用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置的製作方法
2023-06-07 05:28:01
專利名稱：用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於石油採收率巖心注氣驅替實驗裝置，尤其涉及一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置。
背景技術：
目前，國內外油田注氣提高石油採收率應用技術不斷擴大，增油效果顯著，尤其是CO2注氣提高採收率技術，既滿足了國際社會溫室氣體埋存的需要，又為國內低滲透油田提高採收率技術提供了一條新途徑。然而，隨著注氣技術的不斷推廣，也相應地暴露出了一系列問題，室內巖心注氣驅替實驗是解決諸多問題的一種最直接的手段。無論是短巖心驅替、長巖心驅替，還是三維物理模型驅替都涉及氣水同注、不同氣水比例間歇注入等注入方式。如圖4所示，傳統的實驗室氣水注入方式通常是採用兩個獨立的水容器91和氣容器92，同時與一個三通93連接，流體出口 96與實驗裝置連接，而注入的比例則是通過與每個容器相連接的泵94、95的泵速來調整。此種現有結構優點是簡便，但也存在較大缺陷，一是無法判斷水氣是否同時注入(可能為一段水一段氣的注入)；二是如需加入化學劑，控制水、氣和化學劑三者比例較為困難，因此會對室內巖心注氣驅替實驗的質量產生影響。由此，本發明人憑藉多車從事相關行業的經驗與實踐，提出一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，以克服現有技術的缺陷。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，該裝置能夠實現水、氣、化學劑同時注入和按比例注入，有效地模擬現場水、氣、化學劑注入方式，及時解決現有存在的問題，更好地完善驅替實驗。本發明的目的是這樣實現的，一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，所述水氣分散注入裝置包括一密封腔體，該密封腔體的中部橫向設有天然巖心，緊鄰該天然巖心的上、下端分別設有上孔板和下孔板；所述天然巖心、上孔板和下孔板將腔體分隔為上腔室和下腔室；所述上腔室的內側壁設有第一霧化噴頭並通過管路連接於第一閥門，該第一閥門連通高壓水入口；位於第一霧化噴頭上方沿著腔體橫向設有一具有缺口的上擋板；所述上腔室的頂部設有與注氣驅替實驗裝置導通的流體出口，流體出口中設有第二閥門和可視觀察窗；所述下腔室的內側壁設有兩個平行間隔設置的雷射發射器，所述兩個雷射發射器電連接一液位控制器，所述液位控制器通過管路分別導通於下腔室底部和一溢出液體容器；一系統回壓控制器也通過管路分別導通於下腔室底部和所述溢出液體容器；所述下腔室底部通過第三閥門連通氣體注入口 ；位於兩個雷射發射器上方沿著下腔室橫向設有具有缺口的中擋板和下擋板，所述中擋板和下擋板呈上下間隔、左右交叉重疊的方式設置；所述密封腔體設置於一恆溫箱內。在本發明的一較佳實施方式中，所述上腔室的內側壁與第一霧化噴頭相對地設有一第二霧化噴頭，所述第二霧化噴頭通過管路連接於第四閥門，該第四閥門連通化學劑注入口。在本發明的一較佳實施方式中，所述天然巖心的滲透率為500_2000mD。在本發明的一較佳實施方式中，所述密封腔體為圓筒狀，其內徑為30cm;所述天然巖心的厚度為4cm、直徑為30cm ;所述上孔板和下孔板的厚度為5mm、孔眼數為40目、直徑為30cm。在本發明的一較佳實施方式中，所述第一霧化噴頭和第二霧化噴頭的孔徑
O.46mm。由上所述，本發明用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，在借鑑常規注入方式的基礎上，利用不同滲透率的天然巖心多孔介質，起到對氣體或液體分子實施一種「鋸」或「孔隙篩」的作用，即打碎水氣混合物分子，延緩氣體流速，使氣體充分與水接觸，並配合高壓霧化噴頭形成一套水、氣、化學劑同注，或按比例的注入方式，保證實驗室水、氣、化學劑注入驅替實驗的質量，為解釋油田現場注氣過程中存在的諸多問題提供有力的技術支持。
以下附圖僅旨在於對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍。其中圖1 :為本發明用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置的結構示意圖。圖2 :為本發明中天然巖心的橫截面示意圖。圖3 :為本發明中上、下孔板的結構示意圖。圖4:為現有常規水氣注入結構示意圖。
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照
本發明的具體實施方式
。如圖1 圖3所示，本發明提出一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置100，所述水氣分散注入裝置100包括一密封腔體1，該密封腔體I的中部橫向設有天然巖心，緊鄰該天然巖心2的上、下端分別設有上孔板21和下孔板22 ;所述天然巖心2、上孔板21和下孔板22將密封腔體I分隔為上腔室11和下腔室12 ;所述上腔室11的內側壁設有第一霧化噴頭31並通過管路連接於第一閥門41，該第一閥門41連通高壓水入口 ；位於第一霧化噴頭31上方沿著密封腔體I橫向設有一具有缺口的上擋板51 ;所述上腔室11的內側壁與第一霧化噴頭31相對地設有一第二霧化噴頭32，所述第二霧化噴頭32通過管路連接於第四閥門44，該第四閥門44連通化學劑注入口 ；所述上腔室11的頂部設有與注氣驅替實驗裝置(圖中未示出)導通的流體出口，流體出口中設有第二閥門42和可視觀察窗6 ；所述下腔室12的內側壁設有兩個平行間隔設置的雷射發射器71，所述兩個雷射發射器71電連接一液位控制器72，所述液位控制器72通過管路分別導通於下腔室12底部和一溢出液體容器8 ;—系統回壓控制器73也通過管路分別導通於下腔室12底部和所述溢出液體容器8 ;所述下腔室12底部通過第三閥門43連通氣體注入口 ；位於兩個雷射發射器71上方沿著下腔室12橫向設有具有缺口的中擋板52和下擋板53，所述中擋板52和下擋板53呈上下間隔、左右交叉重疊的方式設置；所述密封腔體I設置於一恆溫箱9內。由上所述，本發明用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，在借鑑常規注入方式的基礎上，利用不同滲透率的天然巖心多孔介質，起到對氣體或液體分子實施一種「鋸」或「孔隙篩」的作用，即打碎水氣混合物分子，延緩氣體流速，使氣體充分與水接觸，並配合高壓霧化噴頭形成一套水、氣、化學劑同注，或按比例的注入方式，保證實驗室水、氣、化學劑注入驅替實驗的質量，為解釋油田現場注氣過程中存在的諸多問題提供有力的技術支持。進一步，所述上孔板21和下孔板22可起到保護天然巖心2的作用；可視觀察窗6連接在流體出口中，可以觀察水、氣、化學劑混合情況；該可視觀察窗6為現有結構。所述上擋板51、中擋板52和下擋板53能夠起到控制氣體流向的作用，並可防止水過早流出裝置。所述兩個雷射發射器71用來控制密封腔體I內的液位，並將信號傳送至液位控制器72 ;液位控制器72接收到雷射發射器71的指令後，開啟並將密封腔體I內的多餘液體溢流至溢出液體容器8中；系統回壓控制器73用來調節水氣分散注入裝置內部壓力，以達到實驗要求壓力，並將多餘液體溢流至溢出液體容器8中。本發明用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置的使用過程如下(I)根據流體出口的流量要求，選擇天然巖心及水、氣、化學劑注入端的注入速度(通常為 l_5ml/min)；(2)關閉所有閥門；(2)根據驅替實驗要求設定回壓控制器的壓力；(3)緩慢打開第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門；(4)設定氣體注入速度並保持一定，調節高壓水、化學劑入口注入速度，對出口流體進行氣、液採集，分析各自比例，如不合格調整高壓水、化學劑入口注入速度，重複直到三者比例滿足實驗要求；(5)如果出口處液滴較大或較小，更換不同滲透率的天然巖心；(6)將流體出口與巖心驅替實驗裝置連接，進行驅替實驗。本發明與現有技術相比具有以下優點(I)可實現水、氣、化學劑同時注入，按比例注入；(2)通過調整天然巖心的滲透率，使霧化液滴的大小可控、可調；(3)通過恆速泵控制使系統輸出流體比例穩定。進一步，如圖2所示，在本實施方式中，所述天然巖心2的滲透率為500_2000mD。所述密封腔體I為圓筒狀，其高度為40cm，內徑為30cm ;所述天然巖心2的厚度為4cm、直徑為30cm ;所述上孔板21和下孔板22的厚度為5mm、孔眼數為40目、直徑為30cm。所述三個擋板均為圓形，其缺口為圓缺形。所述第一霧化噴頭31和第二霧化噴頭32的孔徑O. 46_。以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式
，並非用以限定本發明的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，其特徵在於所述水氣分散注入裝置包括一密封腔體，該密封腔體的中部橫向設有天然巖心，緊鄰該天然巖心的上、下端分別設有上孔板和下孔板；所述天然巖心、上孔板和下孔板將腔體分隔為上腔室和下腔室；所述上腔室的內側壁設有第一霧化噴頭並通過管路連接於第一閥門，該第一閥門連通高壓水入口 ；位於第一霧化噴頭上方沿著腔體橫向設有一具有缺口的上擋板；所述上腔室的頂部設有與注氣驅替實驗裝置導通的流體出口，流體出口中設有第二閥門和可視觀察窗；所述下腔室的內側壁設有兩個平行間隔設置的雷射發射器，所述兩個雷射發射器電連接一液位控制器，所述液位控制器通過管路分別導通於下腔室底部和一溢出液體容器；一系統回壓控制器也通過管路分別導通於下腔室底部和所述溢出液體容器；所述下腔室底部通過第三閥門連通氣體注入口 ；位於兩個雷射發射器上方沿著下腔室橫向設有具有缺口的中擋板和下擋板，所述中擋板和下擋板呈上下間隔、左右交叉重疊的方式設置；所述密封腔體設置於一;〖亙溫箱內。
2.如權利要求1所述的用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，其特徵在於所述上腔室的內側壁與第一霧化噴頭相對地設有一第二霧化噴頭，所述第二霧化噴頭通過管路連接於第四閥門，該第四閥門連通化學劑注入口。
3.如權利要求2所述的用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，其特徵在於所述天然巖心的滲透率為500-2000mD。
4.如權利要求3所述的用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，其特徵在於所述密封腔體為圓筒狀，其內徑為30cm ;所述天然巖心的厚度為4cm、直徑為30cm ;所述上孔板和下孔板的厚度為5mm、孔眼數為40目、直徑為30cm。
5.如權利要求3所述的用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，其特徵在於所述第一霧化噴頭和第二霧化噴頭的孔徑O. 46mm。
全文摘要
本發明為一種用於巖心注氣驅替實驗的水氣分散注入裝置，該裝置包括一密封腔體，其中部設有天然巖心、上孔板和下孔板；上腔室內側壁設有連接於第一閥門的第一霧化噴頭；第一霧化噴頭上方設有上擋板；上腔室頂部設有流體出口，流體出口設有第二閥門和可視觀察窗；下腔室內側壁設有兩個平行間隔設置並電連接一液位控制器的雷射發射器，液位控制器由管路導通於下腔室底部和一溢出液體容器；一系統回壓控制器也由管路導通於下腔室底部和所述溢出液體容器；下腔室底部通過第三閥門連通氣體注入口；位於兩個雷射發射器上方沿著下腔室橫向設有中擋板和下擋板，所述密封腔體設置於一恆溫箱內。該裝置能夠實現水、氣、化學劑同時注入和按比例注入。
文檔編號E21B49/00GK103015993SQ201210505560
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者馬德勝, 秦積舜, 吳康雲, 李實 , 張可, 陳興隆 申請人:中國石油天然氣股份有限公司