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(1)、储水栗(2)、储气栗(3)，所述储油栗(I)、储水栗(2)、储气栗(3)底部分别与电机a (4)、电机b (5)、电机c (6)相连；所述储油栗(I)、储水栗(2)、储气栗(3)上部分别连接三通a (7)、三通b (8)、三通c (9)；所述三通a (7)、三通b (8)、三通c (9) 一端分别连接压力传感器a (10)、压力传感器b(11)、压力传感器c (12)，所述三通a (7)、三通b (8)、三通c (9)另一端分别连接管线a(13)、管线b(14)、管线c (15)，所述管线a (13)、管线b (14)、管线c (15)上近三通端分别接有阀门a (27)、阀门b (28)、阀门c (29)，所述管线a (13)、管线b (14)、管线c (15)与高温高压仓系统B的阀门d (41)、阀门e (42)、阀门d (41)相连； 所述高温高压仓系统B包括外部装有环形电加热套(26)、两侧装有高压视窗(19)的高温高压样品池(23 )，高温高压样品池(23 )底部连接磁力搅拌器(25 )，高温高压样品池(23 )内部上下端有排气凸型槽(39)和排液凹型槽(34)，排液凹型(34)和排气凸型槽(39)内部端面设有多孔板(20)，排气凸型槽(39)内部端面多孔板下部置有样品架(18)，样品架(18)上置有岩石样品，高温高压样品池(23)上下端通过套管a (21)、套管b (22)分别连接四通a (32)、四通b (33)，所述四通a (32)分别连接管线b (14)、管线e (36)、管线d (35)，四通b (33)分别连接管线f (37)、管线g (38)、管线h (40);所述管线b (14)、管线6 (36)、管线d (35)、管线f (37)、管线g (38)、管线h (40)上分别接有阀门e (42)、阀门f (43)、阀门g (44)、阀门h (45)、阀门i (46)、阀门d (41);所述管线e (36)端头接有气体接收容器(30)，管线g (38)端头接有液体接收容器(31);所述管线d (35)通过阀门g (44)与压力传感器d (24)相连，管线d (35)通过阀门j (50)与多功能色谱仪(49)相连，管线f(37)通过阀门h (45)与多功能色谱仪(49)相连；所述管线h (40)近四通b (33)端与进样针(17)相连，管线h (40)另一端通过阀门d (41)与管线a (13)、管线c (15)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(47)、计算机(16)、光源(48)，所述计算机(16)与光源(48)和摄像机(47)相连，光源(48)与摄像机(47)分别置于高温高压样品池(23)的高压视窗(19)两端；所述压力传感器a (10)、压力传感器b (11)、压力传感器c (12)、压力传感器d (24)、电机a (4)、电机b (5)、电机c (6)、磁力搅拌器(25)、电加热套(26)、阀门、油气水注入系统A、高温高压仓系统B分别与计算机(16)连接。2.根据权利要求1所述的模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置，其特征在于:所述电加热套(26 )的温度可以控制在 21°C、37 °C、53 °C、87 °C、113 °C、147 °C、176 °C、191°C，高压视窗(19)和高温高压样品池(23)可耐压9 MPa、19MPa、34MPa、56MPa、73MPa、91MPa。3.根据权利要求1所述的模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置，其特征在于:所述进样针(17)通过四通b (33)和套管b (22)进入高温高压样品池(23)或进样针(17)通过四通a (32)和套管a (21)进入高温高压样品池(23)。4.一种采用如权利要求1所述的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，其特征在于，包括以下步骤: (I)将油、水、气分别装入储油栗(I)、储水栗(2)、储气栗(3)中，储水栗(2)通过管线b(14)、阀门b(28)与阀门e (42)相连，储油栗(I)通过管线a (13)、阀门a (27)与阀门d(41)相连，储气栗(3)通过管线c (15)、阀门c (29)与阀门d (41)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a(27)、阀门d (41)打开，通过计算机(16)控制电机a (4)，使油通过管线a (13)进入高温高压样品池(23)，当摄像机(47)拍摄到进样针(17)端口出现油滴，停止电机a (4)，关闭阀门a (27)、阀门d (41);或计算机(16)控制阀门c (29)、阀门d (41)打开，使高压气通过管线c (15)进入高温高压样品池(23)，然后，关闭阀门c(29)、阀门 d (41)； (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(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b(28)、阀门e (42)、阀门g (44)打开，通过计算机(16)控制电机b (5)，使水通过管线b (14)进入高温高压样品池(23)，打开阀门f (43)，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e (36)端头有水流出，关闭阀门f(43)，继续加压到实验压力，停止电机b (5)，关闭阀门b (28)、阀门e (42);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a(4)对储油栗(I)加压，当压力传感器a (10)的压力与压力传感器d (24)相同时，计算机(16)控制阀门a (27)、阀门d (41)打开，计算机(16)根据摄像机(47)实时拍摄的图像，控制电机a (4)使油通过进样针(17)进入一滴油并浮起，停止电机a (4)，关闭阀门a (27)、阀门d (41);或计算机(16)控制电机c (6)对储气栗(3)加压，当压力传感器c (12)的压力与压力传感器d (24)相同时，打开阀门c (29)、阀门d (41)，计算机(16)根据摄像机(47)实时拍摄的图像，控制电机a (4)使气通过进样针(17)进入一个气泡并浮起，停止电机c (6)，关闭阀门c (29)、阀门d (41); (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a (4)使油在进样针(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a (4)使储油栗(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 )通过界面张力变化与相对界面面积变化的比值计算油的界面扩张粘弹性； (8)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i(46);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。5.根据权利要求4所述的模拟油藏条件测量接触角和界面张力的方法，其特征在于:所述油气水系统A和高温高压仓系统B的温度可以控制在21°C、37 °C、53 °C、87 °C，所述实验压力可以控制在9 MPa、19MPa、34MPa、56MPa、73MPa、91MPa ;所述电加热套(26)的温度可以控制在 21 cC、37Γ、53Γ、87°C、113°C、147°C、176。。、191 °C。6.根据权利要求4所述的模拟油藏条件测量接触角和界面张力的方法，其特征在于:所述岩石样品为天然岩心、人造岩心、石英片、云母。7.根据权利要求4所述的模拟油藏条件测量接触角和界面张力的方法，其特征在于:所述油为烷烃、模拟油、原油；所述气为空气、天然气、二氧化碳、氮气；所述水为去离子水、盐水、油田采出水、油田注入水、驱油剂溶液。
【专利摘要】本发明涉及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。主要解决了现有技术中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的问题。其特征在于：该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包括储油泵、储水泵、储气泵，所述储油泵、储水泵、储气泵底部分别连接电机，上部分别连接三通；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；所述自动控制记录系统C，包括摄像机、计算机、光源。该在模拟油藏条件测量接触角和界面张力的装置及方法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。
【IPC分类】G01N13/02, G01N13/00
【公开号】CN105043936
【申请号】CN201510398301
【发明人】刘宏生, 韩培慧, 陈广宇, 孙刚, 高淑玲, 杨莉, 吕昌森, 曹瑞波
【申请人】中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月8日