一种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验方法与装置制造方法及图纸

一种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验方法与装置。主要目的在于提供一种可以在室内有效模拟油层聚合物驱过程中重力分异作用的实验装置和方法。其特征在于：所述装置由重力分异模拟器、第一玻璃夹持筒、第二玻璃夹持筒以及电阻测试仪和计算机组成；本方法使带电单元与聚合物表面官能团紧密联接，当驱替液在位于对应重力分异模拟器内的岩心中沿主流线方向运动时，受到重力分异模拟器内存在的垂直磁场的作用而受到向下的洛仑兹力，利用岩心受到的洛仑兹力来模拟重力作用，从而使得在很薄的岩心内也能够有效模拟重力的作用，并且可以通过调节磁场的强度以控制磁力大小来模拟不同储层条件下的重力分异作用。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验方法与装置
本专利技术涉及一种室内物理实验模拟现场驱油情况的实验方法和装置，特别涉及 一种可模拟聚合物驱油中油层重力分异影响作用的实验方法和装置。
技术介绍
实际的油藏是三维的孔隙体，相应的实际的驱替过程也是三维的驱替过程，因此 驱油过程中重力作用的影响是不可忽视的，在油田厚油层驱替过程中重力造成的影响尤为 明显。 早在1933年，R. D. Wyckoff等人就提出了重力对水驱油影响的问题。大庆油田在 实际开采中暴露出来的厚油层底部先见水，水淹厚度小等问题，均与重力的影响有关，1973 年大庆油田研究院在驱动力的估计及提高注采强度的理论依据一文中，曾认为产生油水重 力分离的重力梯度可达驱动力梯度的1/3-1/7。1975年，在厚层试验区葡1:_2油层强注强 采油水运动特点的研究中，认为重力是水驱油过程中一个不可忽视的因素。1976年，在河 流沉积油砂体模型水驱油实验研究中，也考虑了重力的影响。1978年在比较系统地研究 了厚油层内部水淹规律后指出层内水淹状况主要受非均质特点的影响，重力起着一定的作 用。1979年对非均质亲油砂岩油层内油水运动规律的数值模拟研究，再次强调指出：重力 是研究层内油水运动问题不可忽略的因素，同时还认为底部的高驱油效率不能主要归因 于水冲刷的倍数较多，而应肯定油水重力分异对造成底部高驱油效率的重要影响。1981年 对重力在水驱油中的作用的研究中又强调指出，就重力影响本身而言，对水驱油过程基本 上是有利的。郭平、徐艳梅通过大量的数值模拟，认为油层底部水洗程度提高并不是冲洗的 水量过多造成的，而是重力分异作用造成的。相关重力分异文献表明，注采井之间距离300m 时，驱替液在注入后在重力作用下开始向下运动，距注入井90m处驱替液运动到油层底部， 使得油层开发过程中扫油厚度系数降低，油层水淹部分的驱油效率提高。由此可见，重力作 用的影响在实际储层中是不可忽略的。 然而，当前室内物理模拟实验仍主要局限在采用一维或二维岩心进行模拟实验研 究，无论一维岩心还是二维岩心都只能在长度、流态以及流动方向等方面进行有效模拟，无 法对重力等三维因素进行有效模拟，人造岩心厚度相比实际油层厚度过于单薄，产生的重 力太小，无法反映真实油藏中厚油层驱替过程受到的重力影响，因此目前室内实验在模拟 重力分异作用方面还缺乏有效的技术手段。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供了一种可以模拟储层内聚驱 重力分异作用的室内实验方法与装置，该实验方法将聚合物中加入不影响驱油效率的带电 单元，利用岩心受到的洛仑兹力来模拟重力作用，从而有效解决了目前室内实验不能有效 模拟油层聚合物驱过程中重力分异作用的问题。 本专利技术的技术方案是：该种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验装置，由重 力分异模拟器、第一玻璃夹持筒、第二玻璃夹持筒以及电阻测试仪和计算机组成； 其中，所述重力分异模拟器由绝缘外筒、底座、绝缘内筒、线圈缠绕筒、端盖、铜导线以 及电源线构成；绝缘外筒与底座通过螺栓紧密固定，端盖为圆环状，与绝缘内筒、线圈缠绕 筒、绝缘外筒具有相同的中心轴线，绝缘内筒与绝缘外筒之间由绝缘连接柱相互固定，线圈 缠绕筒位于绝缘内筒的内部，其上致密缠绕铜导线，线圈缠绕筒固定在端盖的内壁上，端盖 的中央环形孔的直径略小于线圈缠绕筒的外径，端盖嵌入绝缘内筒的两端以实现紧密连接 固定，经过绝缘密封后引出的铜导线的两端与外接电源线相连接；贯穿绝缘外筒、绝缘内筒 以及线圈缠绕筒，在绝缘外筒对称侧面的中心位置开有一对六角口，两个六角口的中心线 与线圈缠绕筒的中心轴线相交；六角口与绝缘外筒、绝缘内筒以及线圈缠绕筒的接触面通 过挡板封闭。 第一玻璃夹持筒的外圆为六角口的内切圆，第一玻璃夹持筒为圆筒状，由有机玻 璃制成，橡胶筒位于第一玻璃夹持筒内，橡胶筒的左右两端通过可在玻璃夹持筒内滑动的 玻璃活塞固定在第一玻璃夹持筒内，玻璃夹持筒的内壁与橡胶筒的外壁之间形成密闭的围 压空间；第一玻璃夹持筒上布设有环压注入孔，环压注入孔的开口位于围压空间中；玻璃 活塞的中央埋设有驱替管线；与驱替液入口方向相反处的玻璃活塞外滑动固定有一个顶出 柱推动机构，顶出柱推动机构具有一个可由气压推动的柱塞，所述柱塞的顶端固定连接两 个顶出柱，通过气泵将空气沿通气管线输送进顶出柱推动机构的气压输入端，以实现将顶 出柱推出后推动玻璃活塞的水平移动，完成对橡胶筒内岩心的取出；在第一玻璃夹持筒的 下部有一个可拆卸的有机玻璃辅助支撑平台，有机玻璃辅助支撑平台位于线圈缠绕筒内。 第二玻璃夹持筒具有第一玻璃夹持筒的全部结构特征，除此之外，在第二玻璃夹 持筒的底部等间隔布设有40到60个测试电极，测试电极的引出端可以通过信号线经过信 号转换器与电阻测试仪的对应电极信号输入端口相连接。 利用前面所述装置实施的一种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验方法，该 方法由如下步骤构成： (1) 准备两种岩心模型备用，一种是驱替实验所用岩心，即实验岩心，另一种是核准电 量用的布设电极的岩心，即测试岩心，分别将两种岩心进行抽空饱和水和饱和油处理后备 用； (2) 将权利要求1所述室内实验装置中的重力分异模拟器连接好外部电源后待用；电 流的输入方向应该确保由六角口插入的岩心受到垂直向下的洛仑兹力作用； (3) 按照具体实验方案制备未带电聚合物溶液并测定其粘度A、阻力系数Rfi和残余阻 力系数Rkfi ; (4) 制备磁力助剂，该磁力助剂中的带电单元能够与步骤（3)中制备的未带电聚合物溶 液中聚合物表面官能团紧密联接；所述磁力助剂采用带电二氧化硅纳米颗粒制备； (5) 将步骤（4)中制得的带电二氧化硅纳米颗粒与步骤（3)中制备的未带电聚合物溶 液搅拌混合得到混合磁性驱替液，测得所述混合磁性驱替液的粘度为巧.，通过流动性实验 测量所述混合磁性驱替液的阻力系数Rf2与残余阻力系数Rkf2 ;制备完成的混合磁性驱替液 需要同时满足驱油实验条件①和条件@ :本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验装置，由重力分异模拟器、第一玻璃夹持筒（3）、第二玻璃夹持筒（23）以及电阻测试仪（26）和计算机（28）组成；其中，所述重力分异模拟器由绝缘外筒（15）、底座（14）、绝缘内筒（5）、线圈缠绕筒（6）、端盖（21）、铜导线（18）以及电源线（20）构成；绝缘外筒（15）与底座（14）通过螺栓紧密固定，端盖（21）为圆环状，与绝缘内筒（5）、线圈缠绕筒（6）、绝缘外筒（15）具有相同的中心轴线，绝缘内筒（5）与绝缘外筒（15）之间由绝缘连接柱（12）相互固定，线圈缠绕筒（6）位于绝缘内筒（5）的内部，其上致密缠绕铜导线（18），线圈缠绕筒（6）固定在端盖（21）的内壁上，端盖（21）的中央环形孔的直径略小于线圈缠绕筒（6）的外径，端盖（21） 嵌入绝缘内筒（5）的两端以实现紧密连接固定，经过绝缘密封后引出的铜导线（18）的两端与外接电源线（20）相连接；贯穿绝缘外筒（15）、绝缘内筒（5）以及线圈缠绕筒（6），在绝缘外筒（15）对称侧面的中心位置开有一对六角口（19），两个六角口（19）的中心线与线圈缠绕筒（6）的中心轴线相交；六角口（19）与绝缘外筒（15）、绝缘内筒（5）以及线圈缠绕筒（6）的接触面通过挡板（17）封闭；第一玻璃夹持筒（3）的外圆为六角口（19）的内切圆，第一玻璃夹持筒（3）为圆筒状，由有机玻璃制成，橡胶筒（16）位于第一玻璃夹持筒（3）内，橡胶筒（16）的左右两端通过可在玻璃夹持筒（3）内滑动的玻璃活塞（1）固定在第一玻璃夹持筒（3）内，玻璃夹持筒（3）的内壁与橡胶筒（16）的外壁之间形成密闭的围压空间（2）；第一玻璃夹持筒（3）上布设有环压注入孔（4），环压注入孔（4）的开口位于围压空间（2）中；玻璃活塞（1）的中央埋设有驱替管线（8）；与驱替液入口方向相反处的玻璃活塞（1）外滑动固定有一个顶出柱推动机构（9），顶出柱推动机构（9）具有一个可由气压推动的柱塞，所述柱塞的顶端固定连接两个顶出柱（7），通过气泵（11）将空气沿通气管线（10）输送进顶出柱推动机构（9）的气压输入端，以实现将顶出柱（7）推出后推动玻璃活塞（1）的水平移动，完成对橡胶筒（16）内岩心的取出；在第一玻璃夹持筒（3）的下部有一个可拆卸的有机玻璃辅助支撑平台（13），有机玻璃辅助支撑平台（13）位于线圈缠绕筒（6）内；第二玻璃夹持筒（23）具有第一玻璃夹持筒（3）的全部结构特征，除此之外，在第二玻璃夹持筒（23）的底部等间隔布设有40到60个测试电极（30），测试电极（30）的引出端可以通过信号线（29）经过信号转换器（24）与电阻测试仪（26）的对应电极信号输入端口相连接。...

【技术特征摘要】
1. 一种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验装置，由重力分异模拟器、第一玻璃 夹持筒（3)、第二玻璃夹持筒（23)以及电阻测试仪（26)和计算机（28)组成； 其中，所述重力分异模拟器由绝缘外筒（15)、底座（14)、绝缘内筒（5)、线圈缠绕筒 (6)、端盖（21)、铜导线（18)以及电源线（20)构成；绝缘外筒（15)与底座（14)通过螺栓紧 密固定，端盖（21)为圆环状，与绝缘内筒（5)、线圈缠绕筒（6)、绝缘外筒（15)具有相同的中 心轴线，绝缘内筒（5)与绝缘外筒（15)之间由绝缘连接柱（12)相互固定，线圈缠绕筒（6) 位于绝缘内筒（5)的内部，其上致密缠绕铜导线（18)，线圈缠绕筒（6)固定在端盖（21)的内 壁上，端盖（21)的中央环形孔的直径略小于线圈缠绕筒（6)的外径，端盖（21)嵌入绝缘内 筒（5)的两端以实现紧密连接固定，经过绝缘密封后引出的铜导线（18)的两端与外接电源 线（20)相连接；贯穿绝缘外筒（15)、绝缘内筒（5)以及线圈缠绕筒（6)，在绝缘外筒（15)对 称侧面的中心位置开有一对六角口（19)，两个六角口（19)的中心线与线圈缠绕筒（6)的中 心轴线相交；六角口（19)与绝缘外筒（15)、绝缘内筒（5)以及线圈缠绕筒（6)的接触面通 过挡板（17)封闭； 第一玻璃夹持筒（3)的外圆为六角口（19)的内切圆，第一玻璃夹持筒（3)为圆筒状，由 有机玻璃制成，橡胶筒（16)位于第一玻璃夹持筒（3)内，橡胶筒（16)的左右两端通过可在 玻璃夹持筒（3)内滑动的玻璃活塞（1)固定在第一玻璃夹持筒（3)内，玻璃夹持筒（3)的内 壁与橡胶筒（16)的外壁之间形成密闭的围压空间（2);第一玻璃夹持筒（3)上布设有环压 注入孔（4)，环压注入孔（4)的开口位于围压空间（2)中；玻璃活塞（1)的中央埋设有驱替管 线（8);与驱替液入口方向相反处的玻璃活塞（1)外滑动固定有一个顶出柱推动机构（9)， 顶出柱推动机构（9)具有一个可由气压推动的柱塞，所述柱塞的顶端固定连接两个顶出柱 (7 )，通过气泵（11)将空气沿通气管线（10 )输送进顶出柱推动机构（9 )的气压输入端，以实 现将顶出柱（7)推出后推动玻璃活塞（1)的水平移动，完成对橡胶筒（16)内岩心的取出；在 第一玻璃夹持筒（3)的下部有一个可拆卸的有机玻璃辅助支撑平台（13)，有机玻璃辅助支 撑平台（13)位于线圈缠绕筒（6)内； 第二玻璃夹持筒（23)具有第一玻璃夹持筒（3)的全部结构特征，除此之外，在第二玻 璃夹持筒（23)的底部等间隔布设有40到60个测试电极（30)，测试电极（30)的引出端可 以通过信号线（29)经过信号转换器（24)与电阻测试仪（26)的对应电极信号输入端口相连 接。2. -种模拟储层内聚驱重力分异作用的室内实验方法，该方法由如下步骤构成： (1) 准备两种岩心模型备用，一种是驱替实验所用岩心，即实验岩心，另一种是核准电 量用的布设电极的岩心，即测试岩心，分别将两种岩心进行抽空饱和水和饱和油处理后备 用； (2) 将权利要求1所述室内实验装置中的重力分异模拟器连接好外部电源后待用；电 流的输入方向应该确保由六角口（ 19)插入的岩心受到垂直向下的洛仑兹力作用； (3) 按照具体实验方案制备未带电聚合物溶液并测定其粘度A、阻力系数R...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮彦夫，刘丽，柏明星，陈楠，李泉志，龚亚，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23