一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置及应用制造方法及图纸

一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，包括依次相连的填砂模型、耐压可视窗、回压阀、油气分离器和气体流量计，在所述的填砂模型和耐压可视窗之间设置有在线密度计；所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂模型内部压力采集线路、密度采集线路、耐压可视窗图像采集线路、出液重量采集线路和产出气采集线路。本发明专利技术克服了泡沫油领域填砂或岩心模型实验过程中无法判定泡沫油形成的问题。与现有的通过观察产出原油状态进行判断的方法相比，具有判断结果接近实际，精确性高的优势。通过该实验装置及方法可以增加泡沫油宏观渗流实验结果的说服力，扩展该领域的研究范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属 于提高稠油采收率实验的

技术介绍
中国、加拿大和委内瑞拉等地区部分稠油油藏降压冷采过程中产出油呈现连续的 泡沫状态，原油中含有大量稳定小气泡，人们称上述原油为泡沫油。由于泡沫油现象的存 在，该类油藏生产气油比上升速度缓慢，采收率较常规溶解气驱油藏高出5~25%，采油速 度高出10~30倍，有的甚至高达100倍，因此，泡沫油现象对于提高该类稠油油藏采收率 至关重要。近几年，在发现泡沫油现象的增油效果之后，国内外专家学者逐渐提出通过注气 等方式在普通稠油油藏中形成人工泡沫油提高普通油藏采收率，从而扩大了泡沫油现象的 应用范围。 泡沫油形成的原因在于降压开采过程中，由于稠油粘滞力大于重力，从原油中逸 出的溶解气不是直接聚并形成连续的气相，而是以小气泡的形式分散在原油中所致。泡沫 油现象之所以能够提高采收率，其机理在于泡沫油含有大量分散、不连续的小气泡，使得稠 油密度和粘度降低、体积膨胀，最终使得油田实际生产中地层压力下降速度减慢，生产气油 比降低，产油量和采收率增加。 目前，泡沫油现象主要出现在以下两个过程。第一：能够产生泡沫油现象的特殊稠 油降压冷采过程。该过程中降压而析出的溶解气分散在特殊稠油中形成泡沫油。第二：普 通稠油的注气（CO 2、天然气、甲烷、丙烷等轻组分气体）吞吐和注气驱过程，该过程中注入气 分散在稠油中产生人工泡沫油现象，从而起到提高普通稠油油藏采收率的作用。 目前，在室内模拟上述两个过程的实验中主要使用以下两类模型。第一类为微观 玻璃刻蚀模型。该类模型为刻有大小不同、分布不均颗粒的玻璃，可以描述和模拟微观岩石 的孔隙和孔喉。结合高清显微镜，通过该类模型可以可视化泡沫油形成及微观渗流过程。 例如，赵瑞东、李松岩等人通过微观玻璃刻蚀模型研究了泡沫油冷采过程中影响泡沫油稳 定性的因素，测量泡沫油流变性。但上述模型存在以下不足之处，①该模型只能用于研究泡 沫油在孔隙和孔喉级别的微观渗流过程，无法研究泡沫油在岩心和油田级别的宏观渗流过 程。②该模型极易损坏，且其配套设备（包括高清显微镜等）价格昂贵，③该类模型主要有 玻璃制成，耐压能力较差，较难有效模拟高温高压油藏条件下的渗流过程。 第二类模型为填砂或岩心模型。该类模型主要是选择与实际油藏岩石颗粒组成相 似的石英砂或者岩心。与微观玻璃刻蚀模型相比，该类模型及其配套设备价格便宜，耐温耐 压能力强，在油气田开发的各个领域应用更为广泛，能够有效模拟泡沫油流的宏观渗流过 程，更接近油田开发实际。但由于上述模型由耐温耐压不透明材料制成，且填充材料主要为 石英砂（岩心）和稠油，使得实验条件下（通常为高温高压的油藏环境）泡沫油现象难以 观察，无法确切判定研究过程中泡沫油是否形成，只能在大气压力和常温条件下，通过观 察产出原油状态进行简单判断。该方法的判定结果不能代表实际油藏条件（高温高压），指 导意义不大，且主观性强，精确性差。由于上述问题的存在，泡沫油宏观渗流领域的研究结 果通常缺乏说服力，严重制约了该领域研究的发展。因此，如何能够准确判定宏观渗流过程 中泡沫油现象是否形成成为目前急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成 的实验装置。 本专利技术还提供上述实验装置的应用方法。本专利技术能够准确判定泡沫油现象是否形 成。 本专利技术的技术方案如下： -种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，包括依次相连的填砂 模型、耐压可视窗、回压阀、油气分离器和气体流量计，在所述的填砂模型和耐压可视窗之 间设置有在线密度计； 所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂 模型内部压力采集线路、密度采集线路、耐压可视窗图像采集线路、出液重量采集线路和产 出气采集线路。 根据本专利技术优选的，测量填砂模型内部压力采集线路包括测量填砂模型的入口 端、中部和出口端的压力线路。 根据本专利技术优选的，所述耐压可视窗的尺寸范围：宽度为8-15mm，长度为 40_60mm，高度为l_3mm，最大承压为15MPa。 上述实验装置的应用方法，包括以下步骤： (1)模拟地层，填制填砂模型，并测量填砂模型的孔隙度、渗透率和初始含油饱和 度； (2)调节回压阀，以0~5MPa/h的压降速度降低所述填砂模型的压力至大气压力， 从填砂模型中产出地层原油依次流经在线密度计、耐压可视窗、回压阀和油气分离器；经脱 气的地层原油留在所述油气分离器底部，通过出液重量采集线路采集所述脱气的地层原油 的重量，脱出气体流经所述气体流量计，通过产出气采集线路采集所述脱出气体体积； (3)利用在线密度计实时测量地层流体密度p，通过所述地层流体密度p与地层 原油密度P。和气体密度P g的关系，判定泡沫油形成情况： 绘制填砂模型压力与地层流体密度P的关系曲线，当存在P多0.9 P。区域时， 则判定所述地层流体为含有溶解气的地层原油，泡沫油形成判定因子1:为〇 ; 当存在3 P P彡0. 9 P。区域时，所述地层流体密度介于地层原油与气体之间， 则判定所述地层流体为具有分散气泡的泡沫油，泡沫油形成判定因子1:为1 ; 当存在P彡3pg区域时，则判定所述地层流体为气体，泡沫油形成判定因子I 1S 〇 ； (4)利用出液重量采集线路实时测量产油量，利用气体流量计实时测量产气量，计 算采收率RF及生产气油比G0R，之后通过公式（1)、（11)进行归一化处理，得到归一化后的 采收率RFn和累积生产气油比GOR n: CN 105137045 A 仇叱卞> 3/8 页 公式（I)、（II)中GOUP G0R_为计算生产气油比中的最大值和最小值；RFniax和 RFmin为计算米收率中的最大值和最小值； 通过公式（III)计算得到采收率RFn和累积生产气油比GORn的比值R: 绘制填砂模型压力与R的关系曲线，当存在R>1区域时，则判定泡沫油形成，泡沫 油形成判定因子1 2为1 ; 当不存在R>1区域时，则判定泡沫油没有形成，泡沫油形成判定因子12为0 ; (5)实时测量填砂模型中部压力P，根据高压物性实验，即PVT实验得油气平衡状 态下的压力匕，绘制P、匕与膨胀体积关系曲线，其中所述膨胀体积是指降压过程中油气体 积的增加量占初始压力下油气体积的百分数，并通过公式（IV)计算泡沫油过饱和度： 当SS彡20%时，泡沫油形成判定因子13为1 ; 当SS < 20%时，泡沫油形成判定因子13为0 ; (6)利用耐压可视窗观察、记录气、液两相流动状态及气泡大小、形态特征，判定不 同实验条件下泡沫油形成情况： 当耐压可视窗中气相为分散不连续小气泡时，泡沫油形成判定因子14为1 ; 当耐压可视窗中气相为大片连续气体时，泡沫油形成判定因子14为0 ; (7)计算泡沫油形成综合判定因子I = 当I = 0时，没有泡沫油现象； 当I = 1时，存在较弱的泡沫油现象； 当I = 2时，存在中等强度的泡沫油现象； 当I = 3时，存在较强的泡沫油现象； 当I = 4时，存在极强的泡沫油现象。 本专利技术的优势在于： 本专利技术提供一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置及方法，克 服了泡沫油领域填砂或岩心模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，其特征在于，该装置包括依次相连的填砂模型、耐压可视窗、回压阀、油气分离器和气体流量计，在所述的填砂模型和耐压可视窗之间设置有在线密度计；所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂模型内部压力采集线路、密度采集线路、耐压可视窗图像采集线路、出液重量采集线路和产出气采集线路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓飞，张艳玉，林承焰，方潇，王士林，吴洁，田丰，冯金良，许凤桐，
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