一种二氧化碳驱油实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及油田开发实验设备技术领域，具体是一种二氧化碳驱油实验装置。


背景技术：

2.二氧化碳驱油技术作为一种理想的增产技术，被广泛地应用在多次采油当中。其主要的过程为先向地层中注入一定量的表面活性剂后，再注入二氧化碳充分混合，最后进行蒸汽吞吐采油，可有效补充地层能量，并提高原油的流动性，从而对多次采油过后产能明显偏低的稠油井和超稠油井进行进一步增产，因此，对二氧化碳驱油技术的研究与开发则具有着重要的现实意义。
3.目前常见的二氧化碳驱油实验设备多通过对整体驱油过程的模拟进行研究，即使用二氧化碳对模拟油进行直接驱替，并研究这一过程的压力和温度变化情况，用以评价驱油效果，往往选择省略实际生产中用到的蒸汽吞吐步骤，因此使得实验得出的理论结果与实际生产中的得到的结果具有一定的差距；同时，常规实验设备中对于数据采集设备的设置和使用往往采取广泛分布的形式，即在整个装置中均与分布，每个分布点负责一片模拟地层的数据收集，设备的设置和数据的收集形式均较为粗放，不能很好地按照实验人员的要求精确收集所需的数据。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型目的在于提供一种二氧化碳驱油实验装置，真实模拟实际作业的中二氧化碳驱油，并实现对实验数据的准确收集，其具体方案如下：
5.本实用新型提供的技术方案是，提供一种二氧化碳驱油实验装置，包括注入管路、三维夹持器和产出管路，三维夹持器为可拆卸式耐压容器结构，容器侧面中一组以上的侧面为耐压玻璃面，同时在一组侧面上设置有伸入三维夹持器内部的任意数量、位置和长度的lcr探头，lcr探头与外部设置的lcr测试仪电连接；三维夹持器上还分别设置有穿过三维夹持器顶面伸入其内部的模拟注入井筒和模拟生产井筒；注入管路上分别设置有第一柱塞泵、表面活性剂中间容器、二氧化碳中间容器、第二柱塞泵、模拟油中间容器、六通阀、蒸汽发生器，其中，第一柱塞泵经三通阀分别与表面活性剂中间容器和二氧化碳中间容器管路并联；第二柱塞泵与模拟油中间容器管路连接；表面活性剂中间容器、二氧化碳中间容器和模拟油中间容器三者一同管路连接至六通阀上；六通阀管路连接至经顶部伸入三维夹持器内的模拟注入井筒上，两者的连接管路上经三通阀分支管路连接有蒸汽发生器；产出管路上分别设置有多通阀、回压阀和油气分离器，多通阀管路连接至所有的模拟生产井筒上，同时多通阀还与回压阀、油气分离器依次管路连接。
6.进一步的，所述三维夹持器上还分别管路连接有围压泵和真空泵。
7.进一步的，所述围压泵和真空泵经三通阀与三维夹持器管路连接。
8.进一步的，所述注入管路中三通阀和模拟注入井筒的连接管路上设置有压力表；
围压泵和真空泵经三通阀与三维夹持器之间的连接管路上也设置有压力表。
9.进一步的，所述三维夹持器外部设置有摄像头，摄像头镜头正对三维夹持器侧面的耐压玻璃面。
10.进一步的，所述三维夹持器外部还设置有中控计算机，中控计算机分别与摄像头和lcr测试仪电连接。
11.进一步的，所述注入管路上的三通阀与模拟注入井筒的连接管路上还设置有单向阀，单向阀的流通方向为由三通阀指向模拟注入井筒。
12.进一步的，所述油气分离器还分别连接有计量产油量和产气量的外部计量装置。
13.上述技术方案的技术效果是：
14.1、在注入管路上支路连接设置有蒸汽发生器，可按实际生产过程中在注入表面活性剂和二氧化碳之后继续注入蒸汽用于模拟蒸汽吞吐，使得整个实验过程更接近实际情况，得出的实验数据具有更好的实用性。
15.2、三维夹持器的侧板上设置有任意数量、位置和长度的lcr探头，使得实验人员可依照实验需求自由设置探测位置，提高对三维夹持器中驱油数据的收集准确程度。
16.3、三维夹持器一侧的耐压玻璃板外侧正对设置有摄像头，可实时观察驱替过程中三维夹持器内部的变化情况，结合lcr测试仪收集到的电磁变化数据，对整个二氧化碳驱油过程的状态变化进行有效掌握和分析。
附图说明
17.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明。
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图中1第一柱塞泵，2表面活性剂中间容器，3二氧化碳中间容器，4第二柱塞泵，5模拟油中间容器，6六通阀，7蒸汽发生器，8三通阀，9压力表，10三维夹持器，11单向阀，12多通阀，13回压阀，14油气分离器，15lcr测试仪，16围压泵，17真空泵，18摄像头，19中控计算机，101lcr探头，102模拟注入井筒，103模拟生产井筒，104耐压玻璃面。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
21.应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。
22.实施例：
23.参见图1，一种二氧化碳驱油实验装置，
24.三维夹持器10为可拆卸式耐压容器结构，便于在夹持器内部进行放入模拟岩心，
容器侧面中一组以上的侧面为耐压玻璃面104，在本实施例中耐压玻璃面104的数量为一组，外部可通过这一耐压玻璃面对三维夹持器10内部的驱替过程进行观察；
25.三维夹持器10上还分别设置有穿过三维夹持器10顶面伸入其内部的模拟注入井筒102和模拟生产井筒103，本实施例中在三维夹持器10顶面中部穿入一组模拟注入井筒102，在顶面对角处分别穿入两组模拟生产井筒103，以实现对二氧化碳注入井和生产井的模拟；
26.在一组侧面上设置有伸入三维夹持器10内部的任意数量、位置和长度的lcr探头101，本实施例中采用三组lcr探头101分别延伸至模拟注入井筒102和模拟生产井筒103在三维夹持器10的内部的开口处，在实际实验过程中，实验人员还可通过实验需求任意更改lcr探头101的插入数量、插入位置和插入深度；同时lcr探头101与外部设置的lcr测试仪15电连接，将收集到的驱替过程中的电信号变化送至lcr测试仪处综合处理。
27.注入管路上分别设置有第一柱塞泵1、表面活性剂中间容器2、二氧化碳中间容器3、第二柱塞泵4、模拟油中间容器5、六通阀6、蒸汽发生器7，其中，第一柱塞泵1经三通阀8分别与表面活性剂中间容器2和二氧化碳中间容器3管路并联；第二柱塞泵4与模拟油中间容器5管路连接；表面活性剂中间容器2、二氧化碳中间容器3和模拟油中间容器5三者一同管路连接至六通阀6上；六通阀6管路连接至经顶部伸入三维夹持器10内的模拟注入井筒102上，两者的连接管路上经三通阀8分支管路连接有蒸汽发生器7；在注入过程之前，调节六通阀6与第二柱塞泵4和模拟油中间容器5连通，可以对三维夹持器10内部进行实验油饱和；饱和完成后调节六通阀6连接至表面活性剂中间容器2、二氧化碳中间容器3的管路上，在注入过程中对三通阀8的连接通路进行更改，使得第一柱塞泵1分别与表面活性剂中间容器2和二氧化碳中间容器3先后连接，即可实现表面活性剂中间容器2和二氧化碳中间容器3中暂存的表面活性剂和二氧化碳的先后注入；而在注入过程中注完二氧化碳之后，修改六通阀6与模拟注入井筒102连接管路上的三通阀8的连接通路，将蒸汽发生器7接入管路与模拟注入井筒102连接，即可对三维夹持器10内部注入蒸汽进行模拟焖井的作业，实现模拟吞吐采油，使得收集到的驱替数据可以很好地符合现场施工状态下的情况。
28.产出管路上分别设置有多通阀12、回压阀13和油气分离器14，多通阀14管路连接至所有的模拟生产井筒103上，同时多通阀12还与回压阀13、油气分离器14依次管路连接，三维夹持器10中的模拟生产井筒103的数量可根据实验需求任意设定，则设置多通阀12用于收集多组模拟生产井筒103的产出油；回压阀13的作用是保持装置整体内部的压力，使得能够在地层的压力条件下进行实验；收集到的产出油气混合物进入油气分离器中14分离，便于后续对产出油和驱替出气体的量进行计量。
29.三维夹持器10上还分别管路连接有围压泵16和真空泵17，围压泵16和真空泵17经三通阀8与三维夹持器10管路连接，通过修改该管路上三通阀8的连接通路，可使得围压泵16和真空泵17依次与三维夹持器10内部连接，围压泵16用于在实验过程中提供围压模拟地层压力条件，真空泵17用于在模拟油中间容器5向三维夹持器10中饱和油时提供真空环境。
30.注入管路中三通阀8和模拟注入井筒102的连接管路上设置有压力表9，围压泵16和真空泵17经三通阀8与三维夹持器10之间的连接管路上也设置有压力表9，分别测定实验过程中的围压和注入段的压力变化。
31.三维夹持器10外部设置有摄像头18，摄像头18镜头正对三维夹持器10侧面的耐压
玻璃面104，摄像头18可收集整个二氧化碳驱油过程中的内部变化情况的图像，结合收集到的电信号一同进行分析，可有效实现对整个二氧化碳驱油过程的掌握。
32.三维夹持器10外部还设置有中控计算机19，中控计算机19分别与摄像头18和lcr测试仪15电连接，用于控制和综合分析摄像头18与lcr测试仪15的工作情况和它们所收集到的数据。
33.注入管路上的三通阀8与模拟注入井筒102的连接管路上还设置有单向阀11，单向阀11的流通方向为由三通阀8指向模拟注入井筒102，避免内部压力过高引起流体的倒流，保护实验设备。
34.油气分离器14还分别连接有计量产油量和产气量的外部计量装置，用于准确分析收集到的产出油的量和驱替过程中二氧化碳气体量的前后变化，用于评估二氧化碳的驱替效果。
35.本实用新型的使用过程是：
36.依实验需求在三维夹持器10侧面上安装耐压玻璃面，之后填入预先造缝完成的模拟岩心，在夹持器顶部加盖顶板，并根据模拟注入井筒102和模拟生产井筒103的长度和位置钻穿顶板至模拟岩心中，选取一组侧面根据模拟注入井筒102和模拟生产井筒103钻孔位置钻出相应的细孔穿入lcr探头101，将所需的探头与外部lcr测试仪15电连接，之后再将模拟注入井筒102和模拟生产井筒103放入各自对应的钻孔中，使用密封胶密封井筒与顶板之间的缝隙；
37.设置依照实验所需模拟的地层压力值设置回压阀13的压力限值；
38.依照实验组装连接管路，调节六通阀6连接模拟油中间容器5和三维夹持器10，并使用三通阀8连通真空泵17和三维夹持器10，对三维夹持器10内部抽真空；
39.抽真空完成后启动第二柱塞泵4经模拟油中间容器5向三维夹持器10中饱和实验所需的模拟油水层，之后调节六通阀6连接至表面活性剂中间容器2和二氧化碳中间容器3的管路并联上，通过调节三通阀8使用第一柱塞泵1控制表面活性剂中间容器2和二氧化碳中间容器3先后向三维夹持器10中注入实验用表面活性剂和二氧化碳；
40.二氧化碳注入完毕后，调节三通阀8使得蒸汽发生器7连入注气管路中，向三维夹持器10中注入蒸汽，模拟实际生产中进行的焖井作业；
41.模拟焖井完成后，降低回压阀13的压力限值，使得三维夹持器10中经表面活性剂、二氧化碳、蒸汽加热和补充能量后的模拟油经回压阀13排出三维夹持器10，模拟原油的采出；
42.排出的模拟油经油气分离器14收集后分离油气，并将油和气体输送至各自的计量装置中计算产出的油气含量；
43.整个过程中三维夹持器10内部的变化状态经摄像头18记录图像信息，与lcr测试仪15中收集到的驱替过程中电信号的数据一起传输至中控计算机19中储存分析，综合得出实验结果。
44.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
45.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。