专利名称：一种厌氧简易岩心驱油模拟系统模拟方法
技术领域：
本发明涉及一种厌氧简易岩心驱油模拟系统及方法，用于厌氧条件下微生物提高原油采收率试验的研究。
背景技术：
微生物提高原油采收率是ー项緑色、经济的三采技术，具有远大的发展前景，目前正处于应用研究阶段。一般而言，其矿场试验是直接在油田掘井或利用现有油井进行的，耗费巨大且不利于现有油井的正常开采。因此，室内的岩心驱油模拟试验作为ー项判断微生物提高原油采收率技术可行性的重要程序，被广大研究者所利用。但是目前所采用的岩心驱油模拟装置型式杂乱，一些过于简单，不能满足地层厌氧环境的要求，一些构成复杂，建造费用极其昂贵，并且在众多的模拟装置中少有符合生产实际的循环模拟装置。本发明综合考虑了采油技术的生产实际情況，设计发明了一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，是ー套简易的集厌氧、循环、三相分离的用于微生物提高原油采收率室内模拟试验的试验装置。
发明内容
本发明的目的是(I)模拟原油开采的实际生产情況；(2)构建地层厌氧条件，模拟地层岩心；(3)实现简易操作及油、水、气的三相分离采集。本发明的技术方案如下一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，其特征在于，所述系统包括蠕动泵、岩心模拟柱、三相分离采样器、厌氧真空阀系统及硅胶管路；
所述蠕动泵采用常规试验用恒流动力装置；
所述岩心模拟柱为透明有机玻璃材质，呈柱状，两端为法兰密封，可拆卸填装岩心或其他不同填料以模拟油层地质条件，法兰内置硅胶密封圈，两端法兰中心开孔接铜质阀门，阀门向外连接硅胶管路；
所述三相分离采样器为透明有机玻璃材质，呈长方体状，横置，内置“ J”形集油导流板；箱体上部开有止逆通气管ロ、油/气采集管ロ和注液采液管ロ ；箱体两端设进液管口和出液管ロ ；箱体ー侧设置排空阀门；
所述厌氧真空阀系统为两个“T”形三通，三通直流两端直接接于硅胶管路上，另一端接阀门，用于外接真空泵及气瓶，两厌氧真空阀须分别接于岩心模拟柱两端。进ー步的，所述三相分离采样器的“ J”形集油导流板，置箱体竖直方向中部，水平方向2/3处，用于富集油层；所述止逆通气管ロ置于箱体顶面，管ロ竖直向上，内部为倒锥台形管壁，锥形壁周围为胶层，上置一光滑钢珠，能堵塞管ロ，管口上端设置强制密封阀门，用于释放内部气压；所述油/气采集管口和注液采液管ロ置于箱体顶面，采用丁基胶塞密封，并有空心螺旋盖紧固，用于进样或取样操作；所述进液管口和出液管ロ分别设于箱体两端中部和下部位置，进液管ロ在靠近集油导流板端；所述排空阀门置于箱体底端。进一步的,所述娃胶管路均为内径6. 4mm,壁厚2. 5mm的娃胶管构成。ー种利用权利要求1所述系统进行模拟的方法，其特征在于，所述方法步骤如下 I単独取出岩心模拟柱(2)，灭菌，填充满岩心或石英砂等其他无菌填料，充入饱和食
盐水排除空气，再向一端注入待驱原油，另一端排出食盐水，至整个柱体充满原油，即关闭柱体两端阀门密闭整个柱体；
2根据水流方向，将处理好的密闭岩心模拟柱(2 )与灭菌后的三相分离米样器(3 )、娃胶管路(4)、厌氧真空阀系统(5a，5b)连接，并将一段硅胶管路置于蠕动泵转盘下；打开三相分离采样器的进液管ロ(11)和出液管ロ(12)阀门，关闭排空阀门(13)及止逆通气管ロ
(15)阀门，密闭注液采液管ロ(14)和油/气采集管ロ( 16)，检查整个系统接ロ气密性；
3令蠕动泵(I)处于不运行状态，且使其接入的硅胶管路不处于压迫状态，即通路状态；厌氧真空阀a和b分别接于真空泵及氮气或氩气瓶减压阀上；关闭b阀，开启a阀，打开真空泵，抽气使整个系统内部气压下降至气压计显示-0. 08MP以下，随即关闭a阀，开启b阀，使整个系统充入氮气或氩气，其气体压カ应略高于大气压，如此反复三次，关闭a，b两阀，即使整个系统业已处于厌氧状态；
4打开止逆通气管ロ( 15)阀门，排除系统多余压カ，通过注液采液管ロ( 14)，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，不断向三相分离采样器(3)内注入试验用驱油液，当页面高于出液管ロ(12)后，先后开启蠕动泵(I)正常运行及厌氧真空阀a阀，待a阀管ロ溢出液体后，即驱油液充斥于整个硅胶管路后，关闭a阀，并同时开启岩心模拟柱(2)两端阀门，此时驱油试验已经开始；注意观察三相分离采样器(3)中的液面高度，应使注入的试验驱油液体液面和油层页面，在正常运行后，低于“J”形集油导流板(17)上端，高于其下端和出液管
ロ(12)；
5将整个实验装置或仅将岩心模拟柱(2)置于温室或培养箱内，控制温度以满足试验要求；
进ー步的，试验进程中的气、水、油可直接通过注液采液管ロ( 14)或油/气采集管ロ
(16)，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，进行采集；或通过注液采液管ロ(14)和排空阀门(13)实时更换或调整循环体系内试验驱油液；其采油体积可直接在外部測量油层高度，并结合装置尺寸计算得到。本发明专利的有益效果是，实现整个系统的循环密闭，模拟实际生产的循环模式，创造油层的严格厌氧环境，油气水实时分离，采样便捷，试验条件控制简便。
下面结合附图和实施例对本发明进ー步说明。图1是本发明整个系统的装配示意图
图中1.蠕动泵，2.岩心模拟柱，3.三相分离采样器，4.硅胶管路，5.厌氧真空阀系统(a, b)。图2、图3是本发明的岩心模拟柱示意图 图中6.柱体，7.螺栓螺母，8.硅胶密封圏，9.中心开孔，10. ND65阀门。图4、图5是本发明的三相分离采样器示意图
图中11.进液管ロ，12.出液管ロ，13.排空阀门，14.注液采液管ロ，15.止逆通气管ロ，16.油/气采集管ロ，17. “J”形集油导流板，18.空心螺旋盖，19. 丁基胶塞，20.光滑钢珠。
具体实施例方式实施步骤如下
I)単独取出岩心模拟柱2，灭菌，填充满岩心或石英砂等其他无菌填料，充入饱和食盐水排除空气，再向一端注入待驱原油，另一端排出食盐水，至整个柱体充满原油，即关闭柱体两端阀门密闭整个柱体。2)根据水流方向，按照图1所示将处理好的密闭岩心模拟柱2与灭菌后的三相分离采样器3、硅胶管路4、厌氧真空阀系统5a，5b连接，并将一段硅胶管路置于蠕动泵转盘下；打开三相分离采样器的进液管ロ 11和出液管ロ 12阀门，关闭排空阀门13及止逆通气管ロ 15阀门，密闭注液采液管ロ 14和油/气采集管ロ 16，检查整个系统接ロ气密性。3)令蠕动泵I处于不运行状态，且使其接入的硅胶管路不处于压迫状态，即通路状态；厌氧真空阀a和b分别接于真空泵及氮气(或氩气)瓶减压阀上；关闭b阀，开启a阀，打开真空泵，抽气使整个系统内部气压下降至气压计显示-0. 08MP以下，随即关闭a阀，开启b阀，使整个系统充入氮气(或氩气，其气体压カ应略高于大气压)，如此反复三次，关闭
a,b两阀，即使整个系统业已处于厌氧状态。4)打开止逆通气管ロ 15阀门，排除系统多余压力，通过注液采液管ロ 14，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，不断向三相分离采样器3内注入试验用驱油液，当页面高于出液管ロ 12后，先后开启蠕动泵I正常运行及厌氧真空阀a阀，待a阀管ロ溢出液体后，即驱油液充斥于整个硅胶管路后，关闭a阀，并同时开启岩心模拟柱2两端阀门，此时驱油试验已经开始；注意观察三相分离采样器3中的液面高度，应使注入的试验驱油液体液面和油层页面，在正常运行后，低于“J”形集油导流板17上端，高于其下端和出液管ロ 12。5)可将整个实验装置或仅将岩心模拟柱2置于温室或培养箱内，控制温度以满足试验要求。6)试验进程中的气、水、油可直接通过注液采液管ロ 14或油/气采集管ロ 16，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，进行采集；也可通过注液采液管ロ 14和排空阀门13实时更换或调整循环体系内试验驱油液；其采油体积可直接在外部測量油层高度，并结合装置尺寸计算得到。
权利要求
1.一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，其特征在于，所述系统包括蠕动泵、岩心模拟柱、三相分离采样器、厌氧真空阀系统及硅胶管路； 所述蠕动泵采用常规试验用恒流动力装置； 所述岩心模拟柱为透明有机玻璃材质，呈柱状，两端为法兰密封，可拆卸填装岩心或其他不同填料以模拟油层地质条件，法兰内置硅胶密封圈，两端法兰中心开孔接铜质阀门，阀门向外连接硅胶管路； 所述三相分离采样器为透明有机玻璃材质，呈长方体状，横置，内置“ J”形集油导流板；箱体上部开有止逆通气管ロ、油/气采集管口和注液采液管ロ ；箱体两端设进液管口和出液管ロ ；箱体ー侧设置排空阀门； 所述厌氧真空阀系统为两个“T”形三通，三通直流两端直接接于硅胶管路上，另一端接阀门，用于外接真空泵及气瓶，两厌氧真空阀须分别接于岩心模拟柱两端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在干所述三相分离采样器的“J”形集油导流板，置箱体竖直方向中部，水平方向2/3处，用于富集油层；所述止逆通气管ロ置于箱体顶面，管ロ竖直向上，内部为倒锥台形管壁，锥形壁周围为胶层，上置一光滑钢珠，能堵塞管ロ，管ロ上端设置强制密封阀门，用于释放内部气压；所述油/气采集管ロ和注液采液管ロ置于箱体顶面，采用丁基胶塞密封，并有空心螺旋盖紧固，用于进样或取样操作；所述进液管口和出液管ロ分别设于箱体两端中部和下部位置，进液管ロ在靠近集油导流板端；所述排空阀门置于箱体底端。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述硅胶管路均为内径6.4mm,壁厚2.5mm的硅胶管构成。
4.利用权利要求1所述系统进行模拟的方法，其特征在于，所述方法步骤如下 .4.1単独取出岩心模拟柱(2)，灭菌，填充满岩心或石英砂等其他无菌填料，充入饱和食盐水排除空气，再向一端注入待驱原油，另一端排出食盐水，至整个柱体充满原油，即关闭柱体两端阀门密闭整个柱体； .4.2根据水流方向，将处理好的密闭岩心模拟柱(2)与灭菌后的三相分离采样器(3)、硅胶管路(4)、厌氧真空阀系统(5a，5b)连接，并将一段硅胶管路置于蠕动泵转盘下；打开三相分离采样器的进液管ロ(11)和出液管ロ(12)阀门，关闭排空阀门(13)及止逆通气管ロ( 15)阀门，密闭注液采液管ロ( 14)和油/气采集管ロ( 16)，检查整个系统接ロ气密性； .4.3令蠕动泵(I)处于不运行状态，且使其接入的硅胶管路不处于压迫状态，即通路状态；厌氧真空阀a和b分别接于真空泵及氮气或氩气瓶减压阀上；关闭b阀，开启a阀，打开真空泵，抽气使整个系统内部气压下降至气压计显示-0. 08MP以下，随即关闭a阀，开启b阀，使整个系统充入氮气或氩气，其气体压カ应略高于大气压，如此反复三次，关闭a，b两阀，即使整个系统业已处于厌氧状态； .4.4打开止逆通气管ロ( 15)阀门，排除系统多余压カ，通过注液采液管ロ( 14)，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，不断向三相分离采样器(3)内注入试验用驱油液，当页面高于出液管ロ(12)后，先后开启蠕动泵(I)正常运行及厌氧真空阀a阀，待a阀管ロ溢出液体后，即驱油液充斥于整个硅胶管路后，关闭a阀，并同时开启岩心模拟柱(2)两端阀门，此时驱油试验已经开始；注意观察三相分离采样器(3)中的液面高度，应使注入的试验驱油液体液面和油层页面，在正常运行后，低于“J”形集油导流板(17)上端，高于其下端和出液管ロ(12)； .4.5将整个实验装置或仅将岩心模拟柱(2)置于温室或培养箱内，控制温度以满足试验要求。
5.根据权利要求4所述的模拟方法，其特征在于试验进程中的气、水、油可直接通过注液采液管ロ( 14)或油/气采集管ロ( 16)，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，进行采集；或通过注液采液管ロ( 14)和排空阀门(13)实时更换或调整循环体系内试验驱油液；其采油体积可直接在外部測量油层高度，并结合装置尺寸计算得到。
全文摘要
本发明一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，是一套简易的集厌氧、循环、三相分离的用于微生物提高原油采收率室内模拟试验的试验装置，符合采油技术的循环生产实际情况，能真实模拟地层的岩心及严格厌氧状况，实现实时简易操作及油、水、气的三相分离采集。本发明主要由蠕动泵、岩心模拟柱、三相分离采样器、厌氧真空阀系统及硅胶管路组成，形成一套密闭的模拟系统。岩心模拟柱主要模拟油层岩心状态；蠕动泵提供驱油动力；三相分离采样器集驱油液注入、气水油三相分离采集和油液体积测定功能为一体；厌氧真空阀系统外接真空泵及氮气(或氦气)用于整个系统厌氧环境的形成；硅胶管路连接各部分形成循环密闭回路。
文档编号E21B49/00GK103061729SQ201310007029
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者姚俊, 蔡珉敏, 王飞, 陈辉伦, 刘海军, 刘文娟, 郭幻 申请人:北京科技大学