油藏开采系统、气泡泡径控制实验系统和油藏开采方法与流程

文档序号:15578728发布日期:2018-09-29 06:15阅读:143来源:国知局

本发明涉及油田开发技术领域,特别涉及一种油藏开采系统、气泡泡径控制实验系统和油藏开采方法。



背景技术:

为了实现油藏驱替,现有的主要有两种方式,一种是气水段塞式驱油方式,即,采用一段水一段气的方式,实现驱替;另一种方式是采用微小气泡法,即,在水流中连续的加入微小气泡,使得微小气泡均匀分散在水相中,从而实现驱替。

然而,上述微小气泡发的驱替方式,会受到气泡大小的影响,主要就是由装置产生的微小气泡,随水流方向运动。在浮力作用下,气泡向上运动的加速度始终存在,一旦气泡具有上浮初速度,那么气泡本身的体积会膨胀,加速度会增加,水相的携带效率会急剧降低,气泡将无法保持独立分散的状态,气泡过大将导致气泡无法与水保持同向运动进入待驱替油层,从而导致无法实现油藏的驱替。

针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本发明提供了一种油藏开采系统、气泡泡径控制实验系统和油藏开采方法,以避免气泡过大而影响驱替结果的问题。

本发明实施例提供了一种油藏开采系统,包括:注水装置、气泡发生装置、反应釜、加压装置、待开采油藏,其中:

所述注水装置,与所述反应釜相连,用于向所述反应釜中注入水;

所述气泡发生装置,与所述反应釜相连,用于产生气泡;

所述加压装置,与所述反应釜相连,用于对所述反应釜中的水加压;

所述反应釜,与所述待开采油藏相连,用于将加压后的水和水中的气泡传送至所述待开采油藏,以实现对所述待开采油藏的驱替。

在一个实施例中,所述加压装置设置在所述反应釜的底部。

在一个实施例中,所述气泡发生装置包括:注气装置和气泡发生器,其中,所述注气装置设置在所述反应釜外部,通过注气管线与所述气泡发生器相连,用于向气泡发生器中注入气体;所述气泡发生器设置在所述反应釜内部,用于产生气泡。

在一个实施例中,所述反应釜的侧边设有可视窗。

在一个实施例中,所述可视窗在所述反应釜的侧边对称设置。

在一个实施例中,所述加压装置包括:活塞式耐压容器、管柱短节、控压装置,其中,所述活塞式耐压容器与管柱短节通过焊接的方式相连;所述控压装置通过管线与所述活塞式耐压容器相连,用于向所述活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

在一个实施例中,所述活塞式耐压容器包括第一侧和第二侧,其中,所述第一侧与控压装置相连,所述第二侧与所述管柱短节相连,所述控压装置用于对所述活塞式耐压容器的压力进行控制。

在一个实施例中,所述控压装置包括:气体控压阀、活塞式中间容器和驱替泵,其中:所述驱替泵,与所述活塞式中间容器相连,用于控制所述活塞式中间容器中活塞的位置,进而控制所述活塞式中间容器中介质的压力;所述活塞式中间容器,与所述气体控压阀相连,用于将所述活塞式中间容器的压力传送至所述气体控压阀;所述气体控压阀,与所述活塞式耐压容器的第一侧相连,用于向所述活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

本发明实施例还提供了一种气泡泡径控制实验系统,包括注水装置、气泡发生装置、反应釜、加压装置,其中,所述注水装置,与所述反应釜相连,用于向反应釜中注入水;所述气泡发生装置,与所述反应釜相连,用于产生气泡;所述加压装置,与所述反应釜相连,用于对所述反应釜中的水加压;所述反应釜的侧壁上设置有可视窗。

在一个实施例中,所述注水装置包括活塞式中间容器和驱替泵,其中,所述驱替泵通过管线与所述活塞式中间容器底部相连,用于控制所述活塞式中间容器中活塞的位置;所述活塞式中间容器,活塞上部盛装水,活塞下部盛装驱替液,所述活塞式中间容器顶部通过注水管线与所述反应釜相连,用于向反应釜中注入水。

在一个实施例中,所述气泡发生装置包括:注气装置和气泡发生器,其中,所述注气装置设置在所述反应釜外部,通过注气管线与所述气泡发生器相连,用于向气泡发生其中注入气体;所述气泡发生器设置在所述反应釜内部,用于产生气泡。

在一个实施例中,所述加压装置包括:活塞式耐压容器、管柱短节、端盖和控压装置,其中,所述活塞式耐压容器与所述管柱短节通过焊接的方式相连;所述端盖设置在所述管柱短节的底部,两者通过螺栓固定;所述控压装置通过管线与所述活塞式耐压容器相连,用于向所述活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

在一个实施例中,所述活塞式耐压容器包括第一侧和第二侧,其中,所述第一侧与控压装置相连,所述第二侧与所述管柱短节相连,所述控压装置用于对所述活塞式耐压容器的压力进行控制。

在一个实施例中,所述控压装置包括:气体控压阀、活塞式中间容器和驱替泵,其中:所述驱替泵,与所述活塞式中间容器相连,用于控制所述活塞式中间容器中活塞的位置,进而控制所述活塞式中间容器中介质的压力;所述活塞式中间容器,与所述气体控压阀相连,用于将所述活塞式中间容器的压力传送至所述气体控压阀;所述气体控压阀,与所述活塞式耐压容器的第一侧相连,用于向所述活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

在一个实施例中,所述反应釜包括:所述反应釜包括:第一高压釜、第二高压釜、调节管柱,其中:所述调节管柱通过螺栓分别与所述第一高压釜和第二高压釜固定设置,用于调整所述第一高压釜和第二高压釜之间的距离。

在一个实施例中,所述加压装置设置在所述反应釜的底部,其中,所述管柱短节与所述带有可视窗的高压釜间通过螺栓固定;所述第一高压釜和所述第二高压釜的侧壁上均设置有可视窗。

在一个实施例中,所述可视窗在所述高应釜的侧边对称设置。

在一个实施例中,采集器,与所述可视窗的平行设置,用于通过所述可视窗采集所述反应釜中的图像数据。

在一个实施例中,所述采集器包括:相机和放大镜。

本发明实施例还提供了一种使用油藏开采系统进行油藏开采的方法,包括:通过注水装置向反应釜中注入水;通过气泡发生装置向所述反应釜中注入气泡;在注入气泡之后的预定时间内,通过加压装置为所述反应釜中的水加压,以使所述反应釜中的气泡的泡径满足预设阈值。

在本发明实施例中,通过短时间内对反应釜中介质加压的方式,实现了对产生的初始气泡泡径的定量化控制。同时该方法的提出也打破了对气泡产生位置的限制,彻底排除了气泡聚并成段塞的可能。研制出了适合油藏条件下的实验研究系统,使气泡在小于两米垂直管柱内的快速加压及观察成为可能,与油田的工艺流程相匹配。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种气泡泡径控制实验系统的示意图1;

图2是本发明实施例提供的一种气泡泡径控制实验系统的示意图2;

图3是本发明实施例提供的一种气体控压阀的结构示意图;

图4是本发明实施例提供的一种气泡泡径控制实验系统操作方法的结构框图;

图5是本发明实施例提供的一种油藏开采系统的示意图1;

图6是本发明实施例提供的一种油藏开采系统的示意图2;

图7是本发明实施例提供的一种油藏开采方法的结构框图;

图8是本发明具体实施例提供的一种气泡泡径控制实验系统的示意图;

图9是本发明具体实施例提供的一种油藏开采系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。

需要说明的是,当元件被称为“设置在”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

考虑到在油藏开采领域,如果采用微小气泡法,即,在水流中连续的加入微小气泡,使得微小气泡均匀分散在水相中,可实现有效地驱油,然而,在该方法的实施过程中,气泡在会膨胀变大,从而无法与水同时进入待驱替油层。

基于以上问题发明人考虑到如果对气泡所在的介质进行加压,是否可以使得气泡的泡径处于希望的范围内,为此,在本发明实施例中,提供了一种气泡泡径控制实验系统。如图1所示,可以包括:注水装置101、气泡发生装置102、反应釜103、加压装置104。下面对该实验系统的上述四个组成部分分别进行相应的描述。

1)注水装置101,用于向反应釜中注入水,其中,注入到反应釜中的水用于实现油藏的驱替。

在具体实施过程中,上述装置可以包括:活塞式中间容器和驱替泵,其中,活塞式中间容器可以分为两部分:上半部分和下半部分,其中,上半部分用于盛装水,下半部分用于盛装驱替液,活塞式中间容器顶部通过注水管线与反应釜相连,用于向反应釜中注入水。驱替泵通过注水管线与活塞式中间容器底部相连,其中,上述驱替泵是注水装置的动力源,用于控制活塞式中间容器中活塞的位置,从而达到为整个系统提供初始压力环境的目的。在实现的时候,可以设置驱替泵的最大流量不低于10ml/min,最高压力40mpa以上,然而值得注意的是,上述设置的最大流量和最高压力仅是一种示例性描述,在实际实现的时候,可以根据实际的压力或者温度环境等,选择其他的数值作为最大流量和最高压力,本申请对此不作限定。

2)气泡发生装置102,用于产生气泡,可以包括:注气装置和气泡发生器,其中,注气装置可以设置在所述反应釜的外部,通过注气管线与气泡发生器相连,用于向气泡发生器提供气体。所述气泡发生器可以设置在所述反应釜内部的底部,用于产生气泡,气泡发生器产生的气泡将进入反应釜的液体中。

其中,上述注气装置可以包括:驱替泵和活塞式中间容器,其中,活塞式中间容器可以分为两部分:上半部分和下半部分,其中,上半部分用于盛装气体,下半部分用于盛装驱替液。活塞式中间容器顶部通过注气管线与气泡发生器相连,用于向气泡发生器提供气体;驱替泵通过管线与活塞式中间容器底部相连,其中,上述驱替泵是注水装置的动力源,用于控制活塞式中间容器中活塞的位置,从而达到为整个系统提供初始压力环境的目的。在实现的时候,可以设置驱替泵的最大流量不低于10ml/min,最高压力40mpa以上,然而值得注意的是,上述设置的最大流量和最高压力仅是一种示例性描述,在实际实现的时候,可以根据实际的压力或者温度环境等,选择其他的数值作为最大流量和最高压力,本申请对此不作限定。

考虑到在实际应用的过程中,气泡的产生速率等是希望被控制的,这样才能实现有效的驱替。为此,可以在活塞式中间容器与气泡发生器用以连接的注气管线上的一个或多个位置设置控制阀,用于控制气体的进出和进出速率。如果关闭控制阀,那么活塞式中间容器中的气体将无法传送至气泡发生器,也就无法产生气泡,只有控制阀开启,气泡发生器才能产生气泡。

上述气体可以是氮气,也可以是甲烷气、天然气、co2气以及甲烷+co2混合气等油藏产出物的伴生气,只要是不易溶于反应釜中液体的气体都可以作为气泡发生器所用的气体。具体采用哪种气体作为气泡发生器的气体可以根据实际的生产条件和成本等因素选择,本申请对此不作限定。

3)反应釜103可以包括:第一高压釜、第二高压釜、调节管柱,其中,调节管柱可以通过螺栓分别与第一高压釜和第二高压釜固定设置,用于调整第一高压釜和第二高压釜之间的距离。

考虑到气泡是从反应釜内部液体的底部向上部运动的运动趋势,因此,可以将加压装置设置在反应釜的底部,以便更好地对底部气泡发生器产生的初始气泡进行控制。

为了实现对液体里气泡大小的变化的观察,可以如图2所示,在第一高压釜和第二高压釜的侧壁上设置可视窗,通过设置可视窗,可以观察到反应釜中气体泡径的变化。

进一步的,为了使反应釜内介质的状态更直观地呈现,可以在可视窗的平行位置设置采集器,以通过可视窗采集反应釜中的图像数据。

其中上述采集器可以包括:相机和放大镜,在实际应用中所述相机可采用工业相机或高速相机等;所述放大镜可采用体式显微镜等具有放大功能的仪器。在实现的时候,还可以在采集器的对侧可视窗处设置光源,以便为拍摄补光,使得拍摄结果更为清晰,其中,该光源可以是可调式无频闪光源,用以调节拍摄图像的明暗程度。

4)加压装置104,用于对所述反应釜中的水加压,即,通过对反应釜中的水加压的方式来确定加压是否可以避免气泡泡径过大。该加压装置可以包括:活塞式耐压容器、管柱短节、端盖和控压装置,其中,活塞式耐压容器与管柱短节可以通过焊接的方式相连;端盖设置在所述管柱短节的底部,两者可以通过螺栓固定;控压装置可以通过管线与活塞式耐压容器相连,用于向所述活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

上述活塞式耐压容器可以包括第一侧和第二侧,其中,所述第一侧通过注气管线与控压装置相连,并在所述注气管线的任一位置处设置有控制阀,用来控制气体的进出,如果关闭气体控压阀,则控压装置中的气体无法传送至所述活塞式耐压容器;所述第二侧与管柱短节相连,控压装置用于对活塞式耐压容器的压力进行控制。活塞式耐压容器的第二侧,内部可以设置有隔挡,通过隔挡来限定活塞的移动位置,隔挡的设置可以有效防止活塞在压力推动下进入反应釜内。进一步的,为了避免隔档的存在导致阻力过大的问题,可以将隔档的中部通孔的孔径设置的相对大一些,这样即使有较大的流量,也可以避免压力传导的受损,使得液体可以顺利流过。

上述的活塞可以是由橡胶o形圈、聚四氟圈和黄铜圈组成。

上述控压装置可以包括:气体控压阀、活塞式中间容器和驱替泵,其中:驱替泵,可以与活塞式中间容器相连,用于控制活塞式中间容器中活塞的位置,进而控制活塞式中间容器中介质的压力;活塞式中间容器,可以与气体控压阀相连,用于将活塞式中间容器的压力传送至气体控压阀;气体控压阀,与活塞式耐压容器的第一侧相连,用于向活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

其中,活塞式中间容器可以分为两部分:上半部分和下半部分,其中,上半部分用于盛装气体,下半部分用于盛装驱替液,活塞式中间容器顶部可以通过注气管线与气体控压阀相连。其中,气体控压阀的结构如图3所示,所述气体控压阀是无级调节的,并装有单向控制部件。

上述气体控压阀可以包括:低压端和高压端,从低压端至高压端方向可以依次设置有:第一放空阀、出口低压表、单向阀、第二放空阀、节流组件。其中,节流组件从低压端至高压端方向可以依次设置有:低压表和高压表。上述低压端可以与上述活塞式耐压容器的第二侧通过注气管线相连,上述高压端可以与上述控压装置中的活塞式中间容器通过注气管线相连。

基于图1所示的气泡泡径控制实验系统,可以采用如图4所示的方法步骤进行气泡泡径控制实验,如图4所示,可以包括:

步骤401:向反应釜中加满水后,通过驱替泵和水的中间容器,给反应釜内水加压至第一预设压力(例如:20mpa)。

通过调整气体控压阀中第一放空阀和第二放空阀,预调整气体控压阀中的出口低压表至第一预设压力,使得此时活塞式耐压容器的活塞处于第一侧处。通过注气装置中的驱替泵调节活塞式中间容器内气体的压力,当气泡发生装置中的气体压力略高于第一预设压力时的气泡小而均匀,因此,可以调整注气装置中气体的压力取值,例如,设置为20.2mpa。

步骤402:调整好光源及采集器的位置,设置相机的采集频率,使其可以进行全过程的采集;

其中,采集器的位置可以设置在如下两处:底部可视窗处和顶部可视窗处。其中,底部是气泡产生的位置,可以观察气泡初始形态、大小、气泡间作用状况;顶部是气泡在喷射和浮力作用下,经垂直运移后的状态。

步骤403:开启气泡发生装置中活塞式中间容器与气泡发生器之间的控制阀,使得气体通过注气管线到达气泡发生器,此时在底部可视窗处可见聚集状的微小气泡产生。

例如,在5秒后,顶部可视窗处可以看见分散状的有一定膨胀的气泡缓慢上浮;

步骤404:开启加压装置,即开启活塞式耐压容器第一侧与控压装置用以连接的注气管线处的控制阀,使得气体控压阀中的低压表指示为第二预设压力(例如:25mpa)。在这种情况下,活塞式耐压容器中的活塞开始由第一侧向第二侧移动,当活塞停止移动时,即反应釜内压力达到第二预设压力,此时可以关闭控制阀,使整个系统的压力保持稳定。

通过对整个过程的观察,可以发现底部可视窗处气泡发生过程逐步停止,产生的初始气泡泡径变小,顶部可视窗处的气泡泡径相较于未进行加压到达顶部可视窗处气泡的泡径要小,上浮速度也会明显较低。

由此可见,加压方式可以实现对气泡泡径的控制,避免气泡泡径过大。

发明人考虑到在实际油藏开采过程中,如何将上述加压方式应用于油藏开采,使得气泡泡径处于希望的范围内,为此,在本发明实施例中,还提供了一种油藏开采系统。如图5所示,可以包括:注水装置501、气泡发生装置502、反应釜503、加压装置504、待开采油藏505。下面对该油藏开采系统的上述五个组成部分分别进行相应的描述。

1)注水装置501,用于向反应釜中注入水,其中,注入到反应釜中的水用于实现油藏的驱替。

在具体实施的过程中,上述注水装置可以包括:活塞式中间容器和驱替泵,其中,活塞式中间容器可以分为两部分:上半部分和下半部分,其中,上半部分用于盛装水,下半部分用于盛装驱替液,活塞式中间容器顶部通过注水管线与反应釜相连,用于向反应釜中注入水。驱替泵通过注水管线与活塞式中间容器底部相连,其中,上述驱替泵是注水装置的动力源,用于控制活塞式中间容器中活塞的位置,从而达到为整个系统提供初始压力环境的目的。在实现的时候,可以设置驱替泵的最大流量不低于10ml/min,最高压力40mpa以上,然而值得注意的是,上了中设置的最大流量和最高压力仅是一种示例性描述,在实际实现的时候,可以根据实际的压力或者温度环境等,选择其他的数值作为最大流量和最高压力,本申请对此不作限定。

2)气泡发生装置502,用于产生气体,可以包括:注气装置和气泡发生装置,其中,注气装置可以设置在所述反应釜的外部,通过注气管线与气泡发生器相连,用于向气泡发生器提供气体,气泡发生器可以设置在所述反应釜内部的底部,用于产生气泡,气泡发生器产生的气泡将进入反应釜的液体中。

其中,上述注气装置可以包括:驱替泵和活塞式中间容器,其中,活塞式中间容器可以分为两部分:上半部分和下半部分,其中,上半部分用于盛装气体,下半部分用于盛装驱替液。活塞式中间容器顶部通过注气管线与气泡发生器相连,用于向气泡发生器提供气体;驱替泵通过管线与活塞式中间容器底部相连,其中,上述驱替泵是注水装置的动力源,用于控制活塞式中间容器中活塞的位置,从而达到为整个系统提供初始压力环境的目的。在实现的时候,可以设置驱替泵的最大流量不低于10ml/min,最高压力40mpa以上,然而值得注意的是,上述设置的最大流量和最高压力仅是一种示例性描述,在实际实现的时候,可以根据实际的压力或者温度环境等,选择其他的数值作为最大流量和最高压力,本申请对此不作限定。

考虑到在实际应用的过程中,气泡的产生速率等是希望被控制的,这样才能实现有效的驱替。为此,可以在活塞式中间容器与气泡发生器用以连接的注气管线上的一个或多个位置设置控制阀,用于控制气体的进出和进出速率。如果关闭控制阀,那么活塞式中间容器中的气体将无法传送至气泡发生器,也就无法产生气泡,只有控制阀开启,气泡发生器才能产生气泡。

上述气体可以是用氮气,也可以甲烷气、天然气、co2气以及甲烷+co2混合气等油藏产出物的伴生气),只要是不易溶于反应釜中液体的气体都可以作为气泡发生器所用的气体。具体采用哪种气体作为气泡发生器的气体可以根据实际的生产条件和成本等因素选择,本申请对此不作限定。

3)加压装置504,用于对所述反应釜中的水加压,即,通过对反应釜中的水加压的方式来控制气泡泡径处于希望的范围内。该加压装置可以包括:活塞式耐压容器、管柱短节、端盖和控压装置,其中,活塞式耐压容器与管柱短节可以通过焊接的方式相连;端盖设置在所述管柱短节的底部,两者可以通过螺栓固定;控压装置可以通过管线与活塞式耐压容器相连,用于向所述活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

上述活塞式耐压容器可以包括第一侧和第二侧,其中,所述第一侧通过注气管线与控压装置相连,并在所述注气管线的任一位置处设置有控制阀,用来控制气体的进出,如果关闭气体控压阀,则所述控压装置中的气体无法传送至所述活塞式耐压容器;所述第二侧与所述管柱短节相连,所述控压装置用于对所述活塞式耐压容器的压力进行控制。活塞式耐压容器的第二侧,内部可以设置有隔挡,通过隔挡来限定活塞的移动位置,隔挡的设置可以有效防止活塞在压力推动下进入反应釜内,进一步的,为了避免隔档的存在导致阻力过大的问题,可以将隔档的中部通孔的孔径设置的相对大一些,这样即使有较大的流量,也可以避免压力传导的受损,使得液体可以顺利流过。

上述的活塞可以是由橡胶o形圈、聚四氟圈和黄铜圈组成。

上述控压装置可以包括:气体控压阀、活塞式中间容器和驱替泵,其中,驱替泵,可以与活塞式中间容器相连,用于控制活塞式中间容器中活塞的位置,进而控制活塞式中间容器中介质的压力;活塞式中间容器,可以与气体控压阀相连,用于将活塞式中间容器的压力传送至气体控压阀;气体控压阀,与活塞式耐压容器的第一侧相连,用于向活塞式耐压容器提供压力,以控制活塞左右移动。

其中,活塞式中间容器的活塞上部可以盛装气体,活塞下部可以盛装驱替液,活塞式中间容器顶部可以通过注气管线与气体控压阀相连。其中,气体控压阀其结构如图3所示,所述气体控压阀是无级调节的,并装有单向控制部件。

上述气体控压阀可以包括:低压端和高压端,从低压端至高压端方向可以依次设置有:第一放空阀、出口低压表、单向阀、第二放空阀、节流组件。其中,节流组件从低压端至高压端方向可以依次设置有:低压表和高压表。上述低压端可以与上述活塞式耐压容器的第二侧通过注气管线相连,上述高压端可以与上述控压装置中的活塞式中间容器通过注气管线相连。

考虑到气泡是从液体的底部向上部运动的运动趋势,因此,可以将加压装置设置在反应釜的底部,以便更好地对底部气泡发生器产生的初始气泡进行控制。

为了实现对液体里气泡大小的变化的观察,可以如图6所示,在反应釜侧壁的上侧及下侧均设置有可视窗,所述可视窗在所述反应釜的侧边对称设置,通过设置可视窗,可以观察到反应釜中气体泡径的变化。

进一步的,为了使反应釜内介质的状态更直观地呈现,可以在可视窗的平行位置设置有采集器,以通过可视窗采集所述反应釜中的图像数据。

其中,上述采集器可以包括:相机和放大镜,在实际应用中所述相机可采用工业相机或高速相机等;所述放大镜可采用体式显微镜等具有放大功能的仪器。在实现的时候,还可以在采集器的对侧可视窗处设置光源,以便为拍摄补光,使得拍摄结果更为清晰,其中,该光源可以是可调式无频闪光源,用以调节拍摄图像的明暗程度。

5)待开采油藏505,反应釜与待开采油藏相连,用于将加压后的水和水中的气泡传送至待开采油藏,以实现对待开采油藏的驱替。

本发明的提出打破了对气泡产生位置的限制,排除了气泡变大聚并成段塞的可能,所以所述油藏开采系统可置于油藏开采流程中的任一位置,放置的位置越远离注入油层,要求微泡的泡径越小越好。典型的位置有三个,一放置在配水间(多口水井流程综合管理的房间)内,优点是经济投入最小、易于操作和维护,缺点是微泡既需要水平运移约200-300m,又需要垂直向下克服浮力,运移距离不小于1000m,对气泡分散性要求高;二放置在井口,优点是排除了水平段运移的影响,相较而言经济投入增加、操作和维护难度增加,缺点是微泡需要垂直向下克服浮力,运移距离不小于1000m;三放置在井底,优点是排除了垂直段运移的影响,气泡易于保持分散状态进入油层,但其经济投入大,操作和维护需要起下管柱。通过阅读上述描述,在所提供的的示例之外的许多实施方式对本领域的技术人员来说都将是显而易见的,因此本申请对反应釜的位置以及反应釜与待开采油藏的连接方式不作限定。

基于图5所示的油藏开采系统,可以采用如图7所示的方法步骤进行油藏开采,如图7所示,可以包括:

步骤701:向反应釜中注满水后,通过驱替泵和水的中间容器,给反应釜内水加压至第一预设压力。

因此时活塞式耐压容器的活塞处于第一侧处,通过驱替泵调节注气装置中活塞式中间容器内气体的压力,并通过调节气体控压阀中放空阀1和放空阀2,使得气体控压阀中的出口低压表示数为第一预设压力。当气泡发生装置中的气体压力略高于第一预设压力时气泡小而均匀,因此可以调整注气装置中气体的压力取值略高于第一预设压力,具体数值视现场情况而定。

步骤702:调整好光源及采集器的位置,设置相机的采集频率,使其可以进行全过程的采集;

其中,采集器的位置可以设置在如下两处:底部可视窗处和顶部可视窗处。其中,底部是气泡产生的位置,可以观察气泡初始形态、大小、气泡间作用状况;顶部是气泡在喷射和浮力作用下,经垂直运移后的状态。

步骤703:开启气泡发生装置中活塞式中间容器与气泡发生器之间的控制阀,使得气体通过注气管线到达气泡发生器,此时通过采集器在底部可视窗处可见聚集状的微小气泡产生。

步骤704:开启加压装置,即开启活塞式耐压容器第一侧与控压装置用以连接的注气管线处的控制阀,使图3中低压表指示为第二预设压力(第二预设压力高于第一预设压力),在这种情况下,活塞式耐压容器中的活塞开始由第一侧向第二侧移动,当活塞停止移动时,即反应釜内压力达到第二预设压力,此时可以关闭控制阀,使整个系统的压力保持稳定。

通过对整个过程的观察,可以发现经过压力控制后的气泡泡径相较于通过气泡发生器产生的初始气泡泡径要小。

通过可视窗及采集器可对气泡泡径进行测量,观察气泡泡径是否达到预设阈值。

下面结合一个具体的实施例对上述气泡泡径控制实验系统及其操作方法进行具体说明,然而值得注意的是,该具体实施例仅是为了更好地说明本发明,并不构成对本发明的不当限定。

如图8所示,气泡泡径控制实验系统包括:第一驱替泵、第二驱替泵、水的活塞式中间容器、气的活塞式中间容器、控制阀1、控制阀2、第一可视窗、第一高压釜、第一采集器、调节管柱、第二高压釜、第二可视窗、气泡发生器、活塞式耐压容器、第二采集器、控制阀3、气体控压阀、气的活塞式中间容器和第三驱替泵,上述各部件按照图8所示的连接方式连接。

在进行气泡泡径控制实验时,首先开启用以连接水的中间容器和反应釜的注水管线上任一位置处的控制阀1,通过第一驱替泵和水的中间容器向反应釜中注入水,并给反应釜中水加压至20mpa。当传送至气泡发生器的气体的压力略高于反应釜中水的压力时气泡发生器产生的气泡小而均匀,因此,在用以连接气的中间容器和气泡发生器的注气管线上任一位置处的控制阀2关闭的情况下,通过第二驱替泵调整与其相连的气的中间容器中气体的压力为20.2mpa。

通过第三驱替泵调整与之相连的气的活塞式中间容器中气体压力为30mpa,该压力通过注气管线传送至气体控压阀,并通过调节气体控压阀中的放空阀1和放空阀2,使得气体控压阀中的出口低压表示数为20mpa。此时设置在用以连接活塞式耐压容器和气体控压阀的注气管线上任一位置处的控制阀3处于关闭状态,活塞式耐压容器中活塞处于最右侧。

反应釜包括第一高压釜、调节管线和第二高压釜,调节管柱通过螺栓分别与所述第一高压釜和第二高压釜固定设置,用于调整所述第一高压釜和第二高压釜之间的距离。考虑到气泡是从反应釜内部液体的底部向上部运动的运动趋势,因此第一高压釜和第二高压釜侧壁上分别设置有第一可视窗和第二可视窗,其中第一可视窗用于观察气泡的初始形态,第二可视窗用于观察经加压后的气泡的形态。

调整好第一采集器和第二采集器的位置在分别在第一可视窗和第二可视窗的平行位置处,并设置采集器的采集频率,使其可以进行全过程的采集。

开启控制阀2,使得气的中间容器中的气体通过注气管线传送至气泡发生器,此时通过采集器可以观察到第二可视窗口处有聚集状的微小气泡产生,在初始气泡产生后一段时间内,在第一可视窗口处可见分散状有一定膨胀的气体缓慢上浮。

开启控制阀3及气体控压阀,使得与第三驱替泵相连的气的活塞式中间容器中的气体通过气体控压阀传送至活塞式耐压容器,并使得气体控压阀中低压表指示为25mpa。在这种情况下,活塞式耐压容器中的活塞开始由靠近控制阀3的一侧向与反应釜连接的一侧移动,当活塞停止移动时,即反应釜中压力达到25mpa,此时立即关闭控制阀3、控制阀2以及气体控压阀,使整个系统的压力保持稳定。通过采集器可完成对整个过程的观察,可以发现底部可视窗处气泡发生过程逐步停止,产生的初始气泡泡径变小,顶部可视窗处的气泡泡径相较于未进行加压到达顶部可视窗处气泡的泡径要小,上浮速度也会明显较低。至此,一次气泡泡径控制实验就完成了。如果需要再次观察,重复上述操作即可。

通过图8所示的实验观测系统进行观察后可以发现快速加压可以使得气泡的泡径不会过大,从而可以避免因为气泡泡径过大所导致的阻塞的问题。

本发明还提供一个具体的实施例对上述油藏开采系统及其操作方法进行具体说明,然而值得注意的是,该具体实施例仅是为了更好地说明本发明,并不构成对本发明的不当限定。

如图9所示,油藏开采系统包括:第一驱替泵、第二驱替泵、水的中间容器、气的中间容器、控制阀1、控制阀2、反应釜、第一可视窗、第二可视窗、气泡发生器、活塞式耐压容器、控制阀3、第一采集器、第二采集器、气体控压阀、气的活塞式耐压容器、第三驱替泵和待开采油藏,上述各部件按照图8所示的连接方式连接。

在进行油藏开采时,首先开启用以连接水的中间容器和反应釜的注水管线上任一位置处的控制阀1,通过第一驱替泵和水的中间容器向反应釜中注入水,并给反应釜中水加压至第一预设压力(具体数值视现场情况确定),当传送至气泡发生器的气体的压力略高于反应釜中水的压力时气泡发生器产生的气泡小而均匀,因此,在用以连接气的中间容器和气泡发生器的注气管线上任一位置处的控制阀2关闭的情况下,通过第二驱替泵调整与其相连的气的中间容器中气体的压力略高于第一预设压力。

通过第三驱替泵调整与之相连的气的活塞式中间容器中气体压力为第二预设压力,该压力通过注气管线传送至气体控压阀,并通过调节气体控压阀中放空阀1和放空阀2,使得气体控压阀中的出口低压表示数为第一预设压力。设置在用以连接活塞式耐压容器和气体控压阀的注气管线上任一位置处的控制阀3处于关闭状态,活塞式耐压容器中活塞处于最右侧。

考虑到气泡是从反应釜内部液体的底部向上部运动的运动趋势,因此在反应釜的顶部和底部侧壁上分别设置有第一可视窗和第二可视窗,其中第一可视窗用于观察气泡的初始形态,第二可视窗用于观察经加压后的气泡的形态。

调整好第一采集器和第二采集器的位置在分别在第一可视窗和第二可视窗的平行位置处,并设置采集器的采集频率,使其可以进行全过程的采集。

同时开启控制阀2、控制阀3以及气体控压阀,开启控制阀2使得气的中间容器中的气体通过注气管线传送至气泡发生器;开启控制阀3以及气体控压阀,使得与第三驱替泵相连的气的活塞式中间容器中的气体通过气体控压阀传送至活塞式耐压容器,此时气体控压阀中低压表指示为第三预设压力,其中第二预设压力>第三预设压力>第一预设压力。在这种情况下,活塞式耐压容器中的活塞开始由靠近控制阀3的一侧向与反应釜连接的一侧移动,当活塞停止移动时,即反应釜中压力达到第三预设压力,此时立即关闭控制阀3、控制阀2以及气体控压阀,使整个系统的压力保持稳定。通过第一采集器和第二采集器可完成对整个过程的观察,并通过第二采集器采集到的图像判断气泡泡径是否控制到希望的范围内,从而可以实现简单高效的油藏驱替。

在上例中,在油藏开采系统中设置了第一驱替泵、第二驱替泵、水的中间容器、气的中间容器、控制阀1、控制阀2、反应釜、第一可视窗、第二可视窗、气泡发生器、活塞式耐压容器、控制阀3、第一采集器、第二采集器、气体控压阀、气的活塞式耐压容器、第三驱替泵、待开采油藏,通过设置由活塞式耐压容器、控制阀3、气体控压阀、气的活塞式中间容器、第三驱替泵构成的加压装置为气泡发生装置所产生的气泡进行快速加压,避免了气泡体积过大而导致的段塞问题,达到了对气泡泡径进行有效的控制,以实现快速高效的油藏驱替的技术效果。

从以上描述中,可以看出本发明实施例实现了如下技术效果:通过短时间内对反应釜中介质加压的方式,实现了对产生的初始气泡泡径的定量化控制。同时该方法的提出也打破了对气泡产生位置的限制,彻底排除了气泡聚并成段塞的可能。研制出了适合油藏条件下的实验研究系统,使气泡在小于两米垂直管柱内的快速加压及观察成为可能,与油田的工艺流程相匹配。

需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的和区别类似的对象,两者之间并不存在先后顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然通过实施例描述了本发明的精神和原理,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式,对于本领域的技术人员来说,本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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