【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油田化学及胶体界面，具体地，涉及一种原位乳化过程描述与表征装置、一种原位乳化过程描述与表征方法及一种原位乳化过程描述与表征系统。
技术介绍
1、在油气开采领域，通过形成中相微乳液，将油/水界面张力(ift)降低到超低水平(<10-2mn·m-1)被普遍认为是表面活性剂提高采收率的主要机理。这一过程通常需要较高的表活剂浓度且需助剂的参与。然而，国内部分油田的现场应用表明，在使用低浓度表活剂，且未达到超低ift时仍能实现大幅度提高采收率，例如，新疆油田使用了含表活剂环烷基芳基磺酸盐(nas)的sp复合驱，现场阶段采收率达到了16％，数值模拟预测其最终采收率将达到20％，然而这一体系与原油间的界面张力远未达到超低水平，其中蕴含的潜在机理有待揭示。
2、近年来，原位乳化被认为是一种提高采收率的可能机理。理论上，当聚-表二元驱与原油在泵送压力下同时流动时，必然会形成乳液，原油也必然会与乳液一起被驱至地面。由于其较高的黏度，产生的乳液有助于封堵高渗通道，迫使后续的驱替液向低渗区域流动，以波及其中的残余油。然而，由于多孔介质几何结构的复杂性和乳液体系的复杂性，使得乳液形成和流动的物理过程十分复杂，乳液是如何在地下多孔介质中形成的，原位乳化对提高采收率的影响有多大，聚合物对原位乳化有何影响，目前尚无定论，主要原因是无法对多孔介质中的渗流过程进行实时监测。因此，可视化地研究流体在多孔介质中流动的基本机理，对于理解原位乳液的演化及揭示其对提高采收率的贡献具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中表面活性剂驱油过程中的原位乳化作用难以描述和表征的技术问题，本专利技术提供了一种原位乳化过程描述与表征装置、一种原位乳化过程描述与表征方法及一种原位乳化过程描述与表征系统，采用原位乳化过程描述与表征装置能够对原位乳化过程进行可视化研究，探究各过程变量对原位乳化的影响，并通过对流出液的分析进一步量化其对提高采收率的贡献。
2、为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种原位乳化过程描述与表征装置，包括：注入装置，用于注入油相或水相；微流控芯片，所述微流控芯片具有注入口和流出口，所述微流控芯片的注入口与所述注入装置连通，所述注入口与所述流出口之间形成有可视微通道结构，所述微通道结构与岩心切片的通道结构匹配，水相通过所述注入口注入所述微通道结构，并对预先注入所述微通道结构的油相进行乳化，乳化后所形成的乳液或被水相驱替出的油相通过所述流出口流出；流出液收集器，与所述微流控芯片的流出口连通，用于收集乳化后所形成的乳液或被水相驱替出的油相；恒温加热器，设置在所述微流控芯片的底部，用于对所述微流控芯片进行恒温加热；荧光显微镜，设置在所述微流控芯片上方，用于观测微通道结构内水相对油相的乳化过程，其中，油相和水相分别采用不同的荧光剂预先进行荧光标记；乳化识别单元，与所述荧光显微镜连通，用于采集所述微通道结构内水相对油相乳化的图像信息；乳化分析单元，与所述乳化识别单元连通，用于基于所述图像信息确定水相对油相的乳化效果；第一压力传感器，设置在所述注入装置与所述微流控芯片注入口之间的进样管路上，用于检测所述进样管路的注入压力；第二压力传感器，设置在所述注入装置与所述微流控芯片流出口之间的出样管路上，用于检测所述出样管路的流出压力。
3、进一步地，所述注入装置包括：注射器和微量进样泵，所述注射器设置在所述微量进样泵与所述第一压力传感器之间，所述微量进样泵用于调节水相或油相的注入量和注入速度，并通过所述注射器向所述进样管路泵入水相或油相。
4、进一步地，所述注射器为气密注射器。
5、进一步地，所述装置还包括：测温探头，所述测温探头设置于所述微流控芯片表面，用于检测所述微流控芯片的温度。
6、进一步地，所述流出液收集器为核磁管。
7、进一步地，核磁管外壁上设置有用于标识标准容量的刻度线。
8、本专利技术第二方面提供一种原位乳化过程描述与表征方法，所述方法应用于上文所述的原位乳化过程描述与表征装置，所述方法包括：分别采用不同的荧光剂对水相和油相进行荧光标记；向微流控芯片的微通道结构注满油相；向所述微流控芯片的微通道结构注入水相，利用水相对微通道结构的油相进行乳化；采集微通道结构水相对油相乳化的图像信息；基于所述图像信息确定水相对油相的乳化效果。
9、进一步地，所述基于所述图像信息确定水相对油相的乳化效果，包括：基于所述图像信息确定乳化后所形成的乳液的尺寸和尺寸分布；乳化后所形成的乳液的尺寸越小，乳化效果越好；乳化后所形成的乳液的尺寸分布越均匀，乳化效果越好。
10、进一步地，所述方法还包括：确定乳化后所形成的乳液的体积与被水相驱替出的油相的体积；乳化后所形成的乳液的体积与被水相驱替出的油相的体积之和越大，乳化效果越好。
11、本专利技术第三方面提供一种原位乳化过程描述与表征系统，包括上文所述的原位乳化过程描述与表征装置。
12、通过本专利技术提供的技术方案，本专利技术至少具有如下技术效果：
13、本专利技术的原位乳化过程描述与表征装置包括注入装置、微流控芯片、流出液收集器、恒温加热器、荧光显微镜、乳化识别单元、乳化分析单元和两个压力传感器。注入装置用于注入油相或水相，微流控芯片具有注入口和流出口，微流控芯片的注入口与注入装置连通，注入口与流出口之间形成有可视的微通道结构，微通道结构与岩心切片的通道结构匹配，水相通过注入口注入微通道结构，并对预先注入微通道结构的油相进行乳化，乳化后所形成的乳液或被水相驱替出的油相通过流出口流出至流出液收集器，恒温加热器设置在微流控芯片的底部，用于对微流控芯片进行恒温加热。油相和水相分别采用不同的荧光剂预先进行荧光标记，能够通过设置在微流控芯片上方的荧光显微镜，观测微通道结构内水相对油相的乳化过程。乳化识别单元与荧光显微镜连通，采集微通道结构内水相对油相乳化的图像信息传输给乳化分析单元，乳化分析单元基于图像信息确定水相对油相的乳化效果。在注入装置与微流控芯片注入口之间的进样管路，以及注入装置与微流控芯片流出口之间的出样管路上分别设置第一压力传感器和第二压力传感器，用于检测管路的压力。通过本专利技术提供的原位乳化过程描述与表征装置、方法及系统，能够利用微流控芯片模拟地下多孔介质，对原位乳化过程进行可视化研究，探究各过程变量对原位乳化的影响，而且能够对流出液进行进一步分析，对流出液进行量化，有助于提高采收率。
14、本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述注入装置包括：
3.根据权利要求2所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述注射器(1)为气密注射器。
4.根据权利要求1所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述装置还包括：
5.根据权利要求1所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述流出液收集器(10)为核磁管。
6.根据权利要求5所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，核磁管外壁上设置有用于标识标准容量的刻度线。
7.一种原位乳化过程描述与表征方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6中任一项所述的原位乳化过程描述与表征装置，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的原位乳化过程描述与表征方法，其特征在于，所述基于所述图像信息确定水相对油相的乳化效果，包括：
9.根据权利要求7所述的原位乳化过程描述与表征方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种原位乳
...【技术特征摘要】
1.一种原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述注入装置包括：
3.根据权利要求2所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述注射器(1)为气密注射器。
4.根据权利要求1所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述装置还包括：
5.根据权利要求1所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征在于，所述流出液收集器(10)为核磁管。
6.根据权利要求5所述的原位乳化过程描述与表征装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭宝亮，刘卫东，侯庆锋，仪晓玲，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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