多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置及方法，该装置主要包括多相流体发生、存储系统，多相流体传播和脉冲波发生系统，储层岩心模拟系统及动态实验数据采集系统；所述的多相流体传播和脉冲波发生系统包括：多相流体注入管线，脉冲振荡发生腔壳体，撞击体及多相流体输出和脉冲波传播管线；该装置主要利用气体和液体弹性模量的差异，来实现脉冲解堵/驱油与注气(汽)功能的相互转换，从而简化不同油藏开发过程中的驱油/脉冲的模拟过程；其实验可涉及非混相驱及气水交替驱油、储层脉冲解堵、稠油热采储层注汽及驱油-解堵等实验过程的模拟；该装置设计合理，操作过程简便，可有效的模拟多相流体的驱油-脉冲解堵效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及到一种；主要针对水力脉冲波驱油/解堵、非混相驱油气水交注及稠油注汽驱降压解堵增注的实验模拟；是一种利用气(汽)、液流体性质的不同，尤其是弹性模量的差异，实现模拟储层深部驱油、脉冲解堵、非混相驱气水交注及注汽降压解堵增注的实验装置及方法。
技术介绍
随着常规油气资源的不断开发，复杂油气资源的接替是世界油气资源的重要补充，而复杂油气资源中低渗透油藏及稠油油藏的开发是其中的核心组成。对于低渗透油藏开发后期，地层能量衰竭严重，非混相驱对于低渗透油田的开发及水驱开发衰竭油藏具有很强的适应性，然而气体的高流度，上相突破早，造成原油采收率低。气水交替可减缓气体过早气窜；提高气驱过程的体积波及系数，改善高流度气体在流经低流度油藏流体时的流动效率。而低渗透油藏气水交替过程中，贾敏效应使得注气压力上升较快，影响了气水交替注入开发的效果。对于稠油油藏，热力采油技术是一种常规的开发手段，但是对于新投产的油井及部分开发后期的油井中常出现注汽高压及近井地带堵塞的现象，其原因主要包括:部分油藏原始发育较差导致储层流体在地层中的流动能力较低；油藏地层胶结疏松导致地层中的固体颗粒运移；注入流体与地层流体性质的不配伍性，导致的结垢堵塞，以及由于稠油中轻质、流动性强的组分被采出而导致重质组分(胶质、浙青质)在近井带滞留等。常规的降压的方法主要包括物理和化学的方法，其中化学方法主要是针对堵塞的固体无机颗粒和重质有机组分两个方面添加相应的降压增注药剂，常见的化学降压方法有:酸化压裂、注表面活性剂/润湿反转剂等，其缺点是选择性差、施工复杂、费用高。而物理方法主要有水力振荡、水力压裂、电压液脉冲、高压水射流、超声波及压力、脉冲波振荡等。其中井下低频抽汲振动解堵装置及其使用方法(申请号201110417746.9)通过对井筒内流体挤压时形成的正压力和抽吸时形成的负压力交替作用在近井地带实现油层降压解堵，其缺点是解堵油层的距离有限等。大多数的物理降压方法都要借助其他外加能量来实现降压的目的，同时由于一般的物理法降压作业都需要与其他的生产工艺分步实施，且需多次起下管柱，增加了作业时间与正本，同时影响了注汽效率。
技术实现思路
针对上述问题本专利技术提出一种以多相流体传播和脉冲波发生系统为核心的，旨在简化实验流程的同时，有效地模拟水力脉冲波驱油、非混相驱油气水交注和稠油注汽驱降压解堵增注等复杂油气的开发过程。本专利技术所采用的技术解决方案是:多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，包括多相流体发生、存储系统，多相流体传播和脉冲波发生系统，储层岩心模拟系统，及动态实验数据采集系统；所述多相流体发生、存储系统包括高温蒸汽发生装置、驱油用气体存储装置、驱油或解堵用液体存储及发生装置与驱油用液体存储装置；其中高温蒸汽发生装置包括第一精密平流泵与高温蒸汽发生器，第一精密平流泵的出口端与高温蒸汽发生器底部的液体入口端相连接，高温蒸汽发生器顶部的液体出口端连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油用气体存储装置包括驱油用气体存储器，驱油用气体存储器连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油或解堵用液体存储及发生装置包括氮气瓶与第一活塞式中间容器，第一活塞式中间容器的底端与氮气瓶相连接，第一活塞式中间容器的顶端连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油用液体存储装置包括第二精密平流泵与第二活塞式中间容器，第二精密平流泵与第二活塞式中间容器的底端相连接，第二活塞式中间容器的顶端连接储层岩心模拟系统；所述多相流体传播和脉冲波发生系统包括多相流体注入管线、脉冲波发生装置和多相流体输出和脉冲波传播管线，所述高温蒸汽发生器的出口端、多相流体注入管线的流体入口端、驱油用气体存储器出口端、第一活塞式中间容器的出口端均与四通阀连接，脉冲波发生装置包括壳体与撞击体，多相流体注入管线的流体出口端连接壳体的流体入口端，壳体的流体出口端与撞击体的流体入口端连接，撞击体呈锥形，撞击体的锥形端深入到壳体内部，壳体与撞击体连接后，其内部形成脉冲振荡腔室，撞击体的流体出口端与多相流体输出和脉冲波传播管线的进口端连接，多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端连接储层岩心模拟系统；储层岩心模拟系统包括填砂管和恒温箱，填砂管置于恒温箱内，填砂管的入口端与多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端连接，在填砂管两侧设置有多个检测点，填砂管与动态实验数据采集系统相连接；动态实验数据采集系统包括功能传感器组、嵌入式信息处理器、量筒、紫外分光光度仪、PH仪与计算机，功能传感器组布设在填砂管两侧的多个检测点上，功能传感器组通过数据线连接嵌入式信息处理器，嵌入式信息处理器通过数据线连接计算机，紫外分光光度仪、PH仪和量筒布设在填砂管的出口端，紫外分光光度仪和pH仪分别通过数据线连接计算机。优选的，所述第一精密平流泵通过第一管线与高温蒸汽发生器连接，在第一管线上设置有二通阀，所述高温蒸汽发生器通过第二管线与四通阀连接，在第二管线上设置有二通阀、浮子流量计与压力表，在第二管线外包裹石棉层；所述驱油用气体存储器通过第三管线与四通阀连接，在第三管线上设置有分压阀、浮子流量计与压力表；所述氮气瓶通过第四管线与第一活塞式中间容器连接，在第四管线上设置有分压阀、压力表、浮子流量计和二通阀，所述第一活塞式中间容器通过第五管线与四通阀连接，在第五管线上设置有缓冲蓄能器和二通阀；所述第二精密平流泵通过第六管线与第二活塞式中间容器连接，在第六管线上设置有二通阀，所述第二活塞式中间容器通过第七管线与填砂管入口端连接，在第七管线的两端均设置有二通阀；填砂管出口端通过第八管线连接量筒、紫外分光光度仪和PH仪，在第八管线上设置有二通阀。优选的，所述恒温箱的温控范围为室温?120°C，所述四通阀、多相流体注入管线、脉冲波发生装置和多相流体输出和脉冲波传播管线也置于恒温箱中。优选的，所述多相流体注入管线的内径为2mm，所述多相流体输出和脉冲波传播管线的内径为3mm;所述多相流体注入管线的进口端以卡套式的连接方式与四通阀相连接，所述多相流体注入管线的出口端以嵌入式焊接的方式与壳体相连接；所述多相流体输出和脉冲波传播管线的进口端以嵌入式焊接的方式与撞击体相连接，所述多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端以卡套式的连接方式与填砂管相连接。优选的，所述第五管线、多相流体注入管线均与四通阀保持同一水平轴线连接，所述多相流体输出和脉冲波传播管线与填砂管保持同一水平轴线连接。[0011 ] 优选的，所述高温蒸汽发生器的最高注汽温度为300°C，第一精密平流泵与第二精密平流泵入口蒸馏水的流量均在O-1Oml之间调节，流量的精度均为0.01ml。优选的，所述壳体内部脉冲振荡腔室的直径与撞击体的流体入口端与多相流体注入管线的流体出口端之间的脉冲振荡腔室的长度之比为0.6，所述撞击体的锥面角度为110。?130。。优选的，所述壳体与撞击体通过标准螺栓相连接，连接面处设置有垫片，垫片材料为耐高温石棉橡胶板，垫片厚度为1_ ;在壳体内壁与撞击体外壁之间设置有密封环，密封环所采用的材料为耐高温石棉橡胶板，在撞击体外壁上开设有用于放置密封环的方形凹槽。优选的，所述动态实验数据采集系统中的功能传感器组为温度、压力传感器，分别排布在填砂管两侧的检测点上；温度及压力值通过嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】
多相流体驱油‑脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于：包括多相流体发生、存储系统，多相流体传播和脉冲波发生系统，储层岩心模拟系统，及动态实验数据采集系统；所述多相流体发生、存储系统包括高温蒸汽发生装置、驱油用气体存储装置、驱油或解堵用液体存储及发生装置与驱油用液体存储装置；其中高温蒸汽发生装置包括第一精密平流泵与高温蒸汽发生器，第一精密平流泵的出口端与高温蒸汽发生器底部的液体入口端相连接，高温蒸汽发生器顶部的液体出口端连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油用气体存储装置包括驱油用气体存储器，驱油用气体存储器连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油或解堵用液体存储及发生装置包括氮气瓶与第一活塞式中间容器，第一活塞式中间容器的底端与氮气瓶相连接，第一活塞式中间容器的顶端连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油用液体存储装置包括第二精密平流泵与第二活塞式中间容器，第二精密平流泵与第二活塞式中间容器的底端相连接，第二活塞式中间容器的顶端连接储层岩心模拟系统；所述多相流体传播和脉冲波发生系统包括多相流体注入管线、脉冲波发生装置和多相流体输出和脉冲波传播管线，所述高温蒸汽发生器的出口端、多相流体注入管线的流体入口端、驱油用气体存储器出口端、第一活塞式中间容器的出口端均与四通阀连接，脉冲波发生装置包括壳体与撞击体，多相流体注入管线的流体出口端连接壳体的流体入口端，壳体的流体出口端与撞击体的流体入口端连接，撞击体呈锥形，撞击体的锥形端深入到壳体内部，壳体与撞击体连接后，其内部形成脉冲振荡腔室，撞击体的流体出口端与多相流体输出和脉冲波传播管线的进口端连接，多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端连接储层岩心模拟系统；储层岩心模拟系统包括填砂管和恒温箱，填砂管置于恒温箱内，填砂管的入口端与多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端连接，在填砂管两侧设置有多个检测点，填砂管与动态实验数据采集系统相连接；动态实验数据采集系统包括功能传感器组、嵌入式信息处理器、量筒、紫外分光光度仪、pH仪与计算机，功能传感器组布设在填砂管两侧的多个检测点上，功能传感器组通过数据线连接嵌入式信息处理器，嵌入式信息处理器通过数据线连接计算机，紫外分光光度仪、pH仪和量筒布设在填砂管的出口端，紫外分光光度仪和pH仪分别通过数据线连接计算机。...

【技术特征摘要】
1.多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:包括多相流体发生、存储系统，多相流体传播和脉冲波发生系统，储层岩心模拟系统，及动态实验数据采集系统；所述多相流体发生、存储系统包括高温蒸汽发生装置、驱油用气体存储装置、驱油或解堵用液体存储及发生装置与驱油用液体存储装置；其中高温蒸汽发生装置包括第一精密平流泵与高温蒸汽发生器，第一精密平流泵的出口端与高温蒸汽发生器底部的液体入口端相连接，高温蒸汽发生器顶部的液体出口端连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油用气体存储 装置包括驱油用气体存储器，驱油用气体存储器连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油或解堵用液体存储及发生装置包括氮气瓶与第一活塞式中间容器，第一活塞式中间容器的底端与氮气瓶相连接，第一活塞式中间容器的顶端连接多相流体传播和脉冲波发生系统；驱油用液体存储装置包括第二精密平流泵与第二活塞式中间容器，第二精密平流泵与第二活塞式中间容器的底端相连接，第二活塞式中间容器的顶端连接储层岩心模拟系统；所述多相流体传播和脉冲波发生系统包括多相流体注入管线、脉冲波发生装置和多相流体输出和脉冲波传播管线，所述高温蒸汽发生器的出口端、多相流体注入管线的流体入口端、驱油用气体存储器出口端、第一活塞式中间容器的出口端均与四通阀连接，脉冲波发生装置包括壳体与撞击体，多相流体注入管线的流体出口端连接壳体的流体入口端，壳体的流体出口端与撞击体的流体入口端连接，撞击体呈锥形，撞击体的锥形端深入到壳体内部,壳体与撞击体连接后,其内部形成脉冲振荡腔室,撞击体的流体出口端与多相流体输出和脉冲波传播管线的进口端连接，多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端连接储层岩心模拟系统；储层岩心模拟系统包括填砂管和恒温箱，填砂管置于恒温箱内，填砂管的入口端与多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端连接，在填砂管两侧设置有多个检测点，填砂管与动态实验数据采集系统相连接；动态实验数据采集系统包括功能传感器组、嵌入式信息处理器、量筒、紫外分光光度仪、PH仪与计算机，功能传感器组布设在填砂管两侧的多个检测点上，功能传感器组通过数据线连接嵌入式信息处理器，嵌入式信息处理器通过数据线连接计算机，紫外分光光度仪、PH仪和量筒布设在填砂管的出口端，紫外分光光度仪和PH仪分别通过数据线连接计算机。2.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述第一精密平流泵通过第一管线与高温蒸汽发生器连接，在第一管线上设置有二通阀，所述高温蒸汽发生器通过第二管线与四通阀连接，在第二管线上设置有二通阀、浮子流量计与压力表，在第二管线外包裹石棉层；所述驱油用气体存储器通过第三管线与四通阀连接，在第三管线上设置有分压阀、浮子流量计与压力表；所述氮气瓶通过第四管线与第一活塞式中间容器连接，在第四管线上设置有分压阀、压力表、浮子流量计和二通阀，所述第一活塞式中间容器通过第五管线与四通阀连接，在第五管线上设置有缓冲蓄能器和二通阀；所述第二精密平流泵通过第六管线与第二活塞式中间容器连接，在第六管线上设置有二通阀，所述第二活塞式中间容器通过第七管线与填砂管入口端连接，在第七管线的两端均设置有二通阀；填砂管出口端通过第八管线连接量筒、紫外分光光度仪和PH仪，在第八管线上设置有二通阀。3.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述恒温箱的温控范围为室温~120°C，所述四通阀、多相流体注入管线、脉冲波发生装置和多相流体输出和脉冲波传播管线也置于恒温箱中。4.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述多相流体注入管线的内径为2mm，所述多相流体输出和脉冲波传播管线的内径为3mm ;所述多相流体注入管线的进口端以卡套式的连接方式与四通阀相连接，所述多相流体注入管线的出口端以嵌入式焊接的方式与壳体相连接；所述多相流体输出和脉冲波传播管线的进口端以嵌入式焊接的方式与撞击体相连接，所述多相流体输出和脉冲波传播管线的出口端以卡套式的连接方式与填砂管相连接。5.根据权利要求2所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述第五管线、多相流体注入管线均与四通阀保持同一水平轴线连接，所述多相流体输出和脉冲波传播管线与填砂管保持同一水平轴线连接。6.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述高温蒸汽发生器的最高注汽温度为300°C，第一精密平流泵与第二精密平流泵入口蒸馏水的流量均在O-1Oml之间调节，流量的精度均为0.01ml。7.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述壳体内部脉冲振荡腔室的直径与撞击体的流体入口端与多相流体注入管线的流体出口端之间的脉冲振荡腔室的长度之比为0.6，所述撞击体的锥面角度为110°~130。。8.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述壳体与撞击体通过标准螺栓相连接，连接面处设置有垫片，垫片材料为耐高温石棉橡胶板，垫片厚度为1_ ;在壳体内壁与撞击体外壁之间设置有密封环，密封环所米用的材料为耐高温石棉橡胶板，在撞击体外壁上开设有用于放置密封环的方形凹槽。9.根据权利要求1所述的多相流体驱油-脉冲解堵一体化物理模拟实验装置，其特征在于:所述动态实验数据采集系统中的功能传感器组为温度、压力传感器，分别排布在填砂管两侧的检测点上；温度及压力值通过嵌入式信息处理器转换后传输到计算机上，所述紫外分光光度仪和PH仪通过串行接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲春生，何延龙，吴飞鹏，景成，任杨，董巧玲，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37