一种气液注入模拟驱油和流体性能测定装置及方法与流程

文档序号:12112143阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,包括模拟油藏的模型系统、向模型系统注入驱替介质的注入系统和对模型系统的流出液进行计量采集的流出液计量采集系统,所述模型系统包括岩心夹置器(A),其特征在于,还包括用于获取岩心中流体性能的测定系统,所述测定系统包括:

第一质量流量计(H1)和第一可视毛细管(G5),二者串联连接在岩心夹置器(A)的岩心夹置器入口(A1)端,第一质量流量计(H1)的入口端处设置有第一压力传感器(P1);第一质量流量计(H1)的入口端连接到所述注入系统;

第二质量流量计(H2)和第二可视毛细管(G6),二者通过气动阀(K24)串联连接到岩心夹置器(A)的岩心夹置器出口(A8),并且岩心流体采集点(A2-A7)分别通过气动阀(K18-K23)连接到第二质量流量计(H2)的入口端,第二质量流量计(H2)入口端设置第五压力传感器(P7);第二可视毛细管(G6)的出口端连接到所述流出液计量采集系统。

2.根据权利要求1所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述流出液计量采集系统包括第一回压阀(B1)、第二回压阀(B2)、气动阀(K3)、气动阀(K25)和油气水计量装置(D),第二可视毛细管(G6)的出口端依次通过第二回压阀(B2)、气动阀(K25)连接到油气水计量装置(D),岩心夹置器(A)的岩心夹置器出口(A8)依次通过第一回压阀(B1)、气动阀(K3)连接到油气水计量装置(D)。

3.根据权利要求2所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述第一可视毛细管(G5)位于岩心夹置器(A)的岩心夹置器入口(A1)端且与管线相连,沿第一可视毛细管(G5)长度方向平行的一侧设有第一光源(G3),另一侧设有第一高倍摄像机(G7),第一可视毛细管(G5)的入口和出口之间并联有第一压差传感器(P5)用以测量第一可视毛细管(G5)入口和出口之间的压力差。

4.根据权利要求2或3所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述第二可视毛细管(G6)位于岩心夹置器出口(A8)端与管线相连,沿第二可视毛细管(G6)长度方向平行的一侧设有第二光源(G4),另一侧设有第二高倍摄像机(G8),第二可视毛细管(G6)的入口和出口之间并联有第二压差传感器(P6)。

5.根据权利要求4所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述注入系统包括向模型系统注入气体的气体注入系统和向模型系统注入液体的液体注入系统。

6.根据权利要求5所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述气体注入系统包括:

并联连接的第一气体活塞容器L1和第二气体活塞容器L2,其中,

所述第一气体活塞容器(L1)的上端开口处设有气动阀(K10)和用于测量第一气体活塞容器(L1)内部气体压力的第三压力传感器(P3),第一气体活塞容器(L1)的上端开口通过气动阀(K11)与第一排空管(U1)相连通;第一气体活塞容器(L1)的下端开口通过气动阀(K14)连接到第二恒压恒速泵(R2)、通过气动阀(K16)连接到第三液体接收容器(F3);

第二气体活塞容器(L2)的上端开口处设有气动阀(K9)和用于测量第二气体活塞容器(L2)内部气体压力的第四压力传感器(P4),第二气体活塞容器(L2)的上端开口通过气动阀(K12)与第二排空管(U2)相连通;第二气体活塞容器(L2)的下端开口通过气动阀(K13)连接到第三恒压恒速泵(R3)、通过气动阀(K17)连接到第三液体接收容器(F3);

用于存储高压气体的高压气瓶(N),所述高压气瓶(N)通过气动阀(K8)连接到一气体增压泵(M),所述气体增压泵(M)通过气动阀(K7)连接到气动阀(K9)和气动阀(K10)的交接处,气动阀(K7、K9、K10)的交接处通过气动阀(K6)连接到第一质量流量计(H1)的入口端。

7.根据权利要求5所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述液体注入系统包括液体活塞容器(E),所述液体活塞容器(E)的上端入口处设置有用于测量液体活塞容器(E)中液体压力的第二压力传感器(P2),液体活塞容器(E)的上端开口分别通过气动阀(K2)与第一液体接收器(F1)相连以及通过气动阀(K5)连接到第一质量流量计(H1)的入口端;所述液体活塞容器(E)的下端开口通过气动阀(K4)与第一恒压恒速泵(R1)相连,并通过气动阀(K15)与第二液体接收容器(F2)相连。

8.根据权利要求5或6所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述岩心夹置器(A)、第一回压阀(B1)、第二回压阀(B2)、油气水计量装置(D)、液体活塞容器(E)、液体接收容器(F1)、第一质量流量计(H1)、第二质量流量计(H2)、第一气体活塞容器(L1)、第二气体活塞容器(L2)以及第一不透光箱(G1)和第二不透光箱(G2)均置于恒温箱(Q)中。

9.根据权利要求5或6所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置,其特征在于,所述第一质量流量计(H1)、第二质量流量计(H2)、气动阀(K1-K25)、各压力传感器(P1-P4,P7)、各压差传感器(P4,P5)、恒温箱(Q)、各恒压恒速泵(R1-R3)、第一光源(G3)、第二光源(G4)、第一高倍摄像机(G7)、第二高倍摄像机(G8)、气体增压泵M均电连接到计算机(W)。

10.一种气液注入模拟驱油和流体性能测定方法,所述方法采用权利要求1至9任一项所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定装置进行气液注入模拟驱油实验以及对岩心中流体性能进行测定,包括以下步骤:

步骤一:将三层非均质含油岩心放入岩心夹置器(A)中,液体装入液体活塞容器(E)中,高压气瓶(N)中气体种类满足所述模拟驱油实验的设计,第一气体活塞容器(L1)和第二气体活塞容器(L2)中的活塞位于顶部,所有气动阀均处于关闭状态,计算机(W)控制恒温箱(Q)加热至模拟驱油实验预设温度;计算机(W)控制第一光源(G3)和第二光源(G4)开启,并控制第一高倍摄像机(G7)和第二高倍摄像机(G8)开启;

步骤二:计算机(W)控制气动阀(K8,K7,K10,K16)开启,高压气瓶(N)中的气体通过气体增压泵(M)和气动阀(K8,K7,K10)进入第一气体活塞容器(L1)中,当第一气体活塞容器(L1)中的活塞被推到底部,计算机(W)控制气动阀(K10,K16)关闭;计算机(W)控制气动阀(K9,K17)开启,高压气瓶(N)中的气体通过增压泵(M)和气动阀(K8,K7,K9)进入第二气体活塞容器(L2)中,当第二气体活塞容器(L2)中的活塞被推到底部,计算机(W)控制气动阀(K8,K7,K9,K17)关闭;

步骤三:根据模拟驱油实验设计的回压设定第一回压阀(B1)的压力值,计算机(W)控制气动阀(K4,K13,K14)开启,计算机(W)控制第一恒压恒速泵(R1)、第二恒压恒速泵(R2)和第三恒压恒速泵(R3)分别对液体活塞容器(E)、第一气体活塞容器(L1)、第二气体活塞容器(L2)加压,当第二压力传感器(P2)、第三压力传感器(P3)或第四压力传感器(P4)的压力值与第一回压阀(B1)的压力值相等时,计算机(W)控制相应的恒压恒速泵停止;

步骤四:采用气液交替注入方式或气液同时注入方式向岩心夹置器(A)中的含油岩心中注入驱油介质,在注入过程中,计算机(W)通过第一高倍摄像机(G7)和第一光源(G3)观测气体、液体或气液混合物的流动状态,同时结合第一质量流量计(H1)和第一压差传感器(P5)的数值计算出气体、液体或气液混合物的运动粘度;计算机(W)控制气动阀(K18-K24)中的一个开启,设定回压阀(B2)的压力等于第五压力传感器(P7)的压力值,通过第二高倍摄像机(G8)和第二光源(G4)观测对应三层非均质岩心流体采集点(A2-A7)及岩心夹置器出口(A8)的流体流动状态,同样结合第二质量流量计(H2)和第二压差传感器(P6)的数值计算出该采集点流体的运动粘度,直到满足模拟驱油实验设计的注入时间为止。

11.根据权利要求10所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定方法,其特征在于,步骤四中的气液同时注入方式包括以下步骤:

计算机(W)控制气动阀(K3,K5,K6,K10)开启,计算机(W)控制第一恒压恒速泵(R1)、第二恒压恒速泵(R2)以模拟驱油实验设计的气液比、注入速度注入液体和气体,当满足模拟驱油实验设计的注入时间后,计算机(W)控制气动阀(K3,K5,K6,K10)关闭并停止第一恒压恒速泵(R1)和第二恒压恒速泵(R2);在实验过程中计算机(W)记录第一压力传感器(P1)的压力值及第一质量流量计(H1)泡沫流体的流速和注入时间,并实时记录油气水计量装置(D)中油、气、水体积。

12.根据权利要求10所述的气液注入模拟驱油和流体性能测定方法,其特征在于,步骤四中的气液交替注入方式包括交替进行的以下步骤:

(1)注入液体时,计算机(W)控制气动阀(K3,K4,K5)开启,计算机(W)控制第一恒压恒速泵(R1)以恒定的模拟驱油实验设计的速度注入液体,当满足模拟驱油实验设计的注入时间后,计算机(W)控制气动阀(K5)关闭,并停止第一恒压恒速泵(R1);计算机(W)同时记录液体注入时的第一压力传感器(P1)的值、液体注入时间和速度,通过第一质量流量计(H1)测量的液体注入速度校正通过第一恒压恒速泵(R1)记录的注入速度;

在注入液体过程中,计算机(W)同时控制气动阀(K13,K14)开启,并分别比较第三压力传感器(P3)、第四压力传感器(P4)的压力值与第一压力传感器(P1)的压力值的大小,即当第三压力传感器(P3)的压力值大于第一压力传感器(P1)的压力值时,计算机(W)控制气动阀(K11)开启,气体从第一排空管(U1)排出,直到第三压力传感器(P3)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,关闭气动阀(K11);当第三压力传感器(P3)的压力值小于第一压力传感器(P1)的压力值时,计算机(W)控制第二恒压恒速泵(R2)对第一气体活塞容器(L1)加压,直到第三压力传感器(P3)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,停止第二恒压恒速泵(R2)加压;同样,当第四压力传感器(P4)的压力值大于第一压力传感器(P1)的压力值,计算机(W)控制气动阀(K12)开启,气体从第二排空管(U2)排出,直到第四压力传感器(P4)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,关闭气动阀(K12);当第四压力传感器(P4)的压力值小于第一压力传感器(P1)的压力值时,计算机(W)控制第三恒压恒速泵(R3)对第二气体活塞容器(L2)加压,直到第四压力传感器(P4)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,停止第三恒压恒速泵(R3)加压,直到液体注入完毕;

(2)注入气体时,计算机(W)控制气动阀(K3,K6,K10)开启,计算机(W)控制第二恒压恒速泵(R2)以模拟驱油实验设计的速度注入气体,当满足模拟驱油实验设计的注入时间后,计算机(W)控制气动阀(K6,K10)关闭并停止第二恒压恒速泵(R2);计算机(W)记录气体注入时的第一压力传感器(P1)的值、气体注入速度和时间,通过第一质量流量计(H1)测量的气体注入速度校正通过第二恒压恒速泵(R2)记录的注入速度;

在注入气体过程中,计算机(W)比较第四压力传感器(P4)的压力值与第一压力传感器(P1)的压力值的大小,当第四压力传感器(P4)的压力值大于第一压力传感器(P1)的压力值,计算机(W)控制气动阀(K12)开启,气体从第二排空管(U2)排出,直到第四压力传感器(P4)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,关闭气动阀(K12);当第四压力传感器(P4)的压力值小于第一压力传感器(P1)的压力值,计算机(W)控制第三恒压恒速泵(R3)对第二气体活塞容器(L2)加压,直到第四压力传感器(P4)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,停止第三恒压恒速泵(R3)加压,直到气体注入完毕,或当第一气体活塞容器(L1)中气体体积用完时,计算机(W)控制气动阀(K9)开启,控制气动阀(K10)关闭并停止第二恒压恒速泵(R2),计算机(W)控制第三恒压恒速泵(R3)以同样的模拟驱油实验设计的速度继续注入气体,当满足模拟驱油实验设计的注入时间后,计算机W控制气动阀(K6,K9)关闭和停止第三恒压恒速泵(R3);

在注入气体过程中,计算机(W)同时比较第二压力传感器(P2)的压力值与第一压力传感器(P1)的压力值的大小,当第二压力传感器(P2)的压力值大于第一压力传感器(P1)的压力值时,计算机(W)控制气动阀(K2)开启,排出多余液体到第一液体接收容器(F1)中,直到第二压力传感器(P2)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,关闭气动阀(K2);当第二压力传感器(P2)的压力值小于第一压力传感器(P1)的压力值,计算机(W)控制第一恒压恒速泵(R1)对液体活塞容器(E)加压,直到第二压力传感器(P2)的压力值等于第一压力传感器(P1)的压力值为止,停止第一恒压恒速泵(R1),直到气体注入完毕。

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