一种驱油剂渗流性能评价装置及方法

文档序号:114376 发布日期:2021-10-19 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种驱油剂渗流性能评价装置及方法 (Oil displacement agent seepage performance evaluation device and method ) 是由 周亚洲 殷代印 王东琪 张承丽 杨泽宏 于 2021-04-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及的是一种驱油剂渗流性能评价装置及方法,其中驱油剂渗流性能评价装置包括注入系统、测量系统、计量系统,注入系统包括活塞容器一、活塞容器二、活塞容器三、泡沫发生器、剪切装置、模拟井筒、快速接头一、快速接头三、快速接头四和快速接头五;测量系统包括快速接头二、岩芯夹置器一、岩芯夹置器二;计量系统包括计量活塞容器一、计量活塞容器二;模拟井筒顶端通过管线和阀门十五与剪切装置连接,模拟井筒侧面有模拟射孔一、模拟射孔二和模拟射孔三;各模拟射孔均与一个快速接头连接;各快速接头可与测量系统连接。本发明能够在高压条件下,评价驱油剂经过井筒沉降和射孔剪切后溶液性能和流动性能。(The invention relates to a device and a method for evaluating the seepage performance of an oil displacement agent, wherein the device for evaluating the seepage performance of the oil displacement agent comprises an injection system, a measurement system and a metering system, wherein the injection system comprises a piston container I, a piston container II, a piston container III, a foam generator, a shearing device, a simulation shaft, a quick joint I, a quick joint III, a quick joint IV and a quick joint V; the measuring system comprises a quick connector II, a core clamping device I and a core clamping device II; the metering system comprises a metering piston container I and a metering piston container II; the top end of the simulated shaft is connected with a shearing device through a pipeline and a valve fifteen, and the side face of the simulated shaft is provided with a first simulated perforation, a second simulated perforation and a third simulated perforation; each simulated perforation is connected with a quick joint; each quick connector may be connected to a measurement system. The method can evaluate the solution performance and the flow performance of the oil displacement agent after shaft sedimentation and perforation shearing under the high-pressure condition.)

一种驱油剂渗流性能评价装置及方法

技术领域

本发明属于石油工程和三次采油技术领域,具体涉及一种驱油剂渗流性能评价装置及方法。

背景技术

国内大部分油田水驱后仍有三分之二的原油残留在地下,为进一步提高原油采收率,针对油藏和流体特征开展三次采油技术,可使采收率提高产量增加百分之二十左右。其中聚合物驱、三元复合驱、二元复合驱和泡沫驱等技术在三次采油中广泛应用,而驱油剂体系在岩芯中渗流性能参数是判断该技术能否在现场应用的重要依据,同时也是三次采油技术方案编制的重要基础参数。

目前,公开的室内驱油体系渗流性能评价装置有物理模拟驱油装置和微观驱油装置,其中物理模拟驱油装置可以用天然岩芯、人造岩芯或填砂评价驱油剂的流动性能、分流率和驱油效果,但该装置无法观测微观流动和驱替过程,且实验回压控制精度低,导致注入压力显著波动。微观驱油装置利用微观刻蚀玻璃代替天然岩芯,但实验仪器最大工作压力低,且实验回压控制精度低。因此,现有驱油剂渗流性能评价装置无法在高压条件下,准确测量驱油剂在岩芯中的渗流性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱油剂渗流性能评价装置,这种驱油剂渗流性能评价装置用于解决现有驱油剂渗流性能评价装置无法在高压条件下,准确测量驱油剂在岩芯中的渗流性能的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:这种驱油剂渗流性能评价装置包括注入系统、测量系统和计量系统,注入系统包括活塞容器一、活塞容器二、活塞容器三、泡沫发生器、剪切装置、模拟井筒、快速接头一、快速接头三、快速接头四和快速接头五;测量系统包括快速接头二、岩芯夹置器一和岩芯夹置器二;计量系统包括计量活塞容器一和计量活塞容器二;

模拟井筒顶端通过管线和阀门十五与剪切装置连接,模拟井筒侧面有模拟射孔一、模拟射孔二和模拟射孔三,模拟射孔一通过管线与压力计二、阀门十二和快速接头三连接,模拟射孔二通过管线与压力计三、阀门十三和快速接头四连接,模拟射孔三通过管线与压力计四、阀门十四和快速接头五连接,快速接头三、快速接头四或快速接头五与测量系统的快速接头二连接;

快速接头二分别与岩芯夹置器一、岩芯夹置器二连接,岩芯夹置器一、岩芯夹置器二分别设置入口阀门和出口阀门,岩芯夹置器一、岩芯夹置器二分别通过出口阀门连接一个计量活塞容器,每个计量活塞容器底端连接一个恒速恒压泵;快速接头二与一个计量活塞容器之间还通过管线连接,该管线上设置阀门七;

任意一个岩芯夹置器均包括岩芯夹置器外壳、透明胶套、观测窗,岩芯夹置器外壳内部为透明胶套,透明胶套内部为岩芯;岩芯夹置器外壳侧面为观测窗,观测窗外部有显微镜和光源,岩芯夹置器外壳和透明胶套之间通过管线与环压跟踪器连接;岩芯夹置器外壳两端分别与横向转轴连接,岩芯夹置器外壳能够绕横向转轴转动,岩芯夹置器外壳与纵向转轴连接,岩芯夹置器外壳与纵向转轴垂直,岩芯夹置器外壳能够绕纵向转轴转动。

上述方案中活塞容器一、活塞容器二、活塞容器三并联后与并联的阀门四、阀门五连接,阀门五连接泡沫发生器,阀门四、泡沫发生器均连接至剪切装置,剪切装置分别连接阀门六和模拟井筒,阀门六前设置压力计一,阀门六连接快速接头一;活塞容器一底端、活塞容器二底端均连接恒速恒压泵一,活塞容器三底端连接恒速恒压泵二,活塞容器一出口设置阀门一,活塞容器二出口设置阀门二,活塞容器三出口设置阀门三。

上述方案中岩芯夹置器一外部为岩芯夹置器外壳一,岩芯夹置器外壳一内部为透明胶套一,透明胶套一内部为岩芯一;岩芯夹置器外壳一侧面为观测窗一,观测窗一外部有显微镜一和光源一,岩芯夹置器外壳一和透明胶套一之间通过管线与环压跟踪器一连接;岩芯夹置器外壳一两端分别与横向转轴一连接,岩芯夹置器外壳一中心处垂直设置纵向转轴一;岩芯夹置器一入口阀门为阀门八,出口阀门为阀门九;

岩芯夹置器二外部为岩芯夹置器外壳二,岩芯夹置器外壳二内部为透明胶套二,透明胶套二内部为岩芯二;岩芯夹置器外壳二侧面为观测窗二,观测窗二外部有显微镜二和光源二,岩芯夹置器外壳二和透明胶套二之间通过管线与环压跟踪器二连接;岩芯夹置器外壳二两端分别与横向转轴二连接,岩芯夹置器外壳二中心处垂直设置纵向转轴二;岩芯夹置器二入口阀门为阀门十,出口阀门为阀门十一。

上述方案中岩芯夹置器外壳一的一个侧面设置观测窗一,观测窗一外部的同一侧设置显微镜一和光源一;岩芯夹置器外壳一的两个相对侧面分别设置观测窗一,观测窗一外部的同一侧设置显微镜一和光源一,或观测窗一外部的两侧分别设置显微镜一和光源一;

岩芯夹置器外壳二的一个侧面设置观测窗二,观测窗二外部的同一侧设置显微镜二和光源二;岩芯夹置器外壳二的两个相对侧面分别设置观测窗二,观测窗二外部的同一侧设置显微镜二和光源二,或观测窗二外部的两侧分别设置显微镜二和光源二;

岩芯夹置器外壳一、透明胶套一、岩芯一、岩芯夹置器外壳二、透明胶套二和岩芯二均为长方体,岩芯一或岩芯二宽为0.01~2.5cm、长为2~30cm、高为0.5~2.5cm,岩芯一或岩芯二可以为天然岩芯、人造岩芯、贝雷岩芯或填砂岩芯。

上述方案中计量活塞容器一外部为计量容器外壳一,计量容器外壳一侧面为计量容器视窗一,计量容器外壳一内部有计量容器活塞一,计量容器视窗一外部有摄像机一和光源三,计量活塞容器一底部与恒速恒压泵三连接;

计量活塞容器二外部为计量容器外壳二,计量容器外壳二侧面为计量容器视窗二,计量容器外壳二内部有计量容器活塞二,计量容器视窗二外部有摄像机二和光源四,计量活塞容器二底部与恒速恒压泵四连接。

上述方案中计量容器外壳一的一个侧面设置计量容器视窗一,计量容器视窗一外部的同一侧设置摄像机一和光源三;计量容器外壳一的两个相对侧面分别设置计量容器视窗一,计量容器视窗一外部的同一侧设置摄像机一和光源三,或计量容器视窗一外部的两侧分别设置摄像机一和光源三;

计量容器外壳二的一个侧面设置计量容器视窗二,计量容器视窗二外部的同一侧设置摄像机二和光源四;计量容器外壳二的两个相对侧面分别设置计量容器视窗二,计量容器视窗二外部的同一侧设置摄像机二和光源四,或计量容器视窗二外部的两侧分别设置摄像机二和光源四。

上述方案中模拟井筒侧面从上到下有模拟射孔一、模拟射孔二和模拟射孔三,模拟射孔一在模拟井筒高度的五分之一至二分之一处,模拟射孔二在模拟井筒高度的六分之一至三分之一处,模拟射孔三在模拟井筒底部。

上述方案中注入系统、测量系统和计量系统在保温箱内;各恒速恒压泵、各压力计、泡沫发生器、剪切装置、各显微镜、各摄像机、各环压跟踪器均与计算机电连接。

这种驱油剂渗流性能评价装置进行驱油剂渗流性能评价的一种方法为:

步骤一、活塞容器一上部装入驱油剂,计量活塞容器一中活塞位于顶部,连接快速接头一和快速接头二,关闭所有阀门,开启保温箱加热至实验温度;

步骤二、按照实验要求设置岩芯夹置器一绕着纵向转轴一和横向转轴一的旋转角度,在透明胶套一中放入岩芯一,通过环压跟踪器一向岩芯夹置器外壳一与透明胶套一之间注入水,注入水的压力为实验要求压力值;实验过程中环压跟踪器一实时跟踪芯夹置器一入口的压力,调整岩芯夹置器外壳一与透明胶套一之间水的压力,使岩芯夹置器外壳一与透明胶套一之间水的压力与芯夹置器一入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值;

步骤三、设置恒速恒压泵一以恒速模式工作,恒定速度为实验要求速度,设置恒速恒压泵三以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力,设置剪切装置的剪切速度,开启显微镜一、光源一、摄像机一和光源三,打开阀门一、阀门四、阀门六、阀门八和阀门九,开启剪切装置、恒速恒压泵一和恒速恒压泵三,驱油剂经过剪切装置剪切后进入岩芯一,然后进入计量活塞容器一顶部;

步骤四、显微镜一拍摄驱油剂在岩芯一中微观流动和驱替过程,摄像机一拍摄计量活塞容器一中驱油剂的体积,当计量活塞容器一中驱油剂的体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一、恒速恒压泵三、剪切装置、显微镜一、光源一、摄像机一、光源三和所有阀门,结束实验。

这种驱油剂渗流性能评价装置进行驱油剂渗流性能评价的另一种方法为:

步骤一、活塞容器一上部装入驱油剂,活塞容器二上部装入油,活塞容器三上部装入气体,计量活塞容器一和计量活塞容器二中活塞均位于顶部,关闭所有阀门,开启保温箱加热至实验温度;

步骤二、按照实验要求设置岩芯夹置器一绕着纵向转轴一和横向转轴一的旋转角度,在透明胶套一放入已饱和水的岩芯一,通过环压跟踪器一向岩芯夹置器外壳一与透明胶套一之间注入水,注入水的压力为实验要求压力;实验过程中环压跟踪器一实时跟踪芯夹置器一入口的压力,调整岩芯夹置器外壳一与透明胶套一之间水的压力,使岩芯夹置器外壳一与透明胶套一之间水的压力与芯夹置器一入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值;

同样,按照实验要求设置岩芯夹置器二绕着纵向转轴二和横向转轴二的旋转角度,在透明胶套二放入已饱和水的岩芯二,通过环压跟踪器二向岩芯夹置器外壳二与透明胶套二之间注入水,注入水的压力为实验要求压力;实验过程中环压跟踪器二实时跟踪芯夹置器二入口的压力,调整岩芯夹置器外壳二与透明胶套二之间水的压力,使岩芯夹置器外壳二与透明胶套二之间水的压力与芯夹置器二入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值;

步骤三、设置恒速恒压泵一以恒速模式工作,恒定速度为实验要求岩芯饱含油速度,设置恒速恒压泵三以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力;连接快速接头一和快速接头二,打开阀门二、阀门四、阀门六、阀门八和阀门九,开启恒速恒压泵一和恒速恒压泵三使油进入岩芯夹置器一的岩芯一中,当计量活塞容器一中的油体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一、恒速恒压泵三和所有阀门;断开快速接头一和快速接头二连接,打开阀门七,开启恒速恒压泵三使计量活塞容器一中的油排出,然后关闭恒速恒压泵三和阀门七;

同样,设置恒速恒压泵一以恒速模式工作,恒定速度为实验要求岩芯饱含油速度,设置恒速恒压泵四以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力;连接快速接头一和快速接头二,打开阀门二、阀门四、阀门六、阀门十和阀门十一,开启恒速恒压泵一和恒速恒压泵四使油进入岩芯夹置器二的岩芯二中,当计量活塞容器二中的油体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一、恒速恒压泵四和所有阀门;断开快速接头一和快速接头二连接,打开阀门七,开启恒速恒压泵四使计量活塞容器二中的油排出,然后关闭恒速恒压泵四和阀门七;

步骤四、设置恒速恒压泵一和恒速恒压泵二以恒速模式工作,恒定速度分别为实验要求速度,设置恒速恒压泵三和恒速恒压泵四以恒压模式工作,恒定压力均为实验要求压力,设置剪切装置的剪切速度;开启显微镜一、光源一、显微镜二、光源二、摄像机一、光源三、摄像机二和光源四;连接快速接头五和快速接头二,打开阀门一、阀门三、阀门五、阀门八、阀门九阀门十、阀门十一、阀门十四和阀门十五,开启剪切装置、泡沫发生器、恒速恒压泵一、恒速恒压泵二、恒速恒压泵三和恒速恒压泵四;驱油剂和气体经过泡沫发生器形成泡沫体系,泡沫体系经剪切装置剪切后进入岩芯一和岩芯二,然后岩芯一出口端流出的流体进入计量活塞容器一,岩芯二出口端流出的流体进入计量活塞容器二;

步骤五、显微镜一拍摄泡沫体系在岩芯一中微观流动和驱替过程,显微镜二拍摄泡沫体系在岩芯二中微观流动和驱替过程;摄像机一拍摄计量活塞容器一中油、气和驱油剂的体积,摄像机二拍摄计量活塞容器二中油、气和驱油剂的体积,根据油、气和驱油剂的体积计算分流率和采收率;

步骤六、当驱油剂和气体注入量符合实验要求后停止实验,关闭剪切装置、泡沫发生器、恒速恒压泵一、恒速恒压泵二和恒速恒压泵三、恒速恒压泵四、显微镜一、光源一、显微镜二、光源二、摄像机一、光源三、摄像机二和光源四,关闭所有阀门;

步骤七、重复步骤一至步骤六分别测量快速接头一、快速接头三和快速接头四流出泡沫体系的渗流性能。

本发明具有以下有益效果:

1、本发明具有在高压和不同油藏角度条件下,测量驱油剂在岩芯中的微观流动和驱替过程,同时还可得到分流率和驱油效果数据;本发明还具有在高压条件下,评价驱油剂经过井筒沉降和射孔剪切后溶液性能和流动性能。

2、本发明利用恒速恒压泵控制回压,保证装置回压控制更准确度和精度更高,使注入压力平稳,得到是实验结果更精确。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图;

图2为本发明岩芯夹置器一侧面结构示意图;

图3为本发明岩芯夹置器二侧面结构示意图;

图4 为本发明岩芯夹置器一俯视结构示意图;

图5为本发明岩芯夹置器一沿纵向转轴转动一定角度的侧视结构示意图;

图6为本发明岩芯夹置器一沿横向转轴转动一定角度的侧视结构示意图;

图7为本发明计量容器活塞一侧面结构示意图;

图8为本发明计量容器活塞二侧面结构示意图。

图中:ZX:注入系统,CX:测量系统,JX:计量系统;

A1:恒速恒压泵一,A2:恒速恒压泵二,A3:恒速恒压泵三,A4:恒速恒压泵四,B1:活塞容器一,B2:活塞容器二,B3:活塞容器三,C1:岩芯夹置器一,C2:岩芯夹置器二,D1:计量活塞容器一,D2:计量活塞容器二,E:剪切装置,F:泡沫发生器,G:模拟井筒,G1:模拟射孔一,G2:模拟射孔二,G3:模拟射孔三,H1:压力计一,H2:压力计二,H3:压力计三,H4:压力计四,K1~K15:阀门一~阀门十五,M:保温箱,P:计算机,Q1~Q5:快速接头一~快速接头五;

C1a:岩芯夹置器外壳一,C1b:透明胶套一,C1c:岩芯一,C1d:观测窗一,C1e:横向转轴一,C1f:环压跟踪器一,C1g:纵向转轴一,C1h:显微镜一,C1i:显微镜滑动轨道一,C1j:光源一,C1k:光源滑动轨道一; C2a:岩芯夹置器外壳二,C2b:透明胶套二,C2c:岩芯二,C2d:观测窗二,C2e:横向转轴二,C2f:环压跟踪器二,C2g:纵向转轴二,C2h:显微镜二,C2i:显微镜滑动轨道二,C2j:光源二,C2k:光源滑动轨道二;

D1a:计量容器外壳一,D1b:摄像机一,D1c:摄像机滑动轨道一,D1d:光源三,D1e:光源滑动轨道三,D1f:计量容器活塞一; D1g:计量容器视窗一,D2a:计量容器外壳二,D2b:摄像机二,D2c:摄像机滑动轨道二,D2d:光源四,D2e:光源滑动轨道四,D2f:计量容器活塞二,D2g:计量容器视窗二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明:

实施例1:

如图1所示,这种驱油剂渗流性能评价装置包括注入系统ZX、测量系统CX、计量系统JX、保温箱M、计算机P,图中实线表示物理管道连接,虚线表示电连接。

(1)注入系统ZX

注入系统ZX包括恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵二A2、活塞容器一B1、活塞容器二B2、活塞容器三B3和剪切装置E;活塞容器一B1顶端通过管线、阀门一K1和阀门四K4与剪切装置E连接,活塞容器一B1底端通过管线与恒速恒压泵一A1连接。活塞容器二B2顶端通过管线、阀门二K2和阀门四K4与剪切装置E连接,活塞容器二B2底端通过管线与恒速恒压泵一A1连接。活塞容器三B3顶端通过管线、阀门三K3和阀门四K4与剪切装置E连接,活塞容器三B3底端通过管线与恒速恒压泵二A2连接。剪切装置E通过管线依次与压力计一H1、阀门六K6和快速接头一Q1连接。快速接头一Q1可根据实验需要与测量系统CX的快速接头二Q2连接,如果不需要,则快速接头一Q1不与快速接头二Q2连接,为断开状态。

注入系统ZX包括恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵二A2、活塞容器一B1、活塞容器二B2、活塞容器三B3、泡沫发生器F和剪切装置E;活塞容器一B1顶端通过管线、阀门一K1和阀门四K4与剪切装置E连接,或活塞容器一B1顶端通过管线、阀门一K1和阀门五K5与泡沫发生器F连接,活塞容器一B1底端通过管线与恒速恒压泵一A1连接。活塞容器二B2顶端通过管线、阀门二K2和阀门四K4与剪切装置E连接,或活塞容器二B2顶端通过管线、阀门二K2和阀门五K5与泡沫发生器F连接,活塞容器二B2底端通过管线与恒速恒压泵一A1连接。活塞容器三B3顶端通过管线、阀门三K3和阀门四K4与剪切装置E连接,或活塞容器三B3顶端通过管线、阀门三K3和阀门五K5与泡沫发生器F连接,活塞容器三B3底端通过管线与恒速恒压泵二A2连接。泡沫发生器F通过管线与剪切装置E连接,剪切装置E通过管线依次与压力计一H1、阀门六K6和快速接头一Q1连接。快速接头一Q1可根据实验需要与测量系统CX的快速接头二Q2连接,如果不需要,则快速接头一Q1不与快速接头二Q2连接,为断开状态。

注入系统ZX可以向测量系统CX或计量系统JX注入原油、聚合物体系、三元复合体系、二元复合体系、凝胶体系、非均相体系、气体体系或泡沫体系等驱油剂。恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵二A2的工作速度为0.01~10mL/min、工作压力为0~40MPa,活塞容器一B1、活塞容器二B2、活塞容器三B3、泡沫发生器F、剪切装置E、快速接头一Q1、管线和阀门均耐压0~40MPa。

注入系统ZX还包括模拟井筒G,模拟井筒G顶端通过管线和阀门十五K15与剪切装置E连接,模拟井筒G侧面从上到下有模拟射孔一G1、模拟射孔二G2和模拟射孔三G3。模拟射孔一G1在模拟井筒G高度的五分之一至二分之一处,模拟射孔二G2在模拟井筒G高度的六分之一至三分之一处,模拟射孔三G3在模拟井筒G底部。模拟射孔一G1通过管线与压力计二H2、阀门十二K12和快速接头三Q3连接,模拟射孔二G2通过管线与压力计三H3、阀门十三K13和快速接头四Q4连接,模拟射孔三G3通过管线与压力计四H4、阀门十四K14和快速接头五Q5连接。快速接头三Q3、快速接头四Q4或快速接头五Q5可根据实验需要分别与测量系统CX的快速接头二Q2连接,如果不需要,则快速接头三Q3、快速接头四Q4或快速接头五Q5不与快速接头二Q2连接,为断开状态。

模拟井筒G长为0.5~10m、内径为0.2~15cm,模拟射孔孔径为0.02~3cm,模拟井筒G、快速接头、管线和阀门均耐压0~40MPa。模拟井筒G用于模拟驱油剂在井筒中的分离和沉降。模拟射孔用于驱油剂从模拟井筒中流出,同时模拟驱油剂经井筒射孔孔眼剪切。

(2)测量系统CX

测量系统CX包括岩芯夹置器一C1,岩芯夹置器一C1入口端通过管线和阀门八K8与快速接头二Q2连接,快速接头二Q2与注入系统ZX连接。岩芯夹置器一C1出口端通过管线和阀门九K9与计量系统JX的计量活塞容器一D1顶端连接。

如图2、图4所示,岩芯夹置器一C1外部为岩芯夹置器外壳一C1a,岩芯夹置器外壳一C1a内部为透明胶套一C1b,透明胶套一C1b内部为岩芯一C1c。岩芯夹置器外壳一C1a侧面为观测窗一C1d,观测窗一C1d外部有显微镜一C1h和光源一C1j,岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间通过管线与环压跟踪器一C1f连接。显微镜一C1h的放大倍率为10-100倍,可拍摄三维立体图像。

岩芯夹置器外壳一C1a、透明胶套一C1b和岩芯一C1c为长方体,岩芯一C1c宽为0.01~2.5cm、长为2~30cm、高为0.5~2.5cm,岩芯一C1c可以为天然岩芯、人造岩芯、贝雷岩芯或填砂岩芯等,透明胶套的内侧尺寸与岩芯的外侧尺寸相同,使得透明胶套紧紧套在岩芯外表面。透明胶套为岩芯提供高压驱替环境,防止夹置器外壳和透明胶套之间的液体进入岩芯,同时阻止驱油剂在岩芯与透明胶套之间缝隙流过。另外透明胶套在高压下为测量驱油剂在岩芯表面和内部的微观流动和驱替过程提供观测窗口。

岩芯夹置器外壳一C1a的一个侧面设置观测窗一C1d,观测窗一C1d外部的同一侧设置显微镜一C1h和光源一C1j;岩芯夹置器外壳一C1a的两个相对侧面分别设置观测窗一C1d,观测窗一C1d外部的同一侧设置显微镜一C1h和光源一C1j,或观测窗一C1d外部的两侧分别设置显微镜一C1h和光源一C1j。观测窗与透明胶套配合,可在高压条件测量驱油剂在岩芯表面和内部的微观流动和驱替过程。

岩芯夹置器外壳一C1a的两个相对侧面分别设置观测窗一C1d,当岩芯一C1c宽为0.01~0.05cm,透光性较好时,显微镜一C1h和光源一C1j在观测窗一C1d外部相对的两侧;当岩芯一C1c宽为0.03~2.5cm,透光性较差时,显微镜一C1h和光源一C1j在观测窗一C1d外部同一侧。显微镜一C1h可在与观测窗一C1d平行的显微镜滑动轨道一C1i上移动,光源一C1j可在与观测窗一C1d平行的光源滑动轨道一C1k上移动,使显微镜可拍摄观测窗内岩芯不同位置的驱油剂微观流动和驱替过程。

参阅图5、图6,岩芯夹置器外壳一C1a两端分别与横向转轴一C1e连接,岩芯夹置器外壳一C1a可以绕横向转轴一C1e转动。岩芯夹置器外壳一C1a垂直与纵向转轴一C1g连接,岩芯夹置器外壳一C1a可以绕纵向转轴一C1g转动。横向转轴一C1e和纵向转轴一C1g使岩芯一C1c可以模拟不同油藏角度,可以测量驱油剂在不同油藏角度下的渗流性能实验。

环压跟踪器用于向岩芯夹置器外壳与透明胶套之间注入水,实现岩芯周围的压力大于岩芯内部压力。环压跟踪器实时跟踪岩芯夹置器入口的压力,同时调整岩芯夹置器外壳与透明胶套之间水的压力,使其与岩芯夹置器入口的压力差保持恒定,实现了岩芯周围的压力与岩芯内部的压力差值恒定不变,为实验提供精准稳定的高压实验环境,保证了驱油剂在岩芯表面和内部流动,而不进入岩芯与透明胶套之间的缝隙。

测量系统CX包括岩芯夹置器一C1和岩芯夹置器二C2,岩芯夹置器二C2的结构和连接方式与岩芯夹置器一C1相同。岩芯夹置器一C1和岩芯夹置器二C2可以实现驱油剂在相同注入压力、不同岩芯条件下的微观流动和驱替过程,同时可得到分流率和采收率值。

岩芯夹置器二C2入口端通过管线和阀门十K10与快速接头二Q2连接,快速接头二Q2与注入系统ZX连接。岩芯夹置器二C2出口端通过管线和阀门十一K11与计量系统JX的计量活塞容器二D2顶端连接。

如图3所示,岩芯夹置器二C2外部为岩芯夹置器外壳二C2a,岩芯夹置器外壳二C2a内部为透明胶套二C2b,透明胶套二C2b内部为岩芯二C2c,岩芯夹置器外壳二C2a侧面为观测窗二C2d,观测窗二C2d外部有显微镜二C2h和光源二C2j,岩芯夹置器外壳二C2a与透明胶套二C2b之间通过管线与环压跟踪器二C2f连接。岩芯夹置器二C2的岩芯夹置器外壳二C2a、透明胶套二C2b和岩芯二C2c的形状和尺寸与岩芯夹置器一C1的相同,岩芯二C2c可以为天然岩芯、人造岩芯、贝雷岩芯或填砂岩芯等。显微镜二C2h的放大倍率为10-100倍,可拍摄三维立体图像。

岩芯夹置器外壳二C2a的一个侧面设置观测窗二C2d,观测窗二C2d外部的同一侧设置显微镜二C2h和光源二C2j。岩芯夹置器外壳二C2a的两个相对侧面分别设置观测窗二C2d,观测窗二C2d外部的同一侧设置显微镜二C2h和光源二C2j,或观测窗二C2d外部的两侧分别设置显微镜二C2h和光源二C2j。

岩芯夹置器外壳二C2a的两个相对侧面分别设置观测窗二C2d,当岩芯二C2c厚度为0.01~0.05cm,透光性较好时,显微镜二C2h和光源二C2j在观测窗二C2d外部相对的两侧;当岩芯二C2c厚度为0.03~2.5cm,透光性较差时,显微镜二C2h和光源二C2j在观测窗二C2d外部同一侧。显微镜二C2h可在与观测窗二C2d平行的显微镜滑动轨道二C2i上移动,光源二C2j可在与观测窗二C2d平行的光源滑动轨道二C2k上移动。

岩芯夹置器外壳二C2a两端分别与横向转轴二C2e连接,岩芯夹置器外壳二C2a可以绕横向转轴二C2e转动。岩芯夹置器外壳二C2a垂直与纵向转轴二C2g连接,岩芯夹置器外壳二C2a可以绕纵向转轴二C2g转动。横向转轴二C2e和纵向转轴二C2g使岩芯二C2c可以模拟不同油藏角度。

岩芯夹置器外壳一C1a、观测窗一C1d、透明胶套一C1b、岩芯夹置器外壳二C2a、观测窗二C2d、透明胶套二C2b、快速接头二Q2、管线和阀门均耐压0~40MPa。

(3)计量系统JX

计量系统JX包括计量活塞容器一D1和恒速恒压泵三A3,计量活塞容器一D1顶端通过管线和阀门九K9与测量系统CX的岩芯夹置器一C1出口连接,计量活塞容器一D1底端通过管线与恒速恒压泵三A3连接。计量活塞容器一D1外部为计量容器外壳一D1a,计量容器外壳一D1a内部有计量容器活塞一D1f,计量容器外壳一D1a侧面为计量容器视窗一D1g,计量容器视窗一D1g外部有摄像机一D1b和光源三D1d。

计量系统JX包括计量活塞容器一D1、计量活塞容器二D2、恒速恒压泵三A3和恒速恒压泵四A4,计量活塞容器一D1顶端通过管线和阀门九K9与测量系统CX的岩芯夹置器一C1出口连接,或计量活塞容器一D1顶端通过管线和阀门七K7与快速接头Q2连接,计量活塞容器一D1底端通过管线与恒速恒压泵三A3连接。计量活塞容器二D2顶端通过管线和阀门十一K11与测量系统CX的岩芯夹置器二C2出口连接,计量活塞容器二D2底端通过管线与恒速恒压泵四A4连接。计量活塞容器与恒速恒压泵配合使用,可精准控制测量系统的出口压力,同时可计量高压条件下油、气或/和水的体积。

如图7所示,计量活塞容器一D1外部为计量容器外壳一D1a,计量容器外壳一D1a内部有计量容器活塞一D1f。计量容器外壳一D1a的一个侧面设置计量容器视窗一D1g,计量容器视窗一D1g外部的同一侧设置摄像机一D1b和光源三D1d。计量容器外壳一D1a的两个相对侧面分别设置计量容器视窗一D1g,计量容器视窗一D1g外部的同一侧设置摄像机一D1b和光源三D1d,或计量容器视窗一D1g外部的两侧分别设置摄像机一D1b和光源三D1d。摄像机一D1b可在与计量容器视窗一D1g平行的摄像机滑动轨道一D1c上移动,光源三D1d可在与计量容器视窗一D1g平行的光源滑动轨道三D1e上移动。

计量容器视窗一D1g上有刻度线,提高了计量油、气或/和水体积的准确性和计量精度。摄像机一D1b的放大倍率为1-20倍,摄像机一D1b和光源三D1d在轨道上移动可拍摄油水界面、油气界面或气水界面,提高了计量油、气或/和水体积的准确性和计量精度。计量容器活塞一D1f可防止驱油剂或油与恒速恒压泵三A3中的液体乳化或互溶,使计量油、气或/和水的体积更准确。

计量活塞容器二D2的结构与计量活塞容器一D1相同,如图8所示,计量活塞容器二D2外部为计量容器外壳二D2a,计量容器视窗二D2g上有刻度线,计量容器外壳二D2a内部有计量容器活塞二D2f。计量容器外壳二D2a的一个侧面设置计量容器视窗二D2g,计量容器视窗二D2a外部的同一侧设置摄像机二D2b和光源四D2d。计量容器外壳二D2a的两个相对侧面分别设置计量容器视窗二D2g,计量容器视窗二D2g外部的同一侧设置摄像机二D2b和光源四D2d,或计量容器视窗二D2g外部的两侧分别设置摄像机二D2b和光源四D2d。摄像机二D2b可在与计量容器视窗二D2g平行的摄像机滑动轨道二D2c上移动,光源四D2d可在与计量容器视窗二D2g平行的光源滑动轨道四D2e上移动。摄像机二D2b的放大倍率为1-20倍。

计量活塞容器一D1、计量活塞容器二D2、恒速恒压泵三A3、恒速恒压泵四A4、计量容器外壳一D1a、计量容器视窗一D1g、计量容器外壳二D2a、计量容器视窗二D2g、管线和阀门均耐压0~40MPa。

注入系统ZX、测量系统CX和计量系统JX在保温箱M内,保温箱M温度可为20℃~120℃。

恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵二A2、恒速恒压泵三A3、恒速恒压泵四A4、压力计一H1、压力计二H2、压力计三H3、压力计四H4、泡沫发生器F、剪切装置E、显微镜一C1h、显微镜二C2h、摄像机一D1b、摄像机二D2b、环压跟踪器一C1f和环压跟踪器二C2f与计算机P电连接,可以实现计算机P自动控制记录。

实施例2:

一种驱油剂渗流性能评价方法,采用上述装置评价驱油剂渗流性能,包括以下步骤:

步骤一、活塞容器一B1上部装入驱油剂,计量活塞容器一D1中活塞位于顶部,连接快速接头一Q1和快速接头二Q2,关闭所有阀门,开启保温箱M加热至实验温度。

步骤二、按照实验要求设置岩芯夹置器一C1绕着纵向转轴一C1g和横向转轴一C1e的旋转角度,在透明胶套一C1b中放入岩芯一C1c,通过环压跟踪器一C1f向岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间注入水,注入水的压力为实验要求压力。实验过程中环压跟踪器一C1f实时跟踪芯夹置器一C1入口的压力,调整岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间水的压力,使岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间水的压力与芯夹置器一C1入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值。

步骤三、计算机p设置恒速恒压泵一A1以恒速模式工作,恒定速度为实验要求速度,计算机p设置恒速恒压泵三A3以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力,设置剪切装置E的剪切速度,开启显微镜一C1h、光源一C1j、摄像机一D1b和光源三D1d,打开阀门二K2、阀门四K4、阀门六K6、阀门八K8和阀门九K9,计算机p开启剪切装置E、恒速恒压泵一A1和恒速恒压泵三A3,驱油剂经过剪切装置E剪切后进入岩芯一C1c,然后进入计量活塞容器一D1。

步骤四、计算机p控制显微镜一C1h拍摄驱油剂体系在岩芯一C1c中微观流动和驱替过程,计算机p控制摄像机一D1b拍摄计量活塞容器一D1中驱油剂的体积,当计量活塞容器一D1中驱油剂的体积符合实验要求时,计算机p关闭恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵三A3、剪切装置E、显微镜一C1h、光源一C1j、摄像机一D1b和光源三D1d,关闭所有阀门,结束实验。

实施例3:

一种驱油剂渗流性能评价方法,采用上述装置评价驱油剂渗流性能,包括以下步骤:

步骤一、活塞容器一B1上部装入驱油剂,活塞容器二B2上部装入油,活塞容器三B3上部装入气体,计量活塞容器一D1和计量活塞容器二D2中活塞均位于顶部,关闭所有阀门,开启保温箱M加热至实验温度。

步骤二、按照实验要求设置岩芯夹置器一C1绕着纵向转轴一C1g和横向转轴一C1e的旋转角度,在透明胶套一C1b放入已饱和水的岩芯一C1c,通过环压跟踪器一C1f向岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间注入水,注入水的压力为实验要求压力。实验过程中环压跟踪器一C1f跟踪岩芯夹置器一C1入口压力,实时调整岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间水的压力,使岩芯夹置器外壳一C1a与透明胶套一C1b之间水的压力与芯夹置器一C1入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值。

同样,按照实验要求设置岩芯夹置器二C2绕着纵向转轴二C2g和横向转轴二C2e的旋转角度,在透明胶套二C2b放入已饱和水的岩芯二C2c,岩芯二C2c的尺寸和岩芯类型与岩芯一C1c相同,岩芯二C2c的渗透率与岩芯一C1c不同。通过环压跟踪器二C2f向岩芯夹置器外壳二C2a与透明胶套二C2b之间注入水,注入水的压力为实验要求压力。实验过程中环压跟踪器二C2f跟踪岩芯夹置器二C2入口压力,实时调整岩芯夹置器外壳二C2a与透明胶套二C2b之间水的压力,使岩芯夹置器外壳二C2a与透明胶套二C2b之间水的压力与芯夹置器二C2入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值。

步骤三、通过计算机P设置恒速恒压泵一A1以恒速模式工作,恒定速度为实验要求岩芯饱含油速度,通过计算机P设置恒速恒压泵三A3以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力;连接快速接头一Q1和快速接头二Q2,打开阀门二K2、阀门四K4、阀门六K6、阀门八K8和阀门九K9,开启恒速恒压泵一A1和恒速恒压泵三A3使油进入岩芯夹置器一C1的岩芯一C1c中,当计量活塞容器一D1中的油体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵三A3和所有阀门。断开快速接头一Q1和快速接头二Q2连接,打开阀门七K7,开启恒速恒压泵三A3使计量活塞容器一D1中的油排出,然后关闭恒速恒压泵三A3和阀门七K7。

同样,通过计算机P设置恒速恒压泵一A1以恒速模式工作,恒定速度为实验要求岩芯饱含油速度,通过计算机P设置恒速恒压泵四A4以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力;连接快速接头一Q1和快速接头二Q2,打开阀门二K2、阀门四K4、阀门六K6、阀门十K10和阀门十一K11,开启恒速恒压泵一A1和恒速恒压泵四A4使油进入岩芯夹置器二C2的岩芯二C2c中,当计量活塞容器二D2中的油体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵四A4和所有阀门。断开快速接头一Q1和快速接头二Q2连接,打开阀门七K7,开启恒速恒压泵四A4使计量活塞容器二D2中的油排出,然后关闭恒速恒压泵四A4和阀门七K7。

步骤四、通过计算机P设置恒速恒压泵一A1和恒速恒压泵二A2以恒速模式工作,恒定速度分别为实验要求速度,通过计算机P设置恒速恒压泵三A3和恒速恒压泵四A4以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力,设置剪切装置E的剪切速度;开启显微镜一C1h、光源一C1j、显微镜二C2h、光源二C2j、摄像机一D1b、光源三D1d、摄像机二D2b和光源四D2d。连接快速接头五Q5和快速接头二Q2,打开阀门一K1、阀门三K3、阀门五K5、阀门八K8、阀门九K9阀门十K10、阀门十一K11、阀门十四K14和阀门十五K15,通过计算机P开启剪切装置E、泡沫发生器F、恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵二A2、恒速恒压泵三A3和恒速恒压泵四A4。驱油剂和气体经过泡沫发生器F形成泡沫体系,泡沫体系经剪切装置E剪切后进入岩芯一C1c和岩芯二C2c,然后岩芯一C1c出口端流出的流体进入计量活塞容器一D1,岩芯二C2c出口端流出的流体进入计量活塞容器二D2。

步骤五、通过计算机P控制显微镜一C1h拍摄泡沫体系在岩芯一C1c中微观流动和驱替过程,同时通过计算机P控制显微镜二C2h拍摄泡沫体系在岩芯二C2c中微观流动和驱替过程;通过计算机P控制摄像机一D1b拍摄计量活塞容器一D1中油、气和驱油剂的体积,同时通过计算机P控制摄像机二D2b拍摄计量活塞容器二D2中油、气和驱油剂的体积,根据油、气和驱油剂的体积计算分流率和采收率。

步骤六、当驱油剂和气体注入量符合实验要求后停止实验,通过计算机P关闭剪切装置E、泡沫发生器F、恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵二A2和恒速恒压泵三A3、恒速恒压泵四A4、显微镜一C1h、光源一C1j、显微镜二C2h、光源二C2j、摄像机一D1b、光源三D1d、摄像机二D2b和光源四D2d,关闭所有阀门。

步骤七、重复步骤一至步骤六分别测量快速接头一Q1、快速接头三Q3和快速接头四Q4流出泡沫体系的渗流性能。

实施例4:

一种驱油剂渗流性能评价方法,采用上述装置评价驱油剂渗流性能,包括以下步骤:

步骤一、活塞容器二B1上部装入驱油剂,计量活塞容器一D1中活塞位于顶部,连接快速接头一Q1和快速接头二Q2,关闭所有阀门,开启保温箱M加热至实验温度;

步骤二、计算机P设置恒速恒压泵一A1以恒速模式工作,恒定速度为实验要求速度,计算机P设置恒速恒压泵三A3以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力,设置剪切装置E剪切速度,打开阀门一K1、阀门四K4、阀门六K6和阀门七K7;

步骤三、计算机P开启剪切装置E、恒速恒压泵一A1、恒速恒压泵三A3、摄像机一D1b和光源三D1d,驱油剂经剪切装置E后进入计量活塞容器一D1;

步骤四、通过计算机P控制摄像机一D1b拍摄计量活塞容器一D1中驱油剂体系微观状态,当计量活塞容器一D1中驱油剂体系的体积符合实验要求时,关闭剪切装置E、恒速恒压泵一A1和恒速恒压泵三A3,关闭所有阀门,断开快速接头一Q1和快速接头二Q2,排出计量活塞容器一D1中驱油剂;

步骤五、打开阀门一K1、阀门四K4、阀门十五K15、阀门十二K12和阀门七K7,连接快速接头三Q3和快速接头二Q2,开启剪切装置E、恒速恒压泵一A1和恒速恒压泵三A3,驱油剂经剪切装置E进入模拟井筒G,然后经过模拟射孔一G1流出,再经过管线、阀门十二K12和阀门七K7进入计量活塞容器一D1,重复步骤四测量驱油剂微观状态。

步骤六、按照步骤五的操作依次测量模拟射孔二G2和模拟射孔三G3流出驱油剂的微观状态。

另外,如果实验还有其它特殊要求,可根据实际情况,调整驱油剂渗流性能评价装置和评价方法,以满足实验要求。

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