一种评价泡沫油生成有效性的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种评价泡沫油生成有效性的装置及方法，属于石油化工技术领域。
【背景技术】
[0002] 中国、加拿大和委内瑞拉等地区稠油资源十分丰富。部分稠油油藏降压冷采过程 中产出油呈现连续的泡沫状态，原油中含有大量稳定小气泡。人们称上述原油为泡沫油。泡 沫油产生的原因在于地层压力低于泡点压力时，由于稠油粘滞力大于重力，从原油中逸出 的溶解气泡不是直接聚并形成连续的气相，而是W小气泡的形式分散在原油中所致。大量 生产实践表明，由于泡沫油现象的存在，该类油藏较常规溶解气驱油藏生产气油比上升速 度缓慢，采收率高出5-25%，采油速度高出10-30倍，有的甚至高达100倍。因此，泡沫油机 理对于提高稠油油藏采收率至关重要。
[0003] 泡沫油提高采收率机理主要是稠油通过捕获逸出的溶解气而使得稠油体积膨胀， 油藏生产气油比降低，因此，系统地确定泡沫油的膨胀、捕获气体能力及其稳定性（存在时 间）是评价泡沫油有效性的重要参数指标。
[0004] 目前，对于评价泡沫油的膨胀和气体捕获能力还没有系统的方法。测量泡沫油稳 定性的主要过程为；将一定量地层压力和温度下的地层稠油导入到标有高度值的高温高压 可视化PVT仪中，降低压力至泡点压力之下，由于析出的溶解气分散在油相中形成泡沫油， 液相高度不断增加，之后，随着压力的进一步降低，泡沫油现象消失，液相高度降低，通过记 录液相高度随时间的变化，记录半衰期评价泡沫油稳定性。
[0005] 上述实验方法存在W下不足；（1)实验过程复杂、费时，需要地层原油复配、设定 压降速度降压等过程；（2)实验设备需要具备耐高温高压、可视化功能，价格昂贵；（3)由于 不是所有的稠油油藏降压冷采过程中均会产生泡沫油现象，因此，实验用油样为中国、委内 瑞拉或加拿大等特定地的稠油，限制了该领域的研究范围；(4)上述方法通过降压生成泡 沫油，因此，达到最大高度测定半衰期时，气泡生成过程无法停止，使得半衰期测量误差较 大；（5)不能研究泡沫大小、气泡分散程度等微观因素对泡沫油稳定性的影响；(6)不能同 时测量泡沫油的膨胀和气体捕获能力，从而无法全面评价泡沫油有效性。
【发明内容】
[0006] 针对【背景技术】中提到的问题，本发明提出了一种评价泡沫油生成有效性的装置及 方法，该装置及方法通过在添有油溶性表面活性剂的稠油中注气生产泡沫油，降低了实验 设备要求、简化了实验过程，扩大了实验用油样范围，有效避免泡沫油生成而导致的半衰期 测量误差，满足微观参数影响规律研究的需要，并能够同时实现泡沫油稳定性、膨胀和气体 捕获能力的定量准确测量，从而可W全面地评价泡沫油有效性，为泡沫油提高稠油油藏采 收率的系统决策提供重要的依据。
[0007] 其采用的技术方案如下；一种评价泡沫油生成有效性的装置及方法，包括数字流 量型蠕动累I、数字流量型蠕动累II、数字流量型蠕动累III、气体流量计I、气体流量计 III、试验台、供气软管III、卡套式接头、密封连接接头、小径针头、非接触式超声波连续液 位传感器、实验容器、容器盖、大径针头、摄像机、供气软管II、气体流量计II、供气软管I、 中径针头、测试控制板、总开关、计算机，其中所述数字流量型蠕动累I、供气软管I、卡套式 接头、密封连接接头和大径针头依次连接，组成大径进气实验分支管路；所述数字流量型蠕 动累II、供气软管II、卡套式接头、密封连接接头和中径针头依次连接，组成中径进气实验 分支管路；所述数字流量型蠕动累III、供气软管III、卡套式接头、密封连接接头和小径针 头依次连接，组成小径进气实验分支管路；所述容器盖安装在实验容器上部，并在其上部开 有大径针头、中径针头、小径针头和非接触式超声波连续液位传感器的安装孔；所述数字 流量型蠕动累I、数字流量型蠕动累II、数字流量型蠕动累III、气体流量计I、气体流量计 III、气体流量计II、非接触式超声波连续液位传感器、摄像机、测试控制板、总开关和计算 机组成本装置的测试控制部分，所述数字流量型蠕动累I、数字流量型蠕动累II和数字流 量型蠕动累III放置在试验台上，并通过导线连接测试控制板，所述气体流量计I、气体流 量计II和气体流量计III分别安装在供气软管I、供气软管II和供气软管III上，并通 过导线连接测试控制板，所述非接触式超声波连续液位传感器安装在容器盖上部的安装孔 中，并利用导线连接测试控制板，所述总开关安装在测试控制板的主电源上，所述摄像机安 装在试验台下部，其摄像头对准实验容器，并通过数据线连接计算机。
[000引所述密封连接接头有两部分组成，其上部为铜质接头，其下部为塑料接头，两者密 封连接，在其铜质接头上部分别利用卡套式接头密封连接供气软管I、供气软管II和供气 软管III，在其塑料接头下部分别密封连接大径针头、中径针头和小径针头，所述大径针头、 中径针头和小径针头采用不诱钢制成，长度为10. 16cm，其内径依次为0. 413mm、0. 26mm、 0. 159mm，其末端为垂直于轴线平面，安装时其下部末端距离实验容器底部0. 1mm，所述实验 容器采用透明材料制成。
[0009] 利用上述装置生产人工泡沫油，并定量评价泡沫油稳定性、膨胀W及捕获气体能 力的方法，包括W下步骤；在实验容器中用一定量油溶性表面活性剂与原油配置一定浓度 的溶液，记录此时溶液高度和体积hi和V
[0010] 打开总开关，设定分别设定数字流量型蠕动累I、数字流量型蠕动累II和数字流 量型蠕动累III的流量qi、Q2和q3,之后驱动数字流量型蠕动累I、数字流量型蠕动累H和 数字流量型蠕动累III工作，将空气通过大径针头、中径针头和小径针头注入乳状液中生 成小气泡，气泡在表面活性剂的作用下分散在原油中生成泡沫油，在数字流量型蠕动累I、 数字流量型蠕动累II和数字流量型蠕动累HI工作的同时，利用非接触式超声波连续液位 传感器记录泡沫油的高度的变化，利用气体流量计I、气体流量计II和气体流量计HI记录 总的供气量Qi、Q2和Q3,利用计算机记录时间t和数据的变化情况，利用摄像机监测实验容 器中泡沫油的高度变化过程W及泡沫油气泡大小等形态特征；由于气泡的存在，泡沫油体 积不断膨胀，实验容器中的高度不断增加，当泡沫油生产速度与气泡破裂速度相同时，泡沫 油高度长时间小范围波动，因此，当非接触式超声波连续液位传感器检测到的液面高度在 某一数值小范围波动超过15秒时，停止驱动数字流量型蠕动累I、数字流量型蠕动累II和 数字流量型蠕动累HI工作，从而停止注气，此时泡沫油体积和高度为最大值停 止注气后，由于气泡的破裂，泡沫油高度不断降低，当高度为最大高度的一半时，记录时间 为Ti/2,用于评价泡沫油稳定性；通过W下公式计算膨胀系数（SR)和气体捕获系数佑巧，用 于评价泡沫油膨胀和气体捕获能力；Q=Q1+Q2+Q3，
通过更换不同 原油和表面活性剂浓度，调整进气实验分支管路个数，改变数字流量型蠕动累流速，变换针 头使用的孔径，设定不同的实验条件。
[0011] 本发明具有如下优点：结构简单、操作方便，可实现计算机的自动化测量与控制， 能够可视化泡沫油生成、膨胀W及消失过程，定量评价泡沫油稳定性、膨胀W及捕获气体能 力，是一种实用的评价泡沫油增油机理的装置和方法。
【附图说明】
[0012] 图1 ;本发明一种评价泡沫油生成有效性的装置总体结构图；
[0013] 图2 ;本发明一种评价泡沫油生成有效性的装置中实验容器上部结构图；
[0014] 图3;本发明一种评价泡沫油生成有效性的装置中实验容器下部结构图；
[0015] 图4 ;本发明一种评价泡沫油生成有效性的装置控制原理图；
[0016] 图5;本发明一种评价泡沫油生成有效性的装置及方法的实验参数图。
[0017] 1.数字流量型蠕动累I，2.数字流量型蠕动累II，3.数字流量型蠕动累III，4.气 体流量计1,5.气体流量计III，6.试验台，7.供气软管III，8.卡套式接头，9.密封连接接 头，10.小径针头，11.非接触式超声波连续液位传感器，12.实验容器，13.容器盖，14. 大径针头，15.摄像机，16.供气软管II，17.气体流量计II，18.供气软管1,19.中径针头， 20.测试控制板，21.总开关，22.计算机。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
[0019] 如图1-图5所示，本发明一种评价泡沫油生成有效性的装置及方法，包括数字流 量型蠕动累I1、数字流量型蠕动累II2、数字流量型蠕动累III3、气体流量计I4、气体 流量计III5、试验台6、供气软管III7、卡套式接头8、密封连接接头9、小径针头10、非 接触式超声波连续液位传感器11、实验容器12、容器盖13、大径针头14、摄像机15、供气软 管1116、气体流量计II17、供气软管I18、中径针头19、测试控制板20、总开关21、计算机 22,其中所述数字流量型蠕动累I1、供气软管I18、卡套式接头8、密封连接接头9和大径 针头14依次连接，组成大径进气实验分支管路；所述数字流量型蠕动累II2、供气软管II 16、卡套式接头8、密封连接接头9和中径针头19依次连接，组成中径进气实验分支管路； 所述数字流量型蠕动累III3、供气软管III7、卡套式接头8、密封连接接头9和小径针头 10依次连接，组成小径进气实验分支管路；所述密封连接接头9有两部分组成，其上部为铜 质接头，