一种油田用粉煤灰强化泡沫形成装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种油田用粉煤灰强化泡沫形成装置及其应用。所述形成装置中，粉煤灰与起泡剂混合器的顶部设有进料口、起泡剂溶液第一注入口和混合搅拌器，底部通过粉煤灰混合液排出管与粉煤灰分散液分流器相连通；粉煤灰分散液分流器的顶部设有分流搅拌器；粉煤灰分散液分流器的侧壁上设有沿其径向设有一级、二级和三级分散液排出管，均与粉煤灰强化泡沫发生器相连通，粉煤灰强化泡沫发生器上设有气体注入口和泡沫发生器排出口。本发明专利技术粉煤灰强化泡沫形成装置克服了现有装置无法控制粉煤灰强化泡沫中粉煤灰粒径的不足，可以快速、高效的分流出不同粒径粉煤灰分散液，在一次施工中能形成携带不同粒径粉煤灰的泡沫段塞，进而实现近井地带和远井地带调剖的切换。

An enhanced foam forming device for fly ash in oil field and its application

The invention discloses an intensified foam forming device for fly ash used in oilfields and its application. In the forming device, the top of the fly ash and the foaming agent mixer is provided with a feeding port, a first injection port of the foaming agent solution and a mixing mixer, and the bottom is connected with the fly ash dispersing liquid diverter through the discharge pipe of the fly ash mixing liquid; the top of the fly ash dispersing liquid diverter is provided with a diverter mixer; the side wall of the fly ash dispersing liquid diverter is provided with a first stage and a second stage along its radial direction The entrance and outlet pipes of the three stage dispersion are connected with the reinforced foam generator of the fly ash. The gas generator and the foam generator outlet are arranged on the foam generator. The fly-ash intensified foam forming device of the invention overcomes the shortage that the existing device can not control the particle size of fly ash in the reinforcement of the fly ash, and can quickly and efficiently diverge different particle size fly ash dispersions. During the construction, a foam slug with different particle size fly ash can be formed to realize the switching of the profile adjustment in the near well area and the far well area.

【技术实现步骤摘要】
一种油田用粉煤灰强化泡沫形成装置及其应用
本专利技术涉及一种油田用粉煤灰强化泡沫形成装置及其应用，属于粉煤灰固体废物利用技术装备及油气田开发工程

技术介绍
泡沫流体驱油技术是提高原油采收率的重要手段，泡沫的形成有助于控制CO2等气体驱油剂在油藏中流度，提升CO2等温室气体地质封存及驱油能力。大量应用表明泡沫在封堵高渗层、调节注水剖面以及提高洗油效率等方面具有显著的效果。泡沫能够有效地提高流体的表观粘度，从而提高油水流度比，增大波及体积；同时发泡液中的表面活性剂具有降低界面张力和改变润湿性的作用，提高洗油效率。然而，泡沫流体驱油技术面临的一个重要难题是泡沫流体在地层中的不稳定性，尤其是在高温高压等极端地层条件下，这一问题尤为突出。气泡聚并、破裂以及液膜排液均会加速泡沫的消失，限制了泡沫流体的进一步应用发展。近年来，煤燃烧后产生的粉煤灰被作为泡沫稳定剂，用以强化泡沫，粉煤灰强化泡沫表现出良好的稳定性。采用粉煤灰颗粒作为泡沫流体的稳定剂不仅降低了驱油的成本，而且减轻了对环境的污染。如中国专利申请CN105238380A(申请号：201510600689.6)公开了一种油气田用新型无机微细颗粒强化泡沫体系及其制备方法。复合泡沫体系质量组成如下：0.2～0.8wt％的起泡剂，0.5～2.0wt％的新型无机微细颗粒，余量为水。按配比制得泡沫基液后，采用WaringBlender方法进行搅拌起泡。该泡沫相比于普通表面活性剂生成的泡沫稳定时间长，且能耐受230℃的高温条件。该复合泡沫在现场可以广泛用于驱油、压裂、调剖、冲砂、洗井、排液、诱喷等，可适用于高温高压油气层的开发作业。复合泡沫体系的制备使用烟道气和粉煤灰为原材料，减少了大气污染，同时降低了作业成本。然而，目前在油气田现场的粉煤灰颗粒强化泡沫制备过程中存在一些问题。首先，粉煤灰难以被均匀的分散于起泡剂溶液中，粉煤灰容易出现团聚、沉淀等现象，不利于粉煤灰在泡沫中有效利用，不仅造成原料浪费，同时影响粉煤灰稳泡效果。同时，泡沫中粉煤灰粒径不易控制，一般情况下只能依靠选择粉煤灰原材料的粒径，而较大粒径或者团聚的粉煤灰容易造成近井地带颗粒沉积，堵塞近井地带的储层，难以实现深部调驱。此外，采用人工加料的方式容易导致粉煤灰暴露于空气中，造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种油田用粉煤灰强化泡沫形成装置，该泡沫形成装置克服了现有装置的不足，可以将粉煤灰均匀的分散于起泡剂溶液中，产生均匀的粉煤灰强化泡沫，同时可以降低泡沫中粉煤灰粒径范围，进而达到油藏深部调剖的目的，具有高效、环保的特点。本专利技术所提供的油气田用粉煤灰强化泡沫形成装置，包括粉煤灰与起泡剂混合器、粉煤灰分散液分流器和粉煤灰强化泡沫发生器；所述粉煤灰与起泡剂混合器的顶部设有进料口、起泡剂溶液第一注入口和混合搅拌器，底部通过粉煤灰混合液排出管与所述粉煤灰分散液分流器相连通；所述粉煤灰分散液分流器的顶部设有分流搅拌器；所述粉煤灰分散液分流器的侧壁上设有沿其径向设有一级分散液排出管、二级分散液排出管和三级分散液排出管，所述一级分散液排出管、所述二级分散液排出管和所述三级分散液排出管均与所述粉煤灰强化泡沫发生器相连通；所述粉煤灰强化泡沫发生器上设有气体注入口和泡沫发生器排出口。上述的粉煤灰强化泡沫形成装置中，所述粉煤灰强化泡沫形成装置包括并列排布的3～5个所述粉煤灰强化泡沫发生器；所述粉煤灰强化泡沫发生器的主体为圆形钢管，其内部布置螺旋形钢管，所述螺旋形钢管表面上布置若干气体喷射缝；所述圆形钢管，其内部布置螺旋形钢管，所述螺旋形钢管表面上布置若干气体喷射缝；所述圆形钢管的直径为7.00cm～8.00cm，长度为65.00cm～85.00cm；所述螺旋形钢管的内径为1.75cm～2.75cm，螺距为0.5m～0.8m，共有7～10圈，螺旋横截面直径为6.00cm～6.80cm；所述气体喷射缝的缝宽为1mm～2mm；所述气体喷射缝得作用是使气体与粉煤灰与起泡剂溶液进行初步混合，产生稳定的泡沫；所述螺旋形钢管得作用是使泡沫体系进行充分震荡，气体、固体(粉煤灰)和起泡剂溶液三相充分混合，使粉煤灰均匀的分散在气液界面上，产生致密均匀的泡沫。上述的粉煤灰强化泡沫形成装置中，所述粉煤灰分散液分流器的底部通过分流器漏斗与粉煤灰沉淀液排出管相连通，所述粉煤灰沉淀液排出管依次与粉煤灰一级超声分散器、粉煤灰二级超声分散器和粉煤灰三级超声分散器相连通；所述粉煤灰沉淀液排出管的作用是排出较大粒径和团聚的粉煤灰；所述粉煤灰三级超声分散器通过粉煤灰三级超声分散器排出管与设于所述粉煤灰分散液分流器顶部的起泡剂补充液注入口相连通，以重复利用再次分散的粉煤灰与起泡剂混合液，节约施工成本的有益效果。上述的粉煤灰强化泡沫形成装置中，所述粉煤灰一级超声分散器包括一级超声波发生器和与之匹配的一级超声波换能器；所述粉煤灰一级超声分散器的主体圆形钢管的管径为6.00cm～7.70cm，管长为70.00cm～120.00cm；所述一级超声波发生器直径为1.00cm～2.00cm，频率为16kHz～18kHz；进一步优选的，所述主体圆管管径为7.00cm～7.20cm，管长为80.00cm～90.00cm；达到多次对粉煤灰进行超声，抑制粉煤灰颗粒的团聚效应的目的；所述粉煤灰一级超声分散器外设有减震保护层。所述煤灰强化泡沫形成装置包括2～4个所述粉煤灰一级超声分散器。上述的粉煤灰强化泡沫形成装置中，所述粉煤灰二级超声分散器包括二级超声波发生器和与之匹配的二级超声波换能器；所述粉煤灰二级超声分散器的主体圆形钢管的管径为5.50cm～6.50cm，管长为70.00cm～120.00cm；所述二级超声波发生器直径为1.00cm～2.00cm，频率为18kHz～20kHz；进一步优选的，所述主体圆管管径为5.50cm～5.60cm，管长为80.00cm～90.00cm；达到多次对粉煤灰进行超声，震碎粒径较大的粉煤灰的目的；所述粉煤灰二级超声分散器外设有减震保护层；所述煤灰强化泡沫形成装置包括2～4个所述粉煤灰二级超声分散器。上述的粉煤灰强化泡沫形成装置中，所述粉煤灰三级超声分散器包括三级超声波发生器和与之匹配的三级超声波换能器；所述粉煤灰三级超声分散器的主体为圆形钢管，其内壁形成若干个圆弧形变径管；所述圆形钢管的最大管径为6.00cm～7.70cm，最小管径为4.00cm～5.25cm；所述三级超声波发生器的直径为1.00cm～2.00cm，频率为18kHz～20kHz；进一步优选的，所述主体圆管内设置四到六个所述圆弧形变径管，所述圆弧形变径管最大管径为7.00cm～7.20cm，最小管径为5.00cm～5.25cm，所述主体圆管管径与圆弧形变径管最大管径一致，管长为80.00cm～90.00cm；以达到新产生的粉煤灰与起泡剂溶液充分混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气田用粉煤灰强化泡沫形成装置，包括粉煤灰与起泡剂混合器、粉煤灰分散液分流器和粉煤灰强化泡沫发生器；/n所述粉煤灰与起泡剂混合器的顶部设有进料口、起泡剂溶液第一注入口和混合搅拌器，底部通过粉煤灰混合液排出管与所述粉煤灰分散液分流器相连通；/n所述粉煤灰分散液分流器的顶部设有分流搅拌器；/n所述粉煤灰分散液分流器的侧壁上设有沿其径向设有一级分散液排出管、二级分散液排出管和三级分散液排出管，所述一级分散液排出管、所述二级分散液排出管和所述三级分散液排出管均与所述粉煤灰强化泡沫发生器相连通；/n所述粉煤灰强化泡沫发生器上设有气体注入口和泡沫发生器排出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种油气田用粉煤灰强化泡沫形成装置，包括粉煤灰与起泡剂混合器、粉煤灰分散液分流器和粉煤灰强化泡沫发生器；
所述粉煤灰与起泡剂混合器的顶部设有进料口、起泡剂溶液第一注入口和混合搅拌器，底部通过粉煤灰混合液排出管与所述粉煤灰分散液分流器相连通；
所述粉煤灰分散液分流器的顶部设有分流搅拌器；
所述粉煤灰分散液分流器的侧壁上设有沿其径向设有一级分散液排出管、二级分散液排出管和三级分散液排出管，所述一级分散液排出管、所述二级分散液排出管和所述三级分散液排出管均与所述粉煤灰强化泡沫发生器相连通；
所述粉煤灰强化泡沫发生器上设有气体注入口和泡沫发生器排出口。


2.根据权利要求1所述的粉煤灰强化泡沫形成装置，其特征在于：所述粉煤灰强化泡沫形成装置包括并列排布的3～5个所述粉煤灰强化泡沫发生器；
所述粉煤灰强化泡沫发生器的主体为圆形钢管，其内部布置螺旋形钢管，所述螺旋形钢管表面上布置若干气体喷射缝；
所述圆形钢管，其内部布置螺旋形钢管，所述螺旋形钢管表面上布置若干气体喷射缝；
所述圆形钢管的直径为7.00cm～8.00cm，长度为65.00cm～85.00cm；
所述螺旋形钢管的内径为1.75cm～2.75cm，螺距为0.5m～0.8m，共有7～10圈，螺旋横截面直径为6.00cm～6.80cm；
所述气体喷射缝的缝宽为1mm～2mm。


3.根据权利要求1或2所述的粉煤灰强化泡沫形成装置，其特征在于：所述粉煤灰分散液分流器的底部通过分流器漏斗与粉煤灰沉淀液排出管相连通，所述粉煤灰沉淀液排出管依次与粉煤灰一级超声分散器、粉煤灰二级超声分散器和粉煤灰三级超声分散器相连通；
所述粉煤灰三级超声分散器通过粉煤灰三级超声分散器排出管与设于所述粉煤灰分散液分流器顶部的起泡剂补充液注入口相连通。


4.根据权利要求3所述的粉煤灰强化泡沫形成装置，其特征在于：所述粉煤灰一级超声分散器包括一级超声波发生器和与之匹配的一级超声波换能器；
所述粉煤灰一级超声分散器的主体圆形钢管的管径为6.00cm～7.70cm，管长为70.00cm～120.00cm；
所述一级超声波发生器直径为1.00cm～2.00cm，频率为16kHz～18kHz；
所述粉煤灰一级超声分散器外设有减震保护层。
所述煤灰强化泡沫形成装置包括2～4个所述粉煤灰一级超声分散器。


5.根据权利要求3或4所述的粉煤灰强化泡沫形成装置，其特征在于：所述粉煤灰二级超声分散器包括二级超声波发生器和与之匹配的二级超声波换能器；
所述粉煤灰二级超声分散器的主体圆形钢管的管径为5.50cm～6.50cm，管长为70.00cm～120.00cm；
所述二级超声波发生器直径为1.00cm～2.00cm，频率为18kHz～20kHz；
所述粉煤灰二级超声分散器外设有减震保护层；
所述煤灰强化泡沫形成装置包括2～4个所述粉煤灰二级超声分散器。


6.根据权利要求3-5中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕其超，郑嵘，周同科，张娟，董朝霞，林梅钦，杨子浩，舒成龙，
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