一种泡沫驱油物理模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种泡沫驱油物理模拟装置及方法，该装置包括用于模拟油藏的模型部分、向模型部分注入原油或者高压驱替介质的注入部分以及对模型部分的流出液进行采集的流出液采集部分，所述注入部分包括用于储存气体介质的气体活塞容器(J1或/和J2)、用于储存发泡剂溶液的液体活塞容器以及液体活塞容器和恒压恒速泵(K2，K3)相配合产生泡沫的泡沫生成装置，液体活塞容器的底部装有磁力搅拌装置和磁力棒。本发明专利技术采用恒压恒速泵对高压气体进行注入量和注入压力的精确控制，精度高，装置工作平稳；在液体活塞容器下部配备磁力搅拌装置，且下部侧面流出液体，保证了注入液体的均匀，同时可防止沉淀进入岩心夹置器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油工程和工艺
，涉及采油技术中驱油研究的物理模拟装置及方法，具体涉及一种适用于三次采油室内物理模拟评价实验用的泡沫驱油物理模拟装置及方法。
技术介绍
石油是不可再生的能源，经济有效地开发现有油田是永恒(重要)的课题。水驱可以提高采收率1/3-1/5，我国各大油田均已处于水驱后期，但有半数以上的石油地质储量仍残留在地下，需要开展有效的三次采油技术，泡沫驱具有调剖和驱油作用的主要原因在于泡沫在多孔介质内的渗流特性，即泡沫堵大不堵小及堵水不堵油的作用，导致泡沫在高、低渗透层内均匀推进。同时，泡沫还具有一定的降低界面张力的作用，因而泡沫具有提高采收率的作用。授权公告号为CN202202851U的技术专利提供一种驱油物理模拟实验装置，该装置包括用于模拟油藏的模型部分、向模型部分提供多种高压驱替介质的注入部分、对模型部分的流出液进行采集并检测的流出液采集检测部分和对模型部分的温度及压力进行检测的检测部分，其中，注入部分包括用于对相应驱替介质提供输送压力的高压驱替泵、分别容纳相应的驱替介质的第一～第三中间容器、与所述高压驱替泵配合产生蒸气的蒸气生成装置、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生泡沫的泡沫生成装置。该装置可以进行多种模拟实验，但其进行泡沫驱物理模拟实验存在以下不足：注入到泡沫生成装置中的高压气体没有进行注入量和注入压力的精确控制，精度较差；该装置无法实现驱替介质(发泡剂)溶液本身实时搅拌，不能保证液体的均匀性；回压控制精度较差，且自动化程度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种能够精确控制气体压力和注入量、实现发泡剂均匀搅拌、提高回压控制精度的泡沫驱油物理模拟装置。本专利技术的上述目的是由以下技术方案来实现的：一种泡沫驱油物理模拟装置，包括用于模拟油藏的模型部分、向模型部分注入原油或者高压驱替介质的注入部分以及对模型部分的流出液进行采集的流出液采集部分，其特征在于，所述注入部分包括：用于储存气体介质的气体活塞容器(J1或/和J2)、用于对相应气体介质提供输送动力的恒压恒速泵(K2，K3)、用于储存发泡剂溶液的液体活塞容器(H)、用于分别储存实验用原油和实验用水的活塞容器(G1，G2)、用于对相应液体介质提供输送动力的恒压恒速泵(K1)以及产生泡沫的泡沫生成装置，其中，所述泡沫生成装置与气体活塞容器、液体活塞容器和恒压恒速泵相配合，其第一输入管道连接气体活塞容器(J1或/和J2)，第二输入管道连接液体活塞容器(H)，输出管道连接所述模型部分；活塞容器(G1，G2)连接所述模型部分。上述泡沫驱油物理模拟装置中，所述液体活塞容器(H)的底部装有磁力搅拌装置(M1)和磁力棒(M2)，底部还通过一电动阀门(T18)与进液口(B4)相连；液体活塞容器(H)的下部侧面设有与所述泡沫生成装置相连的出口；液体活塞容器(H)的顶部装有电机(B1)，电机(B1)通过传动轴(B2)与位于液体活塞容器(H)中的活塞(B3)相连。上述泡沫驱油物理模拟装置中，所述泡沫生成装置包括用于汇合发泡剂溶液和高压气体以生成泡沫的泡沫发生器(D)，其中：泡沫发生器(D)的第一输入管道通过一单向阀(E1)与气体活塞容器(J1，J2)的顶部出口相连，气体活塞容器(J1)的顶部出口与单向阀(E1)之间依次连接有压力传感器(F2)和电动阀门(T16)；气体活塞容器(J2)的顶部出口与单向阀(E1)之间依次连接有压力传感器(F3)和电动阀门(T19)；气体活塞容器(J1)的底部通过电动阀门(T9)与恒压恒速泵(K2)相连，气体活塞容器(J2)的底部通过电动阀门(T10)与恒压恒速泵(K3)相连；泡沫发生器(D)的第二输入管道通过一单向阀(E2)与液体活塞容器(H)的下部侧面出口相连；泡沫发生器(D)的输出管道经电动阀门(T4，T3，T1)连接到所述岩心夹置器(A)的进口，在两电动阀门(T3，T1)之间连接有一压力传感器(F1)。上述泡沫驱油物理模拟装置中，所述模型部分包括岩心夹置器(A)，岩心夹置器(A)具有与所述注入部分相连的进口和与流出液采集部分相连的出口，岩心夹置器(A)的进口和出口处分别连接有电动阀门(T1，T2)。上述泡沫驱油物理模拟装置中，所述流出液采集部分包括连接于岩心夹置器(A)出口的恒压泵(K4，K5)和计量装置(C)，恒压泵(K4)与计量装置(C)之间连接有电动阀门(T8)，恒压泵(K5)与计量装置(C)之间连接有电动阀门(T7)，电动阀门(T5，T6)分别连接在恒压泵(K5，K4)与岩心夹置器(A)出口的通道上。上述泡沫驱油物理模拟装置中，模型部分和注入部分分别置于一恒温箱(Q)中；流出液采集部分放置于恒温箱(S)中。上述泡沫驱油物理模拟装置还包括一计算机(P)，所述恒压恒速泵(K1，K2，K3)、恒压泵(K4，K5)、压力传感器(F1，F2，F3)、磁力搅拌装置(M1)、电机(B1)、计量装置(C)、恒温箱(Q，S)以及各电动阀门均电连接至计算机(P)。本专利技术还提供一种泡沫驱油物理模拟方法，该方法采用上述泡沫驱油物理模拟装置，包括以下步骤：步骤一：气体活塞容器(J1，J2)的上部装满实验用气体，液体活塞容器(H)底部装发泡剂溶液，活塞容器(G1)上部装入实验用原油，活塞容器(G2)上部装入实验用水；岩心夹置器A中放入实验需要的岩心；所有电动阀门均关闭；步骤二：计算机(P)分别设定恒温箱(Q，S)的温度、恒压恒速泵(K1)的流速及恒压泵(K5，K4)的恒定压力，控制电动阀门(T1，T2，T3，T5，T11，T14，T15)开启，控制恒压恒速泵(K1)对岩心夹置器(A)中的岩心注入水，制作岩心样品；计算机(P)控制恒压恒速泵(K1)停止运行，关闭电动阀门(T14，T15)并计算饱和水体积；步骤三：计算机(P)控制电动阀门(T12，T13)开启，控制恒压恒速泵(K1)对岩心夹置器(A)中的岩心注入原油，制作含原油的岩心样品并计算饱和原油体积；步骤四：当岩心样品制作完成时，计算机(P)控制恒压恒速泵(K1)停止运行，关闭电动阀门(T1，T2，T3，T5，T11，T12，T13)，并老化24小时以上；步骤五：计算机(P)设置恒压恒速泵(K1，K2)流速、恒压泵(K5，K4)的恒定压力、电机(B1)转速、计量时间、气体活塞容器(J1，J2)的交替压力差限值，并控制电动阀门(T1，T2，T3，T4，T5，T9，T11，T16，T17)开启；步骤六：气体活塞容器(J1)中的气体通过电动阀门(T16)、单向阀(E1)进入泡沫发生器(D)，发泡剂溶液通过电动阀门(T17)、单向阀(E2)进入泡沫发生器(D)，气体和发泡剂溶液混合，形成均匀泡沫，泡沫通过电动阀门(T4，T3，T1)进入岩心夹置器(A)中，从岩心夹置器(A)中出来的油气水混合物通过电动阀门(T2，T5)进入恒压泵(K5)中；步骤七：计算机(P)控制恒压泵(K4，K5)交替工作；步骤八：计算机(P)实时对比压力传感器(F1，F2，F3)的压力值，当压力传感器(F2)或(F3)的压力值与压力传感器(F1)的压力值之差大于设定的交替压力差限值时，控制气体活塞容器(J1，J2)交替工作；步骤九：当气体与发泡剂溶液注入量达到实验需求量时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫驱油物理模拟装置，包括用于模拟油藏的模型部分、向模型部分注入原油或者高压驱替介质的注入部分以及对模型部分的流出液进行采集的流出液采集部分，其特征在于，所述注入部分包括：用于储存气体介质的气体活塞容器(J1或/和J2)、用于对相应气体介质提供输送动力的恒压恒速泵(K2，K3)、用于储存发泡剂溶液的液体活塞容器(H)、用于分别储存实验用原油和实验用水的活塞容器(G1，G2)、用于对相应液体介质提供输送动力的恒压恒速泵(K1)以及产生泡沫的泡沫生成装置，其中，所述泡沫生成装置与气体活塞容器、液体活塞容器和恒压恒速泵相配合，其第一输入管道连接气体活塞容器(J1或/和J2)，第二输入管道连接液体活塞容器(H)，输出管道连接所述模型部分；活塞容器(G1，G2)连接所述模型部分。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫驱油物理模拟装置，包括用于模拟油藏的模型部分、向模型部分注入原油或者高压驱替介质的注入部分以及对模型部分的流出液进行采集的流出液采集部分，其特征在于，所述注入部分包括：用于储存气体介质的气体活塞容器(J1或/和J2)、用于对相应气体介质提供输送动力的恒压恒速泵(K2，K3)、用于储存发泡剂溶液的液体活塞容器(H)、用于分别储存实验用原油和实验用水的活塞容器(G1，G2)、用于对相应液体介质提供输送动力的恒压恒速泵(K1)以及产生泡沫的泡沫生成装置，其中，所述泡沫生成装置与气体活塞容器、液体活塞容器和恒压恒速泵相配合，其第一输入管道连接气体活塞容器(J1或/和J2)，第二输入管道连接液体活塞容器(H)，输出管道连接所述模型部分；活塞容器(G1，G2)连接所述模型部分。2.根据权利要求1所述的泡沫驱油物理模拟装置，其特征在于，所述液体活塞容器(H)的底部装有磁力搅拌装置(M1)和磁力棒(M2)，底部还通过一电动阀门(T18)与进液口(B4)相连；液体活塞容器(H)的下部侧面设有与所述泡沫生成装置相连的出口；液体活塞容器(H)的顶部装有电机(B1)，电机(B1)通过传动轴(B2)与位于液体活塞容器(H)中的活塞(B3)相连。3.根据权利要求2所述的泡沫驱油物理模拟装置，其特征在于，所述泡沫生成装置包括用于汇合发泡剂溶液和高压气体以生成泡沫的泡沫发生器(D)，其中：泡沫发生器(D)的第一输入管道通过一单向阀(E1)与气体活塞容器(J1，J2)的顶部出口相连，气体活塞容器(J1)的顶部出口与单向阀(E1)之间依次连接有压力传感器(F2)和电动阀门(T16)；气体活塞容器(J2)的顶部出口与单向阀(E1)之间依次连接有压力传感器(F3)和电动阀门(T19)；气体活塞容器(J1)的底部通过电动阀门(T9)与恒压恒速泵(K2)相连，气体活塞容器(J2)的底部通过电动阀门(T10)与恒压恒速泵(K3)相连；泡沫发生器(D)的第二输入管道通过一单向阀(E2)与液体活塞容器(H)的下部侧面出口相连；泡沫发生器(D)的输出管道经电动阀门(T4，T3，T1)连接到所述岩心夹置器(A)的进口，在两电动阀门(T3，T1)之间连接有一压力传感器(F1)。4.根据权利要求1至3任一项所述的泡沫驱油物理模拟装置，其特征在于，所述模型部分包括岩心夹置器(A)，岩心夹置器(A)具有与所述注入部分相连的进口和与流出液采集部分相连的出口，岩心夹置器(A)的进口和出口处分别连接有电动阀门(T1，T2)。5.根据权利要求1至4任一项所述的泡沫驱油物理模拟装置，其特征在于，所述流出液采集部分包括连接于岩心夹置器(A)出口的恒压泵(K4，K5)和计量装置(C)，恒压泵(K4)与计量装置(C)之间连接有电动阀门(T8)，恒压泵(K5)与计量装置(C)之间连接有电动阀门(T7)，电动阀门(T5，T6)分别连接在恒压泵(K5，K4)与岩心夹置器(A)出口的通道上。6.根据权利要求1至5任一项所述的泡沫驱油物理模拟装置，其特征在于，模型部分和注入部分分别置于一恒温箱(Q)中；流出液采集部分放置于恒温箱(S)中。7.根据权利要求1至6任一项所述的泡沫驱油物理模拟装置，其特征在于，还包括一计算机(P)，所述恒压恒速泵(K1，K2，K3)、恒压泵(K4，K5)、压力传感器(F1，F2，F3)、磁力搅拌装置(M1)、电机(B1)、计量装置(C)、恒温箱(Q，S)以及各电动阀门均电连接至计算机(P)。8.一种泡沫驱油物理模拟方法，应用权利要求1至7任一项所述的泡沫驱油物理模拟装置进行操作，包括以下步骤：步骤一：气体活塞容器(J1，J2)的上部装满实验用气体，液体活塞容器(H)底部装发泡剂溶液，活塞容器(G1)上部装入实验用原油，活塞容器(G2)上部装入实验用水；岩心夹置器A中放入实验需要的岩心；所有电动阀门均关闭；步骤二：计算机(P)分别设定恒温箱(Q，S)的温度、恒压恒速泵(K1)的流速及恒压泵(K5，K4)的恒定压力，控制电动阀门(T1，T2，T3，T5，T11，T14，T15)开启，控制恒压恒速泵(K1)对岩心夹置器(A)中的岩心注入水，制作岩心样品；计算机(P)控制恒压恒速泵(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏生，韩培慧，陈广宇，孙刚，姜彬，王景芹，吕昌森，郭松林，崔长玉，潘峰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11