稠油热采微观驱替实验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稠油油田开发技术领域，特别是涉及到一种稠油热采微观驱替实验系统。
【背景技术】
[0002]稠油粘度高，密度大，开采流动阻力大，热采是目前最为有效的开采方式。现场稠油热采高温高压的条件使得目前常用的玻璃微观模型二维可视化模拟实验装置面临新的问题:1)高温要求从整个实验装置和实验方法上系统的考虑如何保证整个实验体系的温度，从而保证稠油的流动性在实验装置的各个部分及整个实验过程中一致；2)高压要求整个实验装置的密封性，在实验平衡时能够保持压力体系恒定，在实验过程中能够防止不同流体间切换注入时的压力体系波动，从而避免了压力波动对实验效果造成影响；3)尚无考虑进行回压控制，同时不引起整个实验体系的压力波动。
[0003]专利申请号为200610165013.X，200820123024.6,201310280351.8 的三件中国专利申请均是单纯的提出了玻璃微观模型夹持器，但是它们均是针对常规原油进行的高温高压可视化实验，仅仅对微观模型夹持器这一装置进行了设计，夹持器的设计无法适应稠油热采实验对高温高压的新需要，更没有从整个实验系统的角度对稠油热采实验进行设计。为此我们发明了一种新的稠油热采微观驱替实验系统，解决了以上技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种可完成稠油热采微观驱替实验并可对实验结果进行理论分析的稠油热采微观驱替实验系统。
[0005]本发明的目的可通过如下技术措施来实现:稠油热采微观驱替实验系统，该稠油热采微观驱替实验系统包括注入系统、模型系统、输出系统和图像采集与分析系统，该注入系统具有动力源以提供驱替热流体，该模型系统连接于该注入系统，接收该注入系统提供的躯体热流体，并采用惰性气体进行微观模型周围环压的施加与控制以进行热流体对稠油的驱替实验，该输出系统连接于该模型系统，接收驱替实验后的输出液，并保持一定的回压，该图像采集与分析系统连接于该模型系统，对微观驱替过程进行动态观察与拍摄，并进行微观渗流特征和驱替机理的研究。
[0006]本发明的目的还可通过如下技术措施来实现:
[0007]该注入系统包括注入栗和恒温箱，多只具有氟胶内胆的高温高压中间容器和第一温度控制器置于该恒温箱中，该注入栗连接于该多只高温高压中间容器，并提供动力源，将动力液注入该多只高温高压中间容器中挤压氟胶内胆以排出氟胶内胆中的驱替液，从该多只高温高压中间容器中排出的驱替液被传送给加热保温带包裹的输出管线，该第一温度控制器检测驱替液的温度。
[0008]该多只高温高压中间容器包括第一高温高压中间容器，第二高温高压中间容器和第三高温高压中间容器，该第一高温高压中间容器中的氟胶内胆中盛满稠油，该第二高温高压中间容器中的氟胶内胆中盛满地层水，该第三高温高压中间容器中的氟胶内胆中盛一定浓度的化学剂溶液。
[0009]该模型系统包括氦气瓶，高温高压可视釜、微观模型支架和玻璃微观模型，该高温高压可视釜腔体内该微观模型支架密封固定该玻璃微观模型，该玻璃微观模型对角线设有入口和出口与该微观模型支架的入口和出口形成密封通道，驱替液经该微观模型支架进入到置于该高温高压可视釜内腔的该玻璃微观模型中，该氦气瓶连接于该高温高压可视釜，为该玻璃微观模型周围提供环压。
[0010]该微观模型支架呈抽屉式插入该高温高压可视釜内，并用螺栓紧固在该高温高压可视釜的侧面。
[0011]该模型系统还包括第一恒温加热器，第二温度控制器，第二恒温加热器和第三温度控制器，该第一恒温加热器连接于该微观模型支架，并对该微观模型支架进行加热，第二温度控制器连接于该微观模型支架，并监测该微观支架模型的温度，该第二恒温加热器连接于该高温高压可视釜，并对该高温高压可视釜内惰性气体加进行加热，第三温度控制器连接于该高温高压可视釜，并监测该高温高压可视釜内的温度，
[0012]该模型系统还包括第一放空阀和第一气体调节阀，该第一放空阀靠近该玻璃微观模型的入口处，以便将管线及该微观模型支架之间端板内的死体积排空，该第一气体调节阀连接在该氦气瓶与该高温高压可视釜之间，调节该高温高压可视釜内环压的大小。
[0013]该输出系统包括接收容器，第三放空阀，氮气瓶，第二气体调节阀、加热保温带和单向阀，该单向阀连接在该玻璃微观模型的出口与该接收容器之间，驱替实验后的输出液通过该单向阀进入到该接收容器中，该氮气瓶为该接收容器提供一定的回压，该第二气体调节阀连接在该氮气瓶与该接收容器之间，调节该接收容器中回压的大小，该第三放空阀连接于该接收容器，以在实验完毕后将该接收容器内的回压进行泄压，该加热保温带包裹该稠油热采微观驱替实验系统中的多条需要保温的管线。
[0014]该图像采集与分析系统包括显微镜、摄像头、底光源、可移动底座、显微镜立柱和电脑，该显微镜立柱的基座内部装有该底光源，基座上放置该可移动底座，该可移动底座可前后左右的微移放置于其上的该高温高压可视釜，在该底光源打开的情况下，通过该高温高压可视釜可视窗的上方的该显微镜对该高温高压可视釜内部的该玻璃微观模型内的热流体驱替稠油的过程进行观察，位于该显微镜上方的该摄像头将观察到的图像先转换为数据传输到该电脑，该电脑将该数据再转换为图像，以对实验进行动态观察与拍摄，并由该电脑对热流体驱替稠油的渗流特征和微观机理进行研究。
[0015]该稠油热采微观驱替实验系统在运行时，包括以下步骤:
[0016]将该玻璃微观模型采用抽真空法饱和地层水，然后安装到抽屉式的该微观模型支架上插入该高温高压可视釜内密封好；
[0017]向该注入系统中的多个高温高压中间容器内分别盛满稠油，地层水，和一定浓度的化学剂溶液；
[0018]设置该注入系统中的恒温箱、该输出系统中包裹管线的加热保温带、该高温高压可视釜的温度为实验所需温度，保持至少2h ;
[0019]建立该玻璃微观模型的环压和出口回压；
[0020]利用该注入系统中的注入栗将装有稠油的高温高压中间容器中的稠油输出，将管线及该微观模型支架端板内的死体积排空后，将稠油经过该微观模型支架进入该玻璃微观模型中，直至该玻璃微观模型出口端不再含水时，停止注入，建立起该玻璃微观模型中的束缚水饱和度；
[0021]当进行稠油热化学驱时，利用该注入栗将装有热水或蒸汽的高温高压中间容器中的热水或蒸汽和装有化学剂溶液的高温高压中间容器中的化学剂溶液通过共用的管线混合输出，将管线及该微观模型支架端板内的死体积内稠油排放完毕后，此时热水或蒸汽开始经过该微观模型支架进入到该玻璃微观模型中，以进行热流体对稠油的驱替实验；
[0022]采用该图像采集与分析系统对微观驱替过程进行动态观察与拍摄，并进行微观渗流特征和驱替机理的研究。
[0023]本发明中的稠油热采微观驱替实验系统，涉及稠油热采过程中热水驱或蒸汽驱驱油效果评价及驱油机理研究的微观驱替实验系统及其使用方法。具体包括稠油的热水驱、蒸汽驱及热化学驱过程中流体的渗流规律，驱油效果及作用机制。本发明的玻璃微观模型夹持器构造不同于以往专利，更能适应高温高压稠油热采时对装置加热保温性和密封性的要求，进行回压控制的同时不引起整个实验体系的压力波动，整个实验系统的合理设计满足了稠油热采微观物理模拟实验的条件。本发明从整个实验装置和方法上系统的考虑稠油热采微观物理模拟实验在高温高压条件下的加热保温性和密封性，以及保持某一温度下的过热水驱或蒸汽驱而进行的回压控制，本发明从流体注入到输出全过程进行加热保温性控制，“抽屉式”玻璃微观模型支架避免了反复拆卸可视窗造成的装置密封不可靠，在输出部分回压控制基础上加装单