/水体系中的浓度分布的装置及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种测定一维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO2/水体系中的浓度分布的装置及方法，属于油气田开发工程技术领域。
【背景技术】
[0002]由于CO2是一种在油和水中溶解度都很高的气体，CO2驱以成本低廉、成效显著、可回收重复利用、无毒环保，当它大量溶解于原油中时，可以使原油体积膨胀、黏度下降，还可以降低油水间的界面张力，提高原油采收率技术。在低渗透油藏、高含水油藏以及深层油藏中都有良好的应用前景，并且注CO2气体能够减少空气中CO 2量，降低温室效应，有利于环境保护。但是在油藏条件下，CO2+般处于超临界状态下(温度和压力分别处于31.rc和
7.38MPa以上)，具有很强流动性，驱油时容易产生气窜或粘性指进，与表面活性剂水溶液形成CO2乳液是控制CO 2流度的有效措施。但是加入表面活性剂就涉及渗流过程中CO 2可溶表面活性剂在CO2/水体系中的浓度分布的问题，这为表面活性剂在渗流过程中的运移提供依据。
[0003]申请号为CN201110191927.4的专利公开了一种低浓度粘弹性表面活性剂溶液的制备方法及浓度测定，一些相关的研宄只是测定了化合物在有水中或油中的分配系数和浓度分布，但是并未涉及岩心在渗流过程及CO2可溶表面活性剂在CO J水体系中的浓度分布的方法，没有测定在渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO J水体系中的浓度分布的方法及
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【发明内容】
[0004]为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种操作简单，测定准确的测定一维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO J水体系中的浓度分布的装置及方法。
[0005]本发明是通过以下措施实现的:
[0006]一种测定一维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO J水体系中的浓度分布的装置，包括内填石英砂且为横向圆柱形的一维岩心模型；
[0007]所述一维岩心模型的进口端连接有相并联的乳液发生器和原油注入装置，所述乳液发生器的进口端连接有相并联的0)2气体注入装置和表面活性剂注入装置；
[0008]所述一维岩心模型的出口端通过回压阀连接有相并联的气源瓶和盛液瓶，一维岩心模型顶部开有若干等间距的取样口，取样口与一维岩心模型内的岩心相连通，每个取样口通过带阀门的管路各自连接有取样器。
[0009]本发明优选的，上述取样器包括圆筒形的不锈钢外壳和透明玻璃内胆，不锈钢外壳上设置有观察窗口，取样器两端分别设置有与透明玻璃内胆相连通的进液口和出液口，进液口通过管线与一维岩心模型的取样口连接，出液口连接有阀门，透明玻璃内胆的内部设置有活塞。
[0010]本发明优选的，上述一维岩心模型包括横向圆柱形的外壳，外壳内设置有横向圆柱形的内腔，内腔填满粒径为50-200目之间的石英砂，渗透率为500-2000mD，外壳的进口端和出口端两端分别设置有螺纹接口，圆柱形内腔的长度为50-100cm，直径为5-10cm。
[0011]进一步优选的，一维岩心模型的圆柱形内腔的长度为60-80cm，直径为6_8cm。
[0012]本发明优选的，上述原油注入装置包括原油中间容器，CO2气体注入装置包括CO2气体中间容器，表面活性剂注入装置包括表面活性剂中间容器，原油中间容器、CO2气体中间容器和表面活性剂中间容器内均设置有活塞，并且原油中间容器、CO2气体中间容器和表面活性剂中间容器均各自连接有可推动活塞移动的平流泵。活塞分别将三个中间容器内的空腔隔成两个腔室，CO2气体中间容器的一个腔室与CO2平流泵连通，另一个腔室连通乳液发生器；表面活性剂中间容器的一个腔室与表面活性剂平流泵连通，另一个腔室连通乳液发生器；原油中间容器的一个腔室与与平流泵连接，另一个腔室通过管线与一维填砂模型的内腔连通。
[0013]本发明优选的，在CO2气体中间容器、表面活性剂中间容器、原油中间容器上均连接有压力表。
[0014]本发明优选的，上述取样口的间距为5-lOcm。
[0015]本发明的CO2气体中间容器、表面活性剂中间容器、原油中间容器内分别盛装有CO2气体、表面活性剂液体、原油，平流泵用于驱替活塞移动，将中间容器内的流体进入一维填砂模型。乳液发生器可使通过的表面活性剂水溶液和0)2气体产生乳液，回压阀使填砂模型达到实验所需的压力。
[0016]本发明的取样器可视化，内部有活塞，再用泵把水顶替出来，将水相和0)2相分离，CO2相样品溶解在水中，水相用高效液相色谱法(HPLC)检测表面活性剂的浓度，从而确定表面活性剂在超临界CO2和水两相中的溶解度，获得表面活性剂在油藏中的分布运移特征。
[0017]本发明优选的，所述的CO2气体中间容器内装有高压气体，由CO2气瓶提供。
[0018]本发明优选的，所述的乳液发生器可使通过的表面活性剂溶液和CO2气体生成乳液。
[0019]本发明优选的，所述的回压阀有三个接口，一端接进液口，一端接出液口，最后一端接气瓶，用于施加回压，使填砂模型达到实验所需的压力。
[0020]采用上述测定一维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO2/水体系中的浓度分布的装置进行的测定方法，
[0021]步骤1，将一维岩心模型的岩心温度加热到模拟油藏温度，并维持该温度10-12小时，然后通过气源瓶给回压阀设定回压，以给岩心加围压；
[0022]步骤2，将一维岩心模型的岩心抽真空后饱和水；
[0023]步骤3，向一维岩心模型的岩心内注入原油，直至岩心被原油驱替至束缚水状态；
[0024]步骤4，将CO2气体和表面活性剂溶液注入乳化发生器内进行乳化，并将乳化后的稳定乳液注入岩心内，待岩心内压力稳定后，即达到了超临界CO2乳液渗流状态；
[0025]步骤5，待一维岩心模型出口端产出液中含有乳液时，通过取样口对岩心不同位置进行取样，取样后待取样器内乳液破灭后，将取样器内的C02气体注入相溶解在超纯水中，用高效液相色谱法(HPLC)检测表面活性剂的浓度，即可获得表面活性剂在超临界C02相中的溶解度。
[0026]本发明优选的，在步骤4中，将CO2气体和表面活性剂溶液注入乳化发生器内进行乳化之前，先采用平流泵将CO2气体中间容器内的CO 2气体和表面活性剂中间容器内的表面活性剂溶液进行压缩，使CO2气体压力和表面活性剂溶液压力升至与原油驱替压力相同。
[0027]本发明优选的，在步骤4中CO2与表面活性剂溶液以气液比2?5:1的比例在乳液发生器内进行混合。
[0028]本发明的有益效果是:本发明的装置采用一维岩心模型模拟真实的藏油环境，在模型不同部位取样，取样器可视化，能够准确检测出表面活性剂的浓度，从而确定表面活性剂在超临界CO2和水两相中的溶解度，获得表面活性剂在不同温度压力油藏中的一维分布运移特征。操作简单，测定的准确率高。
【附图说明】
[0029]图1本发明测定一维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO J水体系中的浓度分布的装置的结构示意图；
[0030]图2本发明取样器的结构示意图；
[0031]其中，I 一维岩心模型，2原油中间容器，3表面活性剂中间容器，4 0)2气体中间容器，5平流泵，6乳化发生器，7六通阀，8取样口，9取样器，10回压阀，11气源瓶，9_1进液口，9-2观察窗口，9-3内胆，9-4外壳，9-5活塞，9_6出液口。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明做进一步详细的描述:
[0033]本发明的装置采用相似理论设计一维岩心模型I尺寸和实验参数，CO2相携带表面活性剂注入模型，在模型不同部位取样，在取样器9中将水相和0)2相分离，CO2相样品溶解在水中，用高效液相色谱法(HPLC)检测表面活性剂的浓度，从而确定表面活性剂在超临界CO2和水两相中的溶解度，获得表面活性剂在不同温度压力油藏中的一维分布运移特征。
[0034]实施例1
[0035]一种测定一维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO J水体系中的浓度分布的装置，结构如图1、2所不，包括内填石英砂且为横向圆柱形的一维岩心模型I ;一维岩心模型I包括横向圆柱形的外壳9-4，外壳9-4内设置有横向圆柱形的内腔，内腔填满粒径为50目的石英砂，渗透率为2000mD，外壳9-4的进口端和出口端两端分别设置有螺纹接口，圆柱形内腔的长度为50cm，直径为5cm。
[0036]一维岩心模型I的进口端通过六通阀7连接有相并联的乳液发生器和原油注入装置，乳液发生器的进口端连接有相并联的CO2气体注入装置和表面活性剂注入装置；一维岩心模型I的出口端通过回压阀10连接有相并联的气源瓶11和盛液瓶，一维岩心模型I顶部开有若干等间距的取样口 8，取样口 8与一维岩心模型I内的岩心相连通，每个取样口 8通过带阀门的管路各自连接有取样器9。取样口 8的间距为5cm，一共开有9个取样口 8。通过取样口 8实现对模型内流体进行取样，取样更全面。原油注入装置包括原油中间容器2，CO2气体注入装置包括CO 2气体中间容器4，表面活性剂注入装置包括表面活性剂中间容器3，原油中间容器2、C02气体中间容器4和表面活性剂中间容器3内均设置有活塞9-5，并且原油中间容器2、C02气体中间容器4和表面活性剂中间容器3均各自连接有可推动活塞9-5移动的平流泵5。中间容器的压力表量程为O?25MPa，用于检测中间容器的压力，中间容器体积均为500ml，分别盛装CO2气体、表面活性剂溶液及原油。
[0037]取样器9包括圆筒形的不锈钢外壳9-4和透明玻璃内胆9-3，不锈钢外壳9_4上设置有观察窗口 9-2，取样器9两端分别设置有与透明玻璃内胆9-3相连通的进液口 9-1和出液口 9-6，进液口 9-1通过管线与一维岩心模型I的取样口 8连接，出液口 9-6连接有阀门，透明玻璃内胆9-3的内部设置有活塞9-5。
[0038]实施例2
[0039]如实