用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置及方法与流程

本发明涉及油气田开发实验设备技术领域，更具体地讲，涉及一种用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置及方法。

背景技术：

油田堵水技术是注水开发非均质油田的一项重要工艺技术，现场实践证明，油田堵水技术可以有效降低油井产水量，提高油井产油量，改善注水井吸水的不均匀性，从而提高注水井纵向的波及系数，增加油田的可采储量并提高油田注水开发的阶段采出程度，最终提高油田注水开发的采收率。

堵水是指从油井进行的封堵高渗透层的作业，可减少油井的出水量。现阶段油田采用的堵水工艺很多用会用到化学堵水(选择性堵水、非选择性堵水、注水井调整吸水剖面和区块整体堵水技术)技术，随着开发的油气藏埋藏深度越来越深，地层温度和压力也越来越高，在高温高压条件下化学堵剂的交联效果对油田堵水的最终效果有很大的影响。

因此，有必要提供一种能够在高温高压条件下研究油田堵水化学堵剂交联效果的实验装置和实验方法。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够实现在不同地层压力、不同地层温度条件下研究化学堵剂交联情况的实验装置和方法。

本发明的一方面提供了一种用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置，所述高温高压反应装置包括底座、反应单元、温度调节单元和压力调节单元，

所述反应单元包括反应容器、容器盖和安全盖，所述反应容器设置在底座上；所述容器盖包括小头端盖和大头端盖并且容器盖上设置有进气孔，所述容器盖通过大头端盖盖在所述反应容器上并密封所述反应容器；所述安全盖套装在所述容器盖的小头端盖上并将容器盖固定在反应容器上；

所述温度调节单元包括加热圈和温度控制器，所述加热圈套装在反应容器的外壁上，所述温度控制器与加热圈上的接线端口连接；

所述压力调节单元与所述容器盖上的进气孔连接并与反应容器的反应腔连通。

根据本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的一个实施例，所述反应容器上设置有压力表和泄压阀。

根据本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的一个实施例，所述压力调节单元包括氮气瓶、进气管、压力调节阀和控制阀，所述氮气瓶通过进气管与容器盖上的进气孔连接，所述压力调节阀设置在氮气瓶上，所述控制阀设置在进气管与进气孔之间。

根据本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的一个实施例，所述容器盖的大头端盖边缘设置有密封圈。

根据本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的一个实施例，所述安全盖通过螺纹连接旋转固定在反应容器上并将容器盖固定在反应容器上。

根据本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的一个实施例，所述高温高压反应装置还包括若干个用于盛放不同化学堵剂并且能够放置在所述反应容器的反应腔中的烧杯。

本发明的另一方面提供了一种用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应方法，采用上述用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置下研究化学堵剂在不同地层压力、不同地层温度条件下的交联情况。

根据本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应方法的一个实施例，所述方法包括以下步骤：

在反应容器中装入化学堵剂，盖上容器盖并旋紧安全盖，确保反应容器密封；

打开压力调节单元调节反应容器中的压力达到实验要求并关闭压力调节单元，打开温度调节单元调节反应容器中的温度达到实验要求；

记下开始实验的时间并在达到实验要求的时间之后，关闭温度调节单元并对反应容器进行泄压，待压力为零后打开安全盖和容器盖，取出化学堵剂并对其进行检测，结束实验后清理装置待下次使用。

与现有技术相比，本发明的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置及方法具有以下优点：(1)操作简单，安全可靠；(2)用氮气进行加压，氮气既有成本低又易于运输的优势，更重要的是不参与化学反应，不会影响实验效果；(3)这个装置只要反应容器中的压力达到实验所要求的压力，关闭阀门后再无需进行加压，即可持续地维持反应容器中的压力；(4)泄压方便，只要打开反应容器的泄压阀，就可以卸掉反应容器的压力。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的立体结构示意图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的前视结构示意图。

图3示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的局部结构示意图。

图4示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置中容器盖的结构示意图。

图5示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置中安全盖的结构示意图

图6示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置中底座的结构示意图。

图7示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置中加热圈的结构示意图。

图8示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置中控制阀的结构示意图。

图9示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置中氮气瓶的结构示意图。

附图标记说明：

1-底座、2-加热圈、3-压力表、4-容器盖、5-密封圈、6-进气管、7-压力调节阀、8-氮气瓶、9-控制阀、10-安全盖、11-泄压阀、12-反应容器、13-接线端口、14-温度控制器、15-进气孔、16-反应腔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将先对本发明用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的结构和原理进行详细说明。

图1示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的立体结构示意图，图2示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的前视结构示意图，图3示出了根据本发明示例性实施例的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置的局部结构示意图。

如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施例，所述用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置包括底座1、反应单元、温度调节单元和压力调节单元。其中，底座1是用于安装和支撑反应单元的结构组件，反应单元是保证高温高压反应条件的关键反应组件，温度调节单元用于调整反应单元的温度条件，压力调节单元用于调整反应单元的压力条件。

下面对各结构组件进行分别的介绍和说明。

根据本发明，反应单元包括反应容器12、容器盖4和安全盖10，反应容器12设置在底座1上，其中，反应容器12、容器盖4、安全盖10和底座1的结构分别如图3、图4、图5和图6所示。

反应容器12具有反应腔16，其中可以盛装实验用的化学堵剂，优选地采用若干个用于盛放不同化学堵剂并且能够放置在反应容器12的反应腔16中的烧杯进行实验。

容器盖4包括小头端盖和大头端盖并且容器盖4上设置有进气孔15，容器盖4是用来盖住反应容器12的。具体地，容器盖4通过大头端盖盖在反应容器12上并密封反应容器12，安全盖10则套装在容器盖4的小头端盖上并将容器盖4固定在反应容器12上。其中，容器盖4的大头端盖边缘设置有密封圈5，以防止反应容器漏气；并且，安全盖10通过螺纹连接旋转固定在反应容器12上并将容器盖4固定在反应容器12上，安全盖10旋转地越紧则密封地越好。也即，本发明的反应容器12是通过容器盖4和安全盖10的配合进行双重密封，有利于保证反应容器12的高温高压反应条件。

本发明中采用的温度调节单元优选地包括加热圈2和温度控制器14，加热圈2的结构如图7所示。加热圈2套装在反应容器12的外壁上，温度控制器14与加热圈2上的接线端口13连接，由此能够通过温度控制器14控制加热圈2对反应容器12的加热并继而控制反应容器12内的反应温度。

本发明中采用的压力调节单元与容器盖4上的进气孔15连接并与反应容器12的反应腔16连通，反应容器12上优选地设置有压力表3和泄压阀11。具体地，压力调节单元包括氮气瓶8、进气管6、压力调节阀7和控制阀9，氮气瓶7和控制阀9的结构分别如图9和图8所示。氮气瓶7通过进气管6与容器盖4上的进气孔15连接，压力调节阀7设置在氮气瓶7上，控制阀9设置在进气管6与进气孔15之间。其中，控制阀9可以控制反应容器12内的压力大小，氮气瓶8内的高压氮气通过进气管6、控制阀9、容器盖4的进气孔15进入反应容器12中，当反应容器12上的压力表3达到实验所要求的压力时，关闭压力调节阀7和控制阀9即可。

同时，本发明还提供了采用上述用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置研究化学堵剂在不同地层压力、不同地层温度条件下的交联情况的方法。

根据本发明的示例性实施例，该方法可以包括以下步骤：

在反应容器中装入化学堵剂，盖上容器盖并旋紧安全盖，确保反应容器密封；

打开压力调节单元调节反应容器中的压力达到实验要求并关闭压力调节单元，打开温度调节单元调节反应容器中的温度达到实验要求；

记下开始实验的时间并在达到实验要求的时间之后，关闭温度调节单元并对反应容器进行泄压，待压力为零后打开安全盖和容器盖，取出化学堵剂并对其进行检测，结束实验后清理装置待下次使用。

根据本发明的一个实施例，也可以按照如下步骤进行：在开始实验前，关闭泄压阀11并打开控制阀9，向烧杯中装入适量的化学堵剂并放入反应容器12的反应腔16中(化学堵剂的量由实验设定的量决定)；用容器盖4盖住反应容器12，然后旋紧安全盖10，确保达到密封的效果；打开氮气瓶8的压力调节阀7，向反应容器12中充入氮气，待压力表3的数值达到实验要求的压力时，关闭压力调节阀7，也同时关闭控制阀9，此时反应容器中的压力为实验所要求的压力；打开温度控制器14的电源开关并设定实验要求的温度，记下开始试验的时间，待到实验要求的时间后，关闭温度控制器14并打开泄压阀11，待压力表3的数字为零时，旋开安全盖10并打开容器盖4，取出盛有化学堵剂的烧杯15，根据实验需要对化学堵剂进行拍照、测粘度等检测程序；根据实验的需要可以重复以上步骤，得到若干组实验数据；试验结束后，关闭实验设备，清洗试验用具，并且把试验用具进行归位即可。

综上所述，本发明的用于研究油田堵水化学堵剂的高温高压反应装置及方法具有以下优点：(1)操作简单，安全可靠；(2)用氮气进行加压，氮气既有成本低又易于运输的优势，更重要的是不参与化学反应，不会影响实验效果；(3)这个装置只要反应容器中的压力达到实验所要求的压力，关闭阀门后再无需进行加压，即可持续地维持反应容器中的压力；(4)泄压方便，只要打开反应容器的泄压阀，就可以卸掉反应容器的压力。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。