一种模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气田开发技术领域，尤其是一种在模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置及方法。
【背景技术】
[0002]润湿作用和界面张力广泛存在于人类生活和工业生产中，如机械润滑、油田开发、洗涤、浮选和清洗等，深入研究固体表面的润湿性和界面张力具有一定的理论和应用价值。在油气田开发领域中，润湿性和界面张力是决定油藏中流体分布和流动状态的主要因素，润湿性和界面张力还会影响毛细管压力、相对渗透率、剩余油饱和度、水驱和化学驱效果等。接触角是表征岩石润湿性最常用和最直接的方法。目前关于接触角和界面张力测量装置和方法公知的文献中，大部分都是在常温常压条件下测量接触角和界面张力，而没有能够模拟地下油藏条件测量接触角和界面张力的装置和方法。
【发明内容】
[0003]本发明在于克服【背景技术】中存在的问题，而提供一种在模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置。该装置可以真实模拟地下油藏条件测量岩石与原油、水或驱油剂的接触角及原油与水或驱油剂的界面张力。本发明还提供了一种在模拟油藏条件测量接触角和界面张力的方法。
[0004]本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到:一种模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置，包括油气水注入系统A，高温高压仓系统B，自动控制记录系统C ;
所述油气水注入系统A包括三个微量栗，分别为储油栗、储水栗、储气栗，所述储油栗、储水栗、储气栗底部分别与电机a、电机b、电机c相连，所述三个微量栗可以在电机作用下做周期往复运动；所述储油栗、储水栗、储气栗上部分别连接三通a、三通b、三通c ;所述三通a、三通b、三通c 一端分别连接压力传感器a、压力传感器b、压力传感器C，所述三通a、三通b、三通c另一端分别连接管线a、管线b、管线C，所述管线a、管线b、管线c上近三通端分别接有阀门a、阀门b、阀门C，所述管线a、管线b、管线c与高温高压仓系统B的阀门d、阀门e、阀门d相连；
所述高温高压仓系统B包括外部装有环形电加热套、两侧装有高压视窗的高温高压样品池，高温高压样品池底部连接磁力搅拌器，高温高压样品池内部上下端有排气凸型槽和排液凹型槽，排液凹型槽和排气凸型槽内部端面设有多孔板，排气凸型槽内部端面多孔板下部置有样品架，样品架上置有岩石样品，高温高压样品池上下端通过套管a、套管b分别连接四通a、四通b，所述四通a分别连接管线b、管线e、管线d，四通b分别连接管线f、管线g、管线h ;所述管线b、管线e、管线d、管线f、管线g、管线h上分别接有阀门e、阀门f、阀门g、阀门h、阀门1、阀门d ;所述管线e端头接有气体接收容器，管线g端头接有液体接收容器；所述管线d通过阀门g与压力传感器d相连，管线d通过阀门j与多功能色谱仪相连，管线f通过阀门h与多功能色谱仪相连；所述进样针通过四通b和套管b进入高温高压样品池；所述管线h近四通b端与进样针相连，管线h另一端通过阀门d与管线a、管线c相连，以上所述阀门均为电控阀门；
所述自动控制记录系统C，包括摄像机、计算机、光源，所述计算机与光源和摄像机相连，光源与摄像机分别置于高温高压样品池的高压视窗两端，计算机控制摄像机实时拍摄岩石样品的接触角或原油的界面张力图像，计算机处理图像，得到接触角或界面张力；所述压力传感器a、压力传感器b、压力传感器C、压力传感器d、电机a、电机b、电机C、磁力搅拌器、电加热套、阀门、油气水注入系统A、高温高压仓系统B分别与计算机连接。
[0005]—种采用模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置测量接触角和界面张力的方法，包括以下步骤:
(O将油水气分别装入储油栗1、储水栗2、储气栗3中，储水栗2通过管线bl4、阀门b28与阀门e42相连，储油栗I通过管线al3、阀门a27与阀门d41相连；或储气栗3通过管线cl5、阀门c29与阀门d41相连；
(2)开启电源，通过计算机16设定油气水系统A和高温高压仓系统B的温度，打开光源48和摄像机47 ；
(3)计算机16控制阀门a27、阀门d41打开，通过计算机16控制电机a4，使油通过管线al3进入高温高压样品池23，当摄像机47拍摄进样针17端口出现油滴，停止电机a4，关闭阀门a27、阀门d41 ;或计算机16控制阀门c29、阀门d41打开，使高压气通过管线cl5进入尚温尚压样品池23，关闭阀门c29、阀门d41 ；
(4)将待测岩石样品放在尚温尚压样品池23的样品架18上，磁力棒放在尚温尚压样品池内23底部多孔板20上，密封好高温高压样品池23，通过计算机16设定电加热套26的温度；
(5)计算机16控制阀门b28、阀门e42、阀门g44打开，通过计算机16控制电机b5，使水通过管线bl4进入高温高压样品池23，打开阀门f43，使高温高压样品池23中的气体进入气体接收容器30，待管线e36端头有水流出，关闭阀门f43，继续加压到实验压力，停止电机b5，关闭阀门b28、阀门e42 ;在测量前或测量过程中，可以通过磁力搅拌器25搅拌高温高压样品池23中的溶液；
(6)计算机16控制电机a4对储油栗I加压，当压力传感器alO的压力与压力传感器d24相同时，计算机16控制阀门a27、阀门d41打开，计算机16根据摄像机47实时拍摄的图像，通过控制电机a4使油通过进样针17进入一滴油并浮起，停止电机a4，关闭阀门a27、阀门d41 ;或计算机16控制电机c6对储气栗3加压，当压力传感器cl2的压力与压力传感器d24相同时，打开阀门c29、阀门d41，计算机16根据摄像机47实时拍摄的图像，通过控制电机a4使油通过进样针17进入一个气泡并浮起，停止电机c6，关闭阀门c29、阀门d41 ；
(7)计算机16控制摄像机47拍摄记录油滴或气泡在岩石表面形态，通过软件计算油或气在岩石表面的接触角；或计算机16控制电机a4使油或在进样针17端部形成一油滴，计算机16控制摄像机47拍摄记录进样针17端部油滴的形状，通过软件计算油的界面张力；或计算机16控制电机a4使微量储油栗I做周期运动，使进样针17端部的油滴周期性扩大、缩小，计算机16通过计算界面张力变化与相对界面面积变化的比值得到油的界面扩张粘弹性。
[0006](8)测量结束，关闭油气水系统A、高温高压仓系统B和电加热套26的加热装置；打开阀门i46，使液体进入液体接收容器31，计算机16通过控制电机及阀门对高温高压样品池23进行自动清洗。
[0007]本发明与上述【背景技术】相比较可具有如下有益效果:本发明模拟油藏条件测量接触角的装置可以在真实油藏的温度、压力、岩石原始饱和状态(即原始岩石润湿性)下测量岩石与流体的接触角及原油与水或驱油剂的界面张力。一次安装样品，可以得到一系列不同压力下的接触角、界面张力和界面扩张粘弹性参数。装置自动化程度高、控制精度高、重复性好、人为因素干扰小、自动清洗、人工工作量低。可以模拟各种油藏条件，在油田开发领域中具有广阔的应用前景。
[0008]【附图说明】:
附图1是本发明系统结构示意图；
附图2是本发明高温高压样品池正面示意图；
附图3是本发明高温高压样品池正面剖视图；
附图4是本发明高温高压样品池侧面剖视图。
[0009]图中:1-储油栗、2-储水栗、3-储气栗、4-电机a、5_电机b、6_电机c、7_三通a、8-三通b、9-三通c、10-压力传感器a、11-压力传感器b、12-压力传感器C、13-管线a、14-管线b、15-管线C、16-计算机、17-进样针、18-样品架、19-高压视窗、20-多孔板、21-套管a、22-套管b、23-高温高压样品池、24-压力传感器d、25-磁力搅拌器、26-电加热套、27-阀门a、28-阀门b、29-阀门C、30-气体接收容器、31-液体接收容器、32-四通a、33-四通b、34-排液凹型槽、35-管线d、36-管线e、37-管线f、38-管线g、39-排气凸型槽、40-管线h、41-阀门d、42-阀门e、43-阀门f、44_阀门g、45_阀门h、46_阀门1、47_摄像机、48-光源、49-多功能色谱仪，50-阀门j，A-油气水注入系统，B-高温高压仓系统，C-自动控制记录系统。
[0010]【具体实施方式】:
下面结合附图将对本发明作进一步说明:
附图1结合图2所示，一种在地下油藏条件测量接触角和界面张力的装置，包括油气水注入系统A，高温高压仓系统B，自动控制记录系统C。
[0011]所述油气水注入系统A包括三个微量栗，分别为储油栗1、储水栗2、储气栗3，所述储油栗1、储水栗2、储气栗3底部分别与电机a4、电机b5、电机c6相连，所述三个微量栗在电机作用下可以做周期往复运动，三个微量栗容量为44mL (直径为lcm)或83mL (直径为2cm)，进样体积的控制精度高；所述储油栗1、储水栗2、储气栗3上部分别连接三通a7、三通b8、三通c9 ;所述三通a7、三通b8、三通c9 一端分别连接压力传感器alO、压力传感器bll、压力传感器cl2，所述三通a7、三通b8、三通c9另一端分别连接管线al3、管线bl4、管线cl5，所