位置，采用污水大排量洗井至出井液外观清洁，起出堵水管柱，准备注汽。

施工现场技术控制要点：

(ⅰ)堵剂注入过程中，应保障井底注入压力小于稠油相启动压力10MPa，一旦压力达到10MPa，即使130m³堵剂尚未完全注入，也应立即停止注入，开始顶替。

(ⅱ)施工过程中一部水泥车接套管闸门，要求施工过程中根据施工情况套管打清水顶替液，根据现场施工情况可调整。

(ⅲ)封窜堵水施工应与注汽紧密结合，在封窜堵水施工后，应尽快开始注汽，以促进堵剂固化，产生封堵效果。

(5)B井进行封堵施工

2013年6月30日，在X采油厂进行B井封堵施工。现场施工共注入热敏相转变凝胶堵剂130m³，施工过程中严格执行设计要求，施工压力曲线见图1。从图1可以看出，现场施工中的堵剂注入压力符合本发明中储层物理模型的试验结果。根据本发明室内物理模拟试验方法取得参数，编制施工设计，并指导施工，保障了封堵施工顺利完成。

2013年8月11日，B井投产后日产液36.2t/d，日产油8.4t/d，综合含水下降至76.8％，仅生产20天就增油114t。按本发明方法进行的B井封堵施工获得成功，取得了显著的降低含水和增产效果。

本发明的发明人利用本发明的稠油热采封窜堵水待施工井的储层物理模型、对所述的储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验，利用模拟实验所获得的参数来设计稠油热采封窜堵水施工参数，由此获得稠油热采封窜堵水施工方法，并利用该方法实施了某油田X采油厂B井的稠油井堵水转周施工。2013年8月11日，B井投产后日产液36.2t/d，日产油8.4t/d，综合含水下降至76.8％，仅生产20天就增油114t。按本发明方法进行的B井封堵施工获得成功，取得了显著的降低含水和增产效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种稠油热采待施工井的单通道储层物理模型，其包括三个并联设置的填充通道，所述填充通道由通道以及通道内所装填的填充物构成，所述填充物包括地层砂、原油和地层水或模拟地层砂、模拟原油和模拟地层水；

三个填充通道分别为：高渗透率填充通道、中渗透率填充通道和低渗透率填充通道，其中，

高渗透率填充通道：水测渗透率为待施工井储层最大渗透率的100％-150％，其中的流体100％为地层水或模拟地层水；

中渗透率填充通道：水测渗透率为待施工井储层最大渗透率的80％-99％，其中的流体中40％-60％为地层水或模拟地层水，40％-60％为原油或模拟原油；

低渗透率填充通道：水测渗透率为待施工井储层最小渗透率的50％-79％，其中的流体100％为原油或模拟原油。

2.根据权利要求1所述的储层物理模型，其特征在于，高渗透率填充通道和中渗透率填充通道的水测渗透率的取值范围根据待施工井的蒸汽注入周期数进行选取，其中，

高渗透率填充通道的水测渗透率：

在注入周期为1-2轮次时，选取100％-110％；

在注入周期为3-5轮次时，选取111％-130％；

在注入周期≥6轮次时，选取131％-150％；

中渗透率填充通道的水测渗透率：

在注入周期为4-6轮次时，选取80％-90％；

在注入周期≥7轮次时，选取91％-99％。

3.根据权利要求1所述的储层物理模型，其特征在于，在填充通道测试渗透率后，根据待施工井的采出程度选取不同流体对中渗透率填充通道进行充填，以使中渗透率填充通道中的孔隙空间完全充满，其中，

在采出程度大于15％时，其中的流体中50％-60％为地层水或模拟地层水；

在采出程度小于15％时，其中的流体中50-60％为原油或模拟原油。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的储层物理模型，其特征在于，

所述通道的径向切面为多边形、圆形或椭圆形；

构成所述通道的外部轮廓的材料包括金属、高分子材料或水硬性无机胶凝材料。

5.根据权利要求3所述的储层物理模型，其特征在于，

所述通道的截面为圆形，所述通道的长度为200.0-1000.0mm，内径为20.0-200.0mm；

构成所述通道的外部轮廓的管材为直管。

6.根据权利要求2所述的储层物理模型，其特征在于，在填充通道测试渗透率后，根据待施工井的采出程度选取不同流体对中渗透率填充通道进行充填，以使中渗透率填充通道中的孔隙空间完全充满，其中，

在采出程度大于15％时，其中的流体中50％-60％为地层水或模拟地层水；

在采出程度小于15％时，其中的流体中50-60％为原油或模拟原油。

7.根据权利要求6所述的储层物理模型，其特征在于，

所述通道的径向切面为多边形、圆形或椭圆形；

构成所述通道的外部轮廓的材料包括金属、高分子材料或水硬性无机胶凝材料。

8.根据权利要求7所述的储层物理模型，其特征在于，

所述通道的截面为圆形，所述通道的长度为200.0-1000.0mm，内径为20.0-200.0mm；

构成所述通道的外部轮廓的管材为直管。

9.一种对权利要求1-8中任意一项所述的储层物理模型进行堵剂注入的模拟实验方法，其包括：

步骤A，将堵剂注入三个填充通道内；

步骤B，判断注入堵剂前缘是否到达中渗透率填充通道的中部，并且在堵剂前缘未到达中渗透率填充通道的中部时，调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使得在堵剂实验实际注入量等于堵剂实验理论注入量时，注入堵剂前缘到达中渗透率填充通道的中部；

步骤C，记录实验工艺参数，所述实验工艺参数包括堵剂实验表观黏度、堵剂实验注入速度、堵剂实验初始注入压力、堵剂实验流动压力梯度、堵剂实验封堵压力和实验稠油相启动压力；

在步骤B中，保持堵剂实验实际注入量不变；

堵剂实验实际注入量为高渗透率填充通道孔隙体积与50％中渗透率填充通道孔隙体积之和；

所述堵剂实验理论注入量为高渗透率填充通道中的水相体积和中渗透率填充通道中的油相和/或水相体积的45％-55％之和。

10.根据权利要求9所述的模拟实验方法，其特征在于，在步骤B中，当中渗透率填充通道出口端的出液量相当于中渗透率填充通道总孔隙体积的45％-55％时，则判断为注入堵剂前缘已到达中渗透率填充通道的中部。

11.根据权利要求9或10所述的模拟实验方法，其特征在于，在步骤B中，调整堵剂实验表观黏度和堵剂实验注入速度，使堵剂实验注入压力达到堵剂实验封堵压力值时，至少60v％-80v％的堵剂都注入到高渗透率填充通道之中。

12.一种稠油热采封窜堵水施工方法，其施工设计工艺参数根据权利要求9-11中任意一项所述的模拟实验方法所获得的实验工艺参数计算获得，其中，

堵剂施工设计表观黏度等于堵剂实验表观黏度；

施工设计最高压力等于实验稠油相启动压力；

堵剂施工设计注入速度按照公式(Ⅰ)进行计算：

堵剂施工设计注入速度＝η×堵剂实验注入速度 (Ⅰ)

公式(Ⅰ)中，

堵剂施工设计注入速度的单位为L/min；

堵剂实验注入速度的单位为ml/min；

η为堵剂实验注入速度和堵剂施工设计注入速度之间的换算系数，按照公式(Ⅱ)进行计算：

η的取值范围为1.0×10⁵-15.0×10⁵；

堵剂施工设计常温固化时间是堵剂施工设计注入时间的1-10倍，所述堵剂施工设计注入时间按照公式(Ⅲ)进行计算：

小时 (Ⅲ)。

13.根据权利要求12所述的施工方法，其特征在于，所述堵剂施工设计注入量等于高渗流通道体积，所述高渗流通道体积根据公式(Ⅳ)进行计算：

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公式(Ⅳ)中：

Vx：高渗流通道体积，m³；

M_oil：油井累积产油量，m³；

L：直井为油层厚度，水平井为油层水平段长度，m；

π：3.14；

r_heat：仅依靠热传导方式、注入蒸汽热效应的覆盖半径，m；

r_heat所覆盖井筒储层的平均孔隙度，％；

S_o：r_heat所覆盖井筒储层的平均含油饱和度，％；

K_channel：高渗流通道系数，其取值范围为0.01％-30％。

14.根据权利要求13所述的施工方法，其特征在于，所述高渗流通道系数的取值范围进一步包括：

在新投产井的注入周期为1-2轮次时，为0.01％-1.99％；

在新投产井的注入周期为3-5轮次时，为2.0％-4.99％；

在新投产井的注入周期≥6轮次时，为5％-10％；

对于由于高含水导致的长期停产井，为10.01％-30％。

15.一种根据权利要求12-14中任意一项所述的施工方法在稠油热采井选择性封窜堵水现场施工中的应用。