本发明涉及采油技术中的一种室内模拟岩心驱油装置及其模拟方法。
背景技术：
：随着工业的发展和社会的进步，对能源特别是原油的需求不断加大，而原油最新探明的储量十分有限。目前的我国陆上的多数油田已进入开采的中后期，原油增产有限，而油中含水量却越来越大，需要大力开发新的采油技术。其中“三次采油技术”作为主要的提高采收率的手段备受关注，该技术包括碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱、二元复合驱、三元复合驱以及微生物驱等。而将这些技术应用于实际之前，往往需要进行室内的模拟实验。为了保证实验的可靠性，实验过程中要求模拟地层环境，如温度、压力等因素，针对不同油藏环境条件，考虑适度扩大模拟的因素范围。而现有的岩心驱油实验装置虽然能够模拟地层条件，但其结构往往过于复杂，操作比较繁琐，有待进一步改进。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种室内模拟岩心驱油的装置及其方法，本装置能够模拟地层条件进行驱油。同时，本装置结构合理，工作性能理想，操作简便，便于就地拆装。同时，为了解决实验过程中可能出现的模型岩心堵塞问题，本装置设置了过滤装置，其能够有效的滤除原油中可能携带的固体颗粒，进一步提高了实验的可靠性。本发明的技术方案如下：一种室内模拟岩心驱油的装置，包括用于分配注入试剂的试剂配注系统，用于模拟油藏环境的模拟油藏系统和用于整个系统的控制检测系统；所述试剂配注系统包括平流泵、盛水用储液瓶、盛驱油剂用储液瓶、盛油用储液瓶、管阀件和过滤装置；所述模拟油藏系统包括岩心夹持器和岩心；所述的控制检测系统包括环压表、水箱、手摇泵、恒温箱、真空泵、流量控制器、上位机和出液接收容器；其中，所述平流泵通过管道和阀门与所述盛水用储液瓶、盛驱油剂用储液瓶和盛油用储液瓶上端连通，所述盛水用储液瓶和盛驱油剂用储液瓶的下端均设有出液管，所述盛水用储液瓶和盛驱油剂用储液瓶的出液管通过三通的两个接口连接，所述盛水用储液瓶和盛驱油剂用储液瓶的出液管上均设有排液控制阀，所述压力表设置所述三通上；所述盛油用储液瓶的下端设有出液口，所述盛油用储液瓶的出液口通过排液控制阀与所述过滤装置的进液口连接；所述三通的另外一个接口通过管路和检漏阀与所述岩心夹持器的进液口连通，所述过滤装置的出液口通过所述检漏阀与所述岩心夹持器的进液口连通，所述岩心夹持器的出液口通过管道与出液接收容器连接，所述真空泵设置在所述岩心夹持器的出液口处的管道上，所述水箱与所述手摇泵的一端连接，所述手摇泵通过管道与岩心夹持器连接，所述环压表设置在所述手摇泵与岩心夹持器连接的管道上，所述流量控制器设置在所述检漏阀与岩心夹持器连接的管道上，所述环压表、过滤装置、流量控制器、岩心夹持器、盛水用储液瓶、盛驱油剂用储液瓶、盛油用储液瓶、排液控制阀、压力表、检漏阀、真空泵、出液接收容器均设置在所述恒温箱内；所述上位机与所述恒温箱、平流泵、排液控制阀、流量控制器和真空泵控制连接。所述过滤装置包括过滤岩心和过滤布，滤布孔径为10~30μm。本发明的另一目的是提供上述装置的模拟方法，具体包括以下步骤：步骤1：将岩心放入岩心夹持器中，通过上位机启动恒温箱，加热至52~65℃，恒温12~24h，用真空泵将岩心夹持器中的岩心抽真空3h；步骤2：启动平流泵将盛水用储液瓶中的地层水驱入岩心中，使岩心饱和地层水，计算得到孔隙体积，继续恒温12~48h；步骤3：启动平流泵将盛油用储液瓶的原油驱替岩心中的地层水，至岩心夹持器的出口不出水为止，测量原始含油饱和度；步骤4：利用手摇泵将岩心加压至地层压力9.5~10.5MPa，再次启动平流泵将盛水用储液瓶中的地层水以2mL/min流速驱替岩心中的原油，至流出液含水率为98%为止，计算得到水驱采收率；步骤5：启动平流泵将盛驱油剂用储液瓶的驱油剂以1~4mL/min的速度注入岩心中，注入体积为0.2~1PV，将盛水用储液瓶中的地层水以2mL/min速度注入岩心中进行后续水驱，直到岩心流出液中含水率达到98%时停止实验，计算总采收率以及驱油剂驱提高采收率。进一步，所述岩心长度为7.75cm，直径2.42cm，截面积4.60cm2，水测渗透率为830×10-3μm2，孔隙体积14.5ml，原始含油饱和度为86.75%。本发明结构合理、操作简便，能够在模拟地层温度、压力的条件下进行水驱、化学驱驱替实验。同时本装置能够在使用实际地层原油进行模拟驱油试验时防止岩心堵塞的发生，提高了实验的可靠性。附图说明图1是本发明的一种室内模拟岩心驱油装置的结构示意图。图中：1水箱、2手摇泵、3平流泵、4环压表、5盛水用储液瓶、6盛驱油剂用储液瓶、7盛油用储液瓶、8压力表、9过滤装置、10岩心夹持器、11出液接收容器、12真空泵、13排液控制阀、14恒温箱、15上位机、16检漏阀、17流量控制器。具体实施方式下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。如图1所示为本发明的一种室内模拟岩心驱油装置的结构示意图，该装置包括用于分配注入试剂的试剂配注系统，用于模拟油藏环境的模拟油藏系统和用于整个系统的控制检测系统；试剂配注系统包括平流泵3、盛水用储液瓶5、盛驱油剂用储液瓶6、盛油用储液瓶7、检漏阀16、排液控制阀13和过滤装置9；模拟油藏系统包括岩心夹持器10和岩心；控制检测系统包括水箱1、手摇泵2、环压表4、恒温箱14、真空泵12、流量控制器17、上位机15和出液接收容器11；其中，所述平流泵3通过管道和检漏阀16与所述盛水用储液瓶5、盛驱油剂用储液瓶6和盛油用储液瓶7的上端连通，所述盛水用储液瓶5和盛驱油剂用储液瓶6的下端均设有出液管，所述盛水用储液瓶5和盛驱油剂用储液瓶6的出液管分别与三通的两个接口连接，所述盛水用储液瓶和盛驱油剂用储液瓶的出液管上均设有排液控制阀13，所述压力表8设置在所述三通上；所述盛油用储液瓶7的下端设有出液口，所述盛油用储液瓶7的出液口通过排液控制阀13与所述过滤装置9的进液口连接；所述三通的另外一个接口通过管路和检漏阀16与所述岩心夹持器10的进液口连通，所述过滤装置9的出液口通过所述检漏阀16与所述岩心夹持器10的进液口连通，所述岩心夹持器10的出液口通过管道与出液接收容器11连接，所述真空泵12设置在所述岩心夹持器10的出液口处的管道上，所述水箱1与所述手摇泵2的一端连接，所述手摇泵2通过管道与岩心夹持器10连接，所述环压表4设置在所述手摇泵2与岩心夹持器10连接的管道上，所述流量控制器17设置在所述检漏阀16与岩心夹持器10连接的管道上，所述环压表4、过滤装置9、流量控制器17、岩心夹持器10、盛水用储液瓶5、盛驱油剂用储液瓶6、盛油用储液瓶7、排液控制阀13、压力表8、检漏阀16、真空泵12、出液接收容器11均设置在所述恒温箱14内；所述上位机15与所述恒温箱14、平流泵3、排液控制阀13、流量控制器17和真空泵13控制连接，所述过滤装置9包括过滤岩心和过滤布，滤布孔径为10~30μm。一种使用上述室内模拟岩心驱油装置的模拟方法，具体包括以下步骤：步骤1：将岩心放入岩心夹持器中，通过上位机启动恒温箱，加热至52~65℃，恒温12~24h，用真空泵将岩心夹持器中的岩心抽真空3h；步骤2：启动平流泵将盛水用储液瓶中的地层水驱入岩心中，使岩心饱和地层水，计算得到孔隙体积，继续恒温12~48h；步骤3：启动平流泵将盛油用储液瓶的原油驱替岩心中的地层水，至岩心夹持器的出口不出水为止，测量原始含油饱和度；步骤4：利用手摇泵将岩心加压至地层压力9.5~10.5MPa，再次启动平流泵将盛水用储液瓶中的地层水以2mL/min流速驱替岩心中的原油，至流出液含水率为98%为止，计算得到水驱采收率；步骤5：启动平流泵将盛驱油剂用储液瓶的驱油剂以1~4mL/min的速度注入岩心中，注入体积为0.2~1PV，将盛水用储液瓶中的地层水以2mL/min速度注入岩心中进行后续水驱，直到岩心流出液中含水率达到98%时停止实验，计算总采收率以及驱油剂驱提高采收率，所述岩心长度为7.75cm，直径2.42cm，截面积4.60cm2，水测渗透率为830×10-3μm2，孔隙体积14.5ml，原始含油饱和度为86.75%。所述驱油剂为十二烷基硫酸钠溶液或环脂肽生物表面活性剂溶液。实际操作时，先将恒温箱14设为52~65℃，恒温12~24h，用真空泵12将岩心夹持器10中的岩心抽真空3h，用储液罐5中的地层水饱和岩心，测量孔隙体积（PV）。将饱和好地层水的岩心恒温12~24h。将储液罐7中的原油经过过滤装置9过滤后驱替岩心中的水，至岩心出口不出水为止，测量原始含油饱和度。利用手摇泵将岩心加压至地层压力9.5~10.5MPa，用储液罐5中的地层水以2mL/min的速度驱替岩心中的油，至岩心出口液体含水率为98%为止，计算水驱采收率；将储液罐6中的驱油剂以1~4mL/min的速度注入岩心中，注入体积为0.2~1PV。将储液罐5中的地层水以2mL/min速度注入岩心中进行后续水驱，直到岩心流出液中含水率达到98%时停止实验，计算总采收率以及驱油剂驱提高采收率。实施例2表面活性剂室内岩心驱油试验实验用的地层水为天津大港油田港西区域51油井的地层水，其盐度为5267.2mg/L。地层水中离子含量如下表1所示。表151油井地层水主要离子百分比组成主要离子Cl-NO3-SO42-Na+K+Mg2+Ca2+百分比%43.880.111.1349.521.011.852.50实验中用到的油为天津大港油田港西区域51油井的原油，粘度（45℃）为59.3mPa·s。实验用到的驱油剂为十二烷基硫酸钠溶液、环脂肽生物表面活性剂溶液，浓度为0.5~2g/l。实验中用到的岩心长度为7.75cm，直径2.42cm，截面积4.60cm2，水测渗透率为830×10-3μm2，孔隙体积14.5ml，原始含油饱和度为86.75%。优化的实验温度设定为65℃，十二烷基硫酸钠溶液和环脂肽生物表面活性剂溶液的浓度均为2g/L，驱油剂注入体积为1PV，驱油剂注入速度为2ml/min。实验得到的水驱采收率为41.32%。在使用驱油剂驱后，对于十二烷基硫酸钠溶液、环脂肽生物表面活性剂溶液，总的采收率分别为49.83%、52.54%，较一次水驱分别提高了8.51%、11.22%。当前第1页1 2 3