大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法技术

本发明专利技术公开了一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，按照先后顺序包括以下步骤：安装并检测大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置；向水容器Ⅰ内加水并除去溶解气；向水容器Ⅱ内加水并除去溶解气；对岩芯进行饱和油过程；对岩芯进行水驱油过程；对驱替出来的油和液体进行计量。所述实验装置包括自动加水装置Ⅰ、自动加水装置Ⅱ、加油装置、除杂装置Ⅰ、除杂装置Ⅱ、压力采集装置、油水计量装置和岩芯夹持装置；所述自动加水装置包括真空泵，还设置了加水控制按键和驱替控制按键。该实验方法的自动化程度高，可操作性强，同时集多项功能于一体，可实现自动上水，同时满足大液量驱替使用，还可有效去除水和油中的杂质，同时去除水中的溶解气。

【技术实现步骤摘要】
大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法
本专利技术属于油气田开发
，涉及一种岩芯驱替模拟实验方法，尤其涉及一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法。
技术介绍
在油气田开发
中，通常采用岩芯驱替实验模拟油气田实际开采原油的过程。该实验有时需要注入大量的驱替液（通常为水），整个实验一般需要驱替至少半个月以上，在驱替过程中需要不断地向中间容器中补充驱替液，这将大大增加科研人员的劳动强度，而且影响实验进度。在进行大液量驱替实验时，驱替液中的杂质和气体（在添加驱替液时，驱替液不断震荡，使得气体在驱替液中溶解）不断地在岩芯中累积，杂质和气体进入岩芯，对油水两相的渗流影响很大，从而导致水驱渗流规律和驱油效果产生异常，严重时还会造成岩芯堵塞，使驱替实验失败。在进行大液量驱替实验时，驱替时间和PV数远远大于常规的水驱油实验，若仍采用普通试管计量油水产出量，则存在较大的累积误差。因此，急需开发一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，以实现能够自动添加驱替液、有效去除杂质和溶解气、有效分离油水和精确计量产油量等功能。现有的岩芯驱替方法和装置虽然可以模拟室内驱替实验，但通常是模拟小液量的驱替实验，若进行大液量驱替实验，则需要不断地补充驱替液，而且在每次添加驱替液时，都需要将中间容器顶部的盖子拧开，加满驱替液后，再将盖子拧紧，这不仅增加工作强度，而且影响实验进度；在大液量驱替实验中，杂质和驱替液中的溶解气产生的影响不断累积，这对实验结果的影响比一般驱替实验大得多，现有技术解决沉淀及结垢物进入岩芯的方法主要是采用不锈钢材质的中间容器，或者在中间容器的内壁上涂覆防腐层，以防止中间容器腐蚀和生锈，但是容器中的驱替液本身产生的沉淀及结垢物是无法阻止的，这仍然会造成岩芯堵塞。公布号为CN102536180A的专利技术专利公开了一种防止杂质进入岩芯的方法及其装置，该方法和装置能有效避免沉淀及结垢物进入岩芯，但是仍存在很多缺陷，无法解决现有技术中存在的问题，该专利在岩芯的管线入口端包裹一层过滤膜以去除杂质，但是在实际操作过程中，仅依靠简单的包裹是无法保证该专利所述的陶瓷和胶结石英砂等硬质材料与管线充分接触而不留大空隙的，因此不能有效去除杂质和溶解气；该专利中包裹有过滤膜的管线设置在中间容器的底部，一方面使得更换过滤膜存在困难，另一方面当中间容器的活塞运移到底部时，要么造成活塞被包裹有过滤膜的管线卡死，要么造成包裹有过滤膜的管线折断，因此操作性很差。此外，在进行大液量驱替实验时，需要精确计量油水的体积，而现有技术中多采用试管接液计量，每次读数产生的误差不断累积，造成最终结果的误差很大，整个实验至少驱替半个月以上，需要不断更换试管，工作量很大；在驱替实验中，向中间容器添加驱替液时容易发生震荡，大量气体在液体中溶解，现有技术没有对此采取任何措施，这将对实验结果产生很大影响。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其目的在于：实现大液量驱替过程中自动加水、有效去除杂质和水中的溶解气、降低油水计量误差及提高可操作性等功能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：安装并检测大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置；步骤二：开启自动加水装置Ⅰ，向水容器Ⅰ内加水，并除去水中的溶解气；步骤三：开启自动加水装置Ⅱ，向水容器Ⅱ内加水，并除去水中的溶解气；步骤四：开启加油装置和除杂装置Ⅱ，对岩芯进行饱和油过程；步骤五：通过自动加水装置Ⅰ、自动加水装置Ⅱ和除杂装置Ⅰ，对岩芯进行水驱油过程；步骤六：通过油水计量装置对驱替出来的油和液体进行计量。优选的是，所述大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置包括自动加水装置、加油装置、除杂装置、压力采集装置、油水计量装置和岩芯夹持装置，所述自动加水装置包括自动加水装置Ⅰ和自动加水装置Ⅱ，所述除杂装置包括除杂装置Ⅰ和除杂装置Ⅱ，所述自动加水装置Ⅰ和自动加水装置Ⅱ均与除杂装置Ⅰ连接，所述加油装置与除杂装置Ⅱ连接。本专利技术的大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置中，采用两套自动加水装置，可为大液量恒压驱替实验提供充足的水源，在驱替过程中，当水容器Ⅰ中的水不充分或者用完时，水容器Ⅱ中的水开始进行驱替工作，此时水容器Ⅰ开始上水，当水容器Ⅱ中的水不充分或者用完时，水容器Ⅰ中的水又开始进行驱替工作，以此类推，确保水源充足，不影响实验进度。此外，本专利技术还采用两套除杂装置，除杂装置Ⅰ用于除去水中的杂质，除杂装置Ⅱ用于除去油中的杂质。在上述任一方案中优选的是，所述自动加水装置Ⅰ包括控制装置、水源Ⅰ、水源Ⅰ电磁开关、水容器Ⅰ、水容器Ⅰ电磁开关、液位传感器Ⅰ、换向阀门电磁开关Ⅰ、换气电磁开关、真空泵、气源Ⅰ、气源Ⅰ电磁开关、管线和数据线。气源Ⅰ为水容器Ⅰ中的水进入岩芯提供动力；液位传感器Ⅰ测量并传输水容器Ⅰ中的水面高度；真空泵一方面为水容器Ⅰ上水提供动力，另一方面通过抽真空除去水中的溶解气，从而减少水中的溶解气对驱替实验的影响；数据线用于传输数据和给相关设备供电；管线可作为流体流动的通道。所述换向阀门可采用六通阀门，至少留出一个通孔以确保空气进入水容器Ⅰ中。所述水容器Ⅰ由不锈钢材料制成，所述换向阀门由不锈钢材料制成，所述管线由聚四氟乙烯或者不锈钢材料制成。在上述任一方案中优选的是，所述控制装置、水源Ⅰ、水源Ⅰ电磁开关、水容器Ⅰ、水容器Ⅰ电磁开关、换向阀门电磁开关Ⅰ、换气电磁开关和真空泵依次连接。在上述任一方案中优选的是，所述气源Ⅰ、气源Ⅰ电磁开关和水容器Ⅰ依次连接。在上述任一方案中优选的是，所述液位传感器Ⅰ设置在所述水容器Ⅰ内。在上述任一方案中优选的是，所述自动加水装置Ⅱ包括控制装置、水源Ⅱ、水源Ⅱ电磁开关、水容器Ⅱ、水容器Ⅱ电磁开关、液位传感器Ⅱ、换向阀门电磁开关Ⅱ、换气电磁开关、真空泵、气源Ⅱ、气源Ⅱ电磁开关、管线和数据线。气源Ⅱ为水容器Ⅱ中的水进入岩芯提供动力；液位传感器Ⅱ测量并传输水容器Ⅱ中的水面高度；真空泵一方面为水容器Ⅱ上水提供动力，另一方面通过抽真空除去水中的溶解气，从而减少水中的溶解气对驱替实验的影响；数据线用于传输数据和给相关设备供电；管线可作为流体流动的通道。所述换向阀门可采用六通阀门，至少留出一个通孔以确保空气进入水容器Ⅱ中。所述水容器Ⅱ由不锈钢材料制成，所述换向阀门由不锈钢材料制成，所述管线由聚四氟乙烯或者不锈钢材料制成。在上述任一方案中优选的是，所述控制装置、水源Ⅱ、水源Ⅱ电磁开关、水容器Ⅱ、水容器Ⅱ电磁开关、换向阀门电磁开关Ⅱ、换气电磁开关和真空泵依次连接。在上述任一方案中优选的是，所述气源Ⅱ、气源Ⅱ电磁开关和水容器Ⅱ依次连接。在上述任一方案中优选的是，所述液位传感器Ⅱ设置在所述水容器Ⅱ内。在上述任一方案中优选的是，所述控制装置上设置加水控制按键、驱替控制按键和显示屏。控制装置是整个加水过程和驱替过程的中枢系统。在上述任一方案中优选的是，所述加油装置包括气源Ⅲ、气源Ⅲ阀门、油容器、油容器阀门和管线。气源Ⅲ为油容器中的油进入岩芯提供动力；管线可作为流体流动的通道。所述油容器由不锈钢材料制成，所述管线由聚四氟乙烯或者不锈钢材料制成。在上述任一方案中优选的是，所述气源Ⅲ、气源Ⅲ阀门、油容器和油容器阀门依次连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：安装并检测大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置；步骤二：开启自动加水装置Ⅰ，向水容器Ⅰ内加水，并除去水中的溶解气；步骤三：开启自动加水装置Ⅱ，向水容器Ⅱ内加水，并除去水中的溶解气；步骤四：开启加油装置和除杂装置Ⅱ，对岩芯进行饱和油过程；步骤五：通过自动加水装置Ⅰ、自动加水装置Ⅱ和除杂装置Ⅰ，对岩芯进行水驱油过程；步骤六：通过油水计量装置对驱替出来的油和液体进行计量。

【技术特征摘要】
1.一种大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：安装并检测大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置；步骤二：开启自动加水装置Ⅰ，向水容器Ⅰ内加水，并除去水中的溶解气；步骤三：开启自动加水装置Ⅱ，向水容器Ⅱ内加水，并除去水中的溶解气；步骤四：开启加油装置和除杂装置Ⅱ，对岩芯进行饱和油过程；步骤五：通过自动加水装置Ⅰ、自动加水装置Ⅱ和除杂装置Ⅰ，对岩芯进行水驱油过程；步骤六：通过油水计量装置对驱替出来的油和液体进行计量；所述大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置包括自动加水装置、加油装置、除杂装置、压力采集装置、油水计量装置和岩芯夹持装置，所述自动加水装置包括自动加水装置Ⅰ和自动加水装置Ⅱ，所述除杂装置包括除杂装置Ⅰ和除杂装置Ⅱ，所述自动加水装置Ⅰ和自动加水装置Ⅱ均与除杂装置Ⅰ连接，所述加油装置与除杂装置Ⅱ连接；在自动加水装置Ⅰ中，控制装置、水源Ⅰ、水源Ⅰ电磁开关、水容器Ⅰ、水容器Ⅰ电磁开关、换向阀门电磁开关Ⅰ、换气电磁开关和真空泵依次连接，气源Ⅰ、气源Ⅰ电磁开关和水容器Ⅰ依次连接，水容器Ⅰ内设置液位传感器Ⅰ；在自动加水装置Ⅱ中，控制装置、水源Ⅱ、水源Ⅱ电磁开关、水容器Ⅱ、水容器Ⅱ电磁开关、换向阀门电磁开关Ⅱ、换气电磁开关和真空泵依次连接，气源Ⅱ、气源Ⅱ电磁开关和水容器Ⅱ依次连接，水容器Ⅱ内设置液位传感器Ⅱ；换向阀门采用六通阀门，至少留出一个通孔以确保空气进入水容器Ⅰ和水容器Ⅱ中；步骤五中，当水容器Ⅰ内的水面高度下降到一定高度时，液位传感器Ⅰ将信号传输至控制装置，气源Ⅰ电磁开关自动关闭，水容器Ⅰ电磁开关自动关闭，气源Ⅱ电磁开关自动打开，水容器Ⅱ电磁开关自动打开，由水容器Ⅱ为岩芯的水驱油过程提供水，同时水容器Ⅰ进行自动加水过程；当水容器Ⅱ内的水面高度下降到一定高度时，液位传感器Ⅱ将信号传输至控制装置，气源Ⅱ电磁开关自动关闭，水容器Ⅱ电磁开关自动关闭，气源Ⅰ电磁开关自动打开，水容器Ⅰ电磁开关自动打开，由水容器Ⅰ为岩芯的水驱油过程提供水，同时水容器Ⅱ进行自动加水过程。2.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述控制装置上设置加水控制按键、驱替控制按键和显示屏。3.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述加油装置包括气源Ⅲ、气源Ⅲ阀门、油容器、油容器阀门和管线。4.如权利要求3所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述气源Ⅲ、气源Ⅲ阀门、油容器和油容器阀门依次连接。5.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述除杂装置Ⅰ包括夹持装置Ⅰ和过滤器Ⅰ。6.如权利要求5所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述过滤器Ⅰ设置在所述夹持装置Ⅰ内，并通过夹持装置Ⅰ固定。7.如权利要求5所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述除杂装置Ⅰ还包括两个除杂装置Ⅰ阀门，并分别设置在所述夹持装置Ⅰ的两端。8.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述除杂装置Ⅱ包括夹持装置Ⅱ和过滤器Ⅱ。9.如权利要求8所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述过滤器Ⅱ设置在所述夹持装置Ⅱ内，并通过夹持装置Ⅱ固定。10.如权利要求8所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述除杂装置Ⅱ还包括两个除杂装置Ⅱ阀门，并分别设置在所述夹持装置Ⅱ的两端。11.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述压力采集装置包括压力采集器Ⅰ、压力采集器Ⅱ和计算机。12.如权利要求11所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述压力采集器Ⅰ和压力采集器Ⅱ通过数据线分别与计算机连接。13.如权利要求12所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述压力采集器Ⅰ用于采集饱和油过程中的压力，所述压力采集器Ⅱ用于采集驱替过程中的压力。14.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述油水计量装置包括油水计量分离器、收集容器和电子天平。15.如权利要求14所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述油水计量分离器的下端开口处放置所述收集容器，所述收集容器放置在所述电子天平上。16.如权利要求14所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述油水计量分离器的上下两端分别设置上端阀门和下端阀门。17.如权利要求1所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述岩芯夹持装置包括岩芯夹持器和岩芯。18.如权利要求17所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述岩芯设置在所述岩芯夹持器内，并通过岩芯夹持器固定。19.如权利要求17所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述岩芯夹持装置还包括两个岩芯夹持装置阀门，并分别设置在所述岩芯夹持器的两端。20.如权利要求17所述的大液量恒压驱替室内物理模拟实验方法，其特征在于：所述岩芯夹持装置的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宜强，刘哲宇，李斌会，余昭艳，孔德彬，郭虎，孙晨，席彦强，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11