一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法制造方法及图纸

为了解决目前实验装置不能模拟泡沫在地层长时间运动过程的问题，本申请提供了一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法，该装置包括注入系统、循环驱替系统、回压系统、加热保温系统和数据采集系统；注入系统用于将二氧化碳、地层水、起泡剂通入循环驱替系统；回压系统用于向循环驱替系统提供压力，以使循环驱替系统达到设定的压力；加热保温系统用于向循环驱替系统提供热量，以使循环驱替系统达到设定的温度；循环驱替系统用于模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；数据采集系统用于采集循环驱替系统的实验数据。本申请通过循环驱替模拟二氧化碳泡沫体系在地层长时间运动的过程，从而探索泡沫体系封窜机理。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法
本专利技术涉及油田开采领域，具体而言，涉及一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法。
技术介绍
二氧化碳驱油技术是把二氧化碳注入油层中以提高油田采油率的技术。气窜是二氧化碳驱工艺普遍存在的问题，治理气窜的方法主要有泡沫封窜、凝胶封窜、有机胺盐封窜等，泡沫封窜由于注入性好、污染小而具有独特优势，而且在现场试验已经取得明显效果，是治理二氧化碳气窜最具潜力的一项工艺技术。针对泡沫封窜的评价装置主要是泡沫仪，用于测定产生泡沫的体积、泡沫半衰期以及泡沫形态，如罗氏泡沫仪。泡沫仪仅是评价特定压力下的起泡性能，不能模拟泡沫在地层的动态情况。目前模拟泡沫在地层运动形态的实验装置一般是填砂管驱替实验装置或玻璃平板模型，但这些实验装置不能模拟泡沫在地层长时间运动的过程。
技术实现思路
为了解决目前实验装置不能模拟泡沫在地层长时间运动过程的问题，本专利技术实施例提供了一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法，通过循环驱替模拟二氧化碳泡沫体系长时间在地层长时间运动的过程，从而探索泡沫体系封窜机理。第一方面，本专利技术实施例提供了一种二氧化碳泡沫封窜实验装置，包括注入系统、循环驱替系统、回压系统、加热保温系统和数据采集系统，所述循环驱替系统分别与注入系统、回压系统、加热保温系统、数据采集系统连接；所述注入系统用于将二氧化碳、地层水、起泡剂通入所述循环驱替系统；所述回压系统用于向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；所述加热保温系统用于向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；所述循环驱替系统用于模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；所述数据采集系统用于采集所述循环驱替系统的实验数据。其中，所述循环驱替系统包括循环泵、储层模拟器单元，所述循环泵与所述储层模拟器单元连接且形成回路；所述储层模拟器单元包括多个串联或并联的储层模拟器，所述储层模拟器用于填砂，或者用于安装岩心，以模拟地层岩石物性参数。其中，所述储层模拟器连接有高压视窗，所述高压视窗位于所述循环泵与所述储层模拟器形成的回路中，所述高压视窗用于观察在设定温度、压力条件下泡沫形态以及泡沫经历起泡、消泡、再起泡的过程。其中，所述注入系统包括二氧化碳气瓶、第一活塞容器、第二活塞容器、平流泵，所述第一活塞容器用于存储地层水，所述第二活塞容器用于存储起泡剂，所述二氧化碳气瓶、第一活塞容器、第二活塞容器均与所述循环驱替系统的储层模拟器连接；所述平流泵分别与所述第一活塞容器、第二活塞容器连接。其中，所述回压系统包括环压泵、回压泵、缓冲罐、回压阀，所述环压泵与所述循环驱替系统的储层模拟器连接，所述回压阀分别与所述回压泵、缓冲罐、所述循环驱替系统连接。其中，所述加热保温系统包括恒温箱，所述循环驱替系统的储层模拟器位于所述恒温箱中。第二方面，本专利技术实施例还提供一种二氧化碳泡沫封窜实验方法，应用上述任一项所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，包括：通过回压系统向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；通过加热保温系统向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；通过注入系统将地层水通入循环驱替系统；通过所述循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；通过数据采集系统采集所述循环驱替系统的实验数据。其中，当所述循环驱替系统的储层模拟器串联时，还包括：将地层水注入第一活塞容器，将起泡剂注入第二活塞容器，向所述储层模拟器中填砂或者将岩心安装到所述储层模拟器中；所述通过回压系统向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力，包括：通过环压泵向所述储层模拟器加载环压，使所述储层模拟器达到设定压力；所述通过加热保温系统向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度，包括：开启加热保温系统，设置实验温度，使所述储层模拟器达到设定温度；所述通过注入系统将地层水通入循环驱替系统，包括：通过平流泵将所述第一活塞容器中的地层水通入所述储层模拟器；所述通过所述循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程，包括：打开所述循环驱替系统的循环泵，设定循环泵循环流量和循环时间，至循环结束，关闭循环泵；所述通过数据采集系统采集所述循环驱替系统的实验数据，包括：数据采集系统采集各所述储层模拟器前后压力、流量数据，计算所述储层模拟器前后压差△P1；所述二氧化碳泡沫封窜实验方法还包括：通过注入系统将起泡剂、二氧化碳、地层水通入循环驱替系统；再次打开所述循环泵，设定所述循环泵循环流量和循环时间；数据采集系统采集各所述储层模拟器前后压力、流量数据，计算储层模拟器前后压差△P2；计算阻力系数R＝△P2/△P1，评价泡沫封窜效果。其中，当所述循环驱替系统的储层模拟器并联时，还包括：将地层水注入第一活塞容器，将起泡剂注入第二活塞容器，向所述储层模拟器中填砂或者将岩心安装到所述储层模拟器中；所述通过回压系统向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力，包括：通过环压泵向所述储层模拟器加载环压，使所述储层模拟器达到设定压力；所述通过加热保温系统向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度，包括：开启加热保温系统，设置实验温度，使所述储层模拟器达到设定温度；所述通过注入系统将地层水通入循环驱替系统，包括：通过平流泵将所述第二活塞容器中的起泡剂通入所述储层模拟器；将二氧化碳通入所述储层模拟器；通过平流泵将所述第一活塞容器中的地层水通入所述储层模拟器；所述通过所述循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程，包括：打开所述循环驱替系统的循环泵，设定循环泵循环流量和循环时间；所述通过数据采集系统采集所述循环驱替系统的实验数据，包括：数据采集系统采集所述储层模拟器前后压力、流量数据，计算所述储层模拟器前后压差△P1、△P2，计算阻力系数R＝△P2/△P1，评价泡沫封窜效果。其中，所述通过所述循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程，还包括：通过高压视窗观察泡沫形态变化。本专利技术实施例二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法具有如下有益效果：本专利技术二氧化碳泡沫封窜实验装置的注入系统将二氧化碳、地层水、起泡剂通入所述循环驱替系统；回压系统向所述循环驱替系统提供压力，以使循环驱替系统达到设定的压力；加热保温系统向循环驱替系统提供热量，以使循环驱替系统达到设定的温度；循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；数据采集系统采集循环驱替系统的实验数据。从而本申请设计了一套超临界二氧化碳驱工艺泡沫封窜的模拟实验装置并确定相应的实验方法，模拟起泡剂在超临界二氧化碳中的起泡和封窜效果；而且采用循环驱替设计能够模拟泡沫在地层长时间运动的过程，解决了单向驱替实验流程不能模拟泡沫在地层长时间运动过程的问题。附图说明图1为本专利技术第一实施例二氧化碳泡沫封窜实验装置结构示意图；图2为本专利技术第二实施例二氧化碳泡沫封窜实验装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，包括注入系统、循环驱替系统、回压系统、加热保温系统和数据采集系统，所述循环驱替系统分别与注入系统、回压系统、加热保温系统、数据采集系统连接；/n所述注入系统用于将二氧化碳、地层水、起泡剂通入所述循环驱替系统；/n所述回压系统用于向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；/n所述加热保温系统用于向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；/n所述循环驱替系统用于模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；/n所述数据采集系统用于采集所述循环驱替系统的实验数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，包括注入系统、循环驱替系统、回压系统、加热保温系统和数据采集系统，所述循环驱替系统分别与注入系统、回压系统、加热保温系统、数据采集系统连接；
所述注入系统用于将二氧化碳、地层水、起泡剂通入所述循环驱替系统；
所述回压系统用于向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；
所述加热保温系统用于向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；
所述循环驱替系统用于模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；
所述数据采集系统用于采集所述循环驱替系统的实验数据。


2.根据权利要求1所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，所述循环驱替系统包括循环泵、储层模拟器单元，所述循环泵与所述储层模拟器单元连接且形成回路；
所述储层模拟器单元包括多个串联或并联的储层模拟器，所述储层模拟器用于填砂，或者用于安装岩心，以模拟地层岩石物性参数。


3.根据权利要求2所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，所述储层模拟器连接有高压视窗，所述高压视窗位于所述循环泵与所述储层模拟器形成的回路中，所述高压视窗用于观察在设定温度、压力条件下泡沫形态以及泡沫经历起泡、消泡、再起泡的过程。


4.根据权利要求1-3任一项所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，所述注入系统包括二氧化碳气瓶、第一活塞容器、第二活塞容器、平流泵，所述第一活塞容器用于存储地层水，所述第二活塞容器用于存储起泡剂，所述二氧化碳气瓶、第一活塞容器、第二活塞容器均与所述循环驱替系统的储层模拟器连接；所述平流泵分别与所述第一活塞容器、第二活塞容器连接。


5.根据权利要求1-3任一项所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，所述回压系统包括环压泵、回压泵、缓冲罐、回压阀，所述环压泵与所述循环驱替系统的储层模拟器连接，所述回压阀分别与所述回压泵、缓冲罐、所述循环驱替系统连接。


6.根据权利要求1-3任一项所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，其特征在于，所述加热保温系统包括恒温箱，所述循环驱替系统的储层模拟器位于所述恒温箱中。


7.一种二氧化碳泡沫封窜实验方法，其特征在于，应用权利要求1-6任一项所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，包括：
通过回压系统向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；
通过加热保温系统向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；
通过注入系统将地层水通入循环驱替系统；
通过所述循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；
通过数据采集系统采集所述循环驱替系统的实验数据。


8.根据权利要求7所述的二氧化碳泡沫封窜实验方法，其特征在于，当所述循环驱替系统的储层模拟器串联时，还包括：将地层水注入第一活塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：时维才，余晓玲，吕红梅，崔永亮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11