一种氧气辅助微生物驱油物理评价设备及评价方法与流程

本发明涉及微生物驱油岩心驱替技术领域，具体是一种氧气辅助微生物驱油物理评价设备及评价方法。

背景技术：

对于微生物驱油，氧气的持续补充是确保油藏微生物代谢生成生物表面活性剂的重要条件，生物表面活性剂是微生物驱油提高石油采收率的主要机理之一。目前微生物驱油现场实施中，主要依靠向油藏中注入空气的方法提供给微生物氧气，而微生物主要利用水中的氧进行代谢活动，因此水中溶解氧是微生物代谢产生生物表面活性剂的重要前提条件。目前室内模拟空气辅助微生物驱实验，多采用直接向岩心注空气的方法，模拟空气辅助微生物驱油的过程；空气辅助微生物驱油过程中除溶于水中的气体外，空气中的大部分气体不能溶于水中，该部分气体将直接驱替岩心多孔介质中的原油，但是受岩心尺寸限制，采出的原油受空气驱油机理影响严重，而利用水中溶解氧的微生物驱油驱出的原油量相对减少，不能充分模拟氧气辅助微生物驱油的效果，影响实验结果的可靠性和准确性；另外常规的计量方式多采用敞口量筒直接测量，不能对气体进行收集和测量，从而造成实验误差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提解决上述问题，提供一种氧气辅助微生物驱油物理评价设备及评价方法。

本发明采用的技术方案为：一种氧气辅助微生物驱油物理评价设备，包括：气液混合装置，溶解气注入装置，多功能驱替计量装置，所述气液混合装置包括第一柱塞泵、带刻度中间容器、气液混合容器、注气泵、储存器、第二柱塞泵，所述第一柱塞泵设置在所述带刻度中间容器内，所述带刻度中间容器、所述注气泵及所述储存器分别与所述气液混合容器连接，所述第二柱塞泵设置在所述储存器内，所述储存器与所述溶解气注入装置连接，所述溶解气注入装置包括中间容器、第三柱塞泵、第六导管及第七导管，所述第三柱塞泵设置在所述中间容器内，所述第六导管一端与所述中间容器的底部连接，所述第六导管另一端与所述储存器的顶部连接，所述第七导管一端与所述中间容器的底部连接，所述第七导管另一端与所述多功能驱替计量装置连接，所述多功能驱替计量装置包括岩心夹持器、压差测量装置、多功能计量器、量杯、第八导管及第九导管，所述岩心夹持器一端与所述第七导管连接，另一端与所述第八导管连接，所述第八导管与所述多功能计量器连接，所述第九导管一端与所述多功能计量装置连接，另一端深入所述量杯内，所述压差测量装置的两端分别与所述第七导管及所述第八导管连接。

一种氧气辅助微生物驱油物理评价方法，采用如权利要求1-8所述的氧气辅助微生物驱油物理评价设备进行试验。

本发明的效果是：本发明能够合理模拟微生物驱油过程中微生物对水中溶解氧的利用问题，并可规避不可溶解到水中的气体对驱油的影响，能够完整模拟微生物驱油的整个过程，较真实的评价氧气辅助微生物驱油，氧气的作用后的效果，并能够精确测量驱替后各相流体的体积。

附图说明

图1所示为本发明提供的一种氧气辅助微生物驱油物理评价设备的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下面结合附图介绍本发明的氧气辅助微生物驱油物理评价设备及评价方法。

请参阅图1，为本发明提供的一种氧气辅助微生物驱油物理评价设备，包括：气液混合装置，溶解气注入装置，多功能驱替计量装置，所述气液混合装置、所述溶解气注入装置及所述多功能驱替计量装置依次连接。

所述气液混合装置包括第一柱塞泵1、带刻度中间容器2、气液混合容器11、注气泵7、储存器21、第二柱塞泵19，所述第一柱塞泵1设置在所述带刻度中间容器2内并与所述带刻度中间容器2的内壁抵接，所述带刻度中间容器2、所述注气泵7及所述储存器21分别与所述气液混合容器11连接，所述第二柱塞泵19设置在所述储存器21内且与所述储存器21的内壁抵接，所述储存器21与所述溶解气注入装置连接。

所述气液混合装置还包括第一压力温度传感器3及第二压力温度传感器18，所述第一压力温度传感器3设置在所述气液混合容器11上，用于检测所述气液混合容器11内部的压力及温度；所述第二压力温度传感器18设置在所述储存器21上，用于检测所述储存器21内的压力及温度。

所述气液混合装置还包括第一导管13、第二导管9及第三导管15，所述第一导管13一端与所述带刻度中间容器2的底部连接，另一端伸入所述气液混合容器11内且端部上装设有一喷嘴4，所述第二导管9一端与所述注气泵7连接，另一端从所述气液混合容器11的底部伸入所述气液混合容器11内且端部上设有弯管喷嘴10，所述第三导管15的两端分别与所述气液混合容器11及所述储存器21连接。

所述气液混合容器11的顶部上设有第四导管6，所述储存器21的顶部设有第五导管17，所述第一导管13上设有第一单向阀14，所述第二导管9上设有第二单向阀8，所述第三导管15上设有第一阀门12，所述第四导管6上设有第二阀门5，所述第五导管17上设有第三阀门16。

所述储存器21上开设有一用于观测的观测窗20。

所述溶解气注入装置包括中间容器25、第三柱塞泵26、第六导管22及第七导管27，所述第三柱塞泵26设置在所述中间容器25内并与所述中间容器25的内壁抵接，所述第六导管22一端与所述中间容器25的底部连接，所述第六导管22另一端与所述储存器21的顶部连接，所述第七导管27一端与所述中间容器25的底部连接，所述第七导管27另一端与所述多功能驱替计量装置连接。

所述第六导管22上设有第四阀门23，所述第七导管27上设有第五阀门24及第六阀门28。

所述多功能驱替计量装置包括岩心夹持器29、压差测量装置32、多功能计量器34、量杯38、第八导管31及第九导管37，所述岩心夹持器29一端与所述第七导管27连接，另一端与所述第八导管31连接，所述第八导管31与所述多功能计量器34连接，所述第九导管37一端与所述多功能计量装置34连接，另一端深入所述量杯38内，所述压差测量装置32的两端分别与所述第七导管27及所述第八导管31连接。

所述第八导管31上设有一回压阀32，所述第九导管37上设有第七阀门36。

所述多功能计量器34的外壁上套设有恒温套33，所述多功能计量器34的内壁上涂有亲水材料35。

本设备的工作过程如下：根据岩心夹持器27选取岩心，按照行业标准将选取的岩心饱和水和油，并将饱和油后的岩心置于所述岩心夹持器27里，开启第二阀门5，通过第一导管13和喷嘴4向气液混合容器11注水，在计算设定压力下水中氧气溶解量的前提下，利用注气泵7，经过第二单向阀8，通过第二导管9和弯管喷嘴10向气液混合容器11注入氧气，注气的弯管喷嘴10和喷嘴4可让水相上下流动，有利于气相溶解于水相，通过不断注入气体和水相，达到设定压力。混合容器中的压力和温度通过压力温度传感器3读取。

关闭第一单向阀14，继续注入氧气，将达到氧气溶解饱和度的水，通过第一阀门12和第三导管15，在大于或等于设定压力下注入存储装置，存储装置中的压力和温度通过第二压力温度传感器18读取。打开第三阀门16，维持设定压力下将不能溶解在水中的剩余气体排出。

通过观察窗20观察存储装置21中是否存在剩余的气体。

将气液混合容器11中的饱和溶解度的水驱入存储装置21后，在气液混合容器11中继续制备设定压力下达到氧气溶解饱和度的水，然后再次驱入存储装置21，不断重复该过程，可持续获得达到设定压力下氧气溶解饱和度的水。

关闭第一阀门12、第五阀门24，打开第四阀门23，通过第六导管22，将存储装置21中的液体通过第二柱塞泵19驱入中间容器25中。

关闭阀门23，打开第五阀门24、第六阀门28，在保持设定压力下，利用第三柱塞泵26将中间容器25中的液体通过第七导管27驱入岩心加持器29中的岩心中。结合微生物驱油机理，模拟氧气辅助微生物驱油过程；岩心夹持器29与多功能计量装置之间设有回压阀30，其开启压力必须达到设定压力，通过压差测量装置32测量岩心两段压力和压差；从岩心中驱替出来的流体，包括气体和液体，通过第八导管31进入多功能计量器34，由于多功能计量器34内壁设有亲水材料35，外壁套有恒温套33，静止少许时间，就能保证油气水在多功能计量器34中充分分层，即可通过刻度进行读数，打开阀门36，随着驱替的进行，多功能计量器34中多余的水通过第七导管37流入量杯38内进行回收处理。

通过观察窗20观察氧气是否全部溶解在水相中，因为气体密度较小，多余的气体存在于存储装置21的上面，若有多余氧气可通过打开第三阀门16，将其排出。

一种氧气辅助微生物驱油物理评价方法，其包括以下步骤：

1、根据岩心夹持器选取岩心，将选取的岩心饱和水和油，并将饱和后的岩心置于所述岩心夹持器里；

2、通过第一柱塞泵向气液混合容器注水，通过注气泵向气液混合容器注气，让气液在气液混合装置里充分混合，通过提高气液混合容器的压力，提高气体在水中的溶解度，一定压力下水中溶解气达到饱和度后，通过注气泵继续向混合装置中注气，使气液混合容器中饱和溶解气的水通过进入存储器中；

3、存储器中多余的气体，在大于或等于存储器中溶解气饱和压力的前提下，通过打开其顶端的第三阀门，放掉；

4、存储器侧面设有透明的观察窗，观察存储器中是否存在多余气体；

5、通过第二柱塞泵，在大于或等于气体溶解压力的前提下将存储器中的液体注入耐高温高压的中间容器，通过第三柱塞泵将中间容器中饱和溶解气的水注入岩心；

6、中间容器与岩心夹持器设有回压阀，其开启压力必须大于此时设定的溶解气饱和压力，回压阀才能打开，允许饱和溶解气的流体进入岩心；

7、给岩心加压，使其高于此时溶解气压力；

8、将设定压力下饱和溶解气的水注入岩心夹持器里，根据微生物生长代谢机理及驱油要求，模拟微生物驱油；

9、从岩心中驱替出来的流体，进入多功能计量器，静止一段时间，油气水在多功能计量器中充分分层，即可通过刻度进行读数，多余的水通过导管流入大量筒进行回收处理。

本发明能够合理模拟微生物驱油过程中微生物对水中溶解氧的利用问题，并可规避不可溶解到水中的气体对驱油的影响，能够完整模拟微生物驱油的整个过程，较真实的评价氧气辅助微生物驱油，氧气的作用后的效果，并能够精确测量驱替后各相流体的体积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。