一種稠油熱採巖心驅替實驗裝置及其實驗壓差穩定方法與流程

2023-06-17 13:22:51 1

本發明涉及巖心驅替實驗，特別涉及一種稠油熱採巖心驅替實驗裝置及巖心驅替實驗壓差穩定方法。

背景技術：

稠油熱採巖心驅替實驗是稠油熱採滲流機理、增產增效措施研究必備手段之一。稠油熱採巖心驅替實驗以高溫蒸汽或熱水驅替為主，採用高粘稠油作為被驅替相，油水粘度差異較大，在實驗過程中，巖心兩端壓差變化較大，同時驅替不穩定壓差波動幅度大，嚴重影響實驗結果的可靠性和準確性。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種能夠精確控制回壓，提高回壓穩定性，從而降低巖心兩端壓差波動，準確採集巖心驅替過程各階段壓差變化的實驗裝置及方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種稠油熱採巖心驅替實驗裝置，包括設置在恆溫烘箱內的巖心夾持器，和與計算機相連接的天平，所述天平上設置有燒杯；所述巖心夾持器的一端通過第一活塞容器連接有與所述計算機相連接的驅替泵，所述巖心夾持器的另一依次連接有冷卻裝置，高壓油水分離器和回壓閥，所述回壓閥的流體出口端連接至所述燒杯，所述回壓閥的背壓端通過第二活塞容器連接有與所述計算機相連接的回壓自動控制器；所述巖心夾持器的兩端連接有與所述計算機相連接的壓差測量裝置。

所述冷卻裝置放置在恆溫水浴中，並通過所述恆溫水浴控制溫度。

所述壓差測量裝置由三套不同量程壓差傳感器構成。

一種基於上述稠油熱採巖心驅替實驗裝置的巖心驅替實驗壓差穩定方法，包括以下步驟：

(1)安裝上述巖心驅替實驗裝置；

(2)將巖心置於所述巖心夾持器內，所述巖心在驅替介質的作用下產出高溫流體；

(3)產出的高溫流體通過所述恆溫水浴控制的所述冷卻裝置，在所述冷卻裝置的作用下，高溫流體降低溫度，同時保持流動性；

(4)冷卻後的流體進入所述高壓油水分離器，在所述高壓油水分離器的作用下，完成油水在線分離，計量產出油量；

(5)分離後的水通過所述回壓閥，在所述回壓自動控制器的作用下，控制巖心出口壓力，保持實驗過程回壓穩定；

(6)流出所述回壓閥的水進入所述燒杯，通過所述天平稱量計重。

步驟(3)中，所述恆溫水浴的溫度根據原油粘度隨溫度變化曲線而定。

步驟(2)至步驟(6)中，所述壓差測量裝置根據實測的巖心兩端壓差自動選擇相應量程進行測試，以準確獲得實驗過程中各階段的巖心兩端壓差變化。

本發明的有益效果是：

1、本發明實驗裝置採用的壓差測量裝置是由三套不同量程壓差傳感器構成，並可根據實測壓差進行自動切換，以保證實測值在合理誤差內；

2、本發明實驗裝置的回壓控制採用自動跟蹤控制，以保持在實驗過程中回壓控制穩定性；

3、本發明實驗裝置設置有高壓油水分離器，產出液實現在線分離，油量直接在分離器內讀取；

4、本發明中，分離產出液僅為水相流經回壓閥，與以前實驗技術中回壓閥內流經油水產出液相比，單相流體更穩定，壓差波動更小，降低巖心驅替實驗過程中對壓差的影響，減弱對實驗壓差的影響，使得實驗過程中壓差穩定，提高實驗結果的可靠性；

5、採用本發明巖心驅替實驗裝置及巖心驅替實驗壓差穩定方法，巖心兩端壓差穩定性較好，並可以準確的讀出實驗過程中各階段的壓差變化，從而得到穩定的壓差曲線，得出可靠的巖心驅替實驗數據。

附圖說明

圖1：本發明實驗裝置結構示意圖。

附圖標註：1、巖心夾持器；2、恆溫烘箱；3、壓差測量裝置；4、冷卻裝置；5、恆溫水浴；6、高壓油水分離器；7、回壓閥；8、第二活塞容器；9、回壓自動控制器；10、燒杯；11、天平；12、第一活塞容器；13、驅替泵；14、計算機。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的描述。

如附圖1所示，一種稠油熱採巖心驅替實驗裝置，包括設置在恆溫烘箱2內的巖心夾持器1，所述巖心夾持器1的一端通過第一活塞容器12連接有驅替泵13，所述巖心夾持器1的另一通過高壓管線連接有冷卻裝置4，所述冷卻裝置4放置在恆溫水浴5中，並通過所述恆溫水浴5控制溫度；所述冷卻裝置4的另一端通過高壓管線連接有高壓油水分離器6，所述高壓油水分離器6的出口端通過高壓管線連接有回壓閥7，所述回壓閥7的背壓端通過第二活塞容器8連接有回壓自動控制器9，所述回壓閥7的流體出口端連接至燒杯10，所述燒杯10置於高精度天平11上。

本發明中，所述巖心夾持器1的兩端連接有壓差測量裝置3，用於測量巖心兩端壓差變化；所述壓差測量裝置3由三套不同量程壓差傳感器構成，具有三種不同量程，可以根據實測的巖心兩端壓差自動選擇最佳量程進行測試，達到減小壓差測試誤差，提高精確度的目的。

本發明中，所述驅替泵13、所述壓差測量裝置3、所述天平11和所述回壓自動控制器9均連接至計算機14。

一種基於上述稠油熱採巖心驅替實驗裝置的巖心驅替實驗壓差穩定方法，包括以下步驟：

(1)安裝上述巖心驅替實驗裝置；

(2)將巖心置於所述巖心夾持器1內，在所述驅替泵13和恆溫烘箱2的作用下，儲存於第一活塞容器12內的水或原油形成驅替介質進入所述巖心，所述巖心在驅替介質的作用下產出高溫流體，本實施例中，所述驅替介質為200℃高溫熱水或300℃高溫蒸汽；

(3)產出的高溫流體通過所述恆溫水域控制的所述冷卻裝置4，在所述冷卻裝置4的作用下，高溫流體降低溫度，同時保持流動性，其中，所述恆溫水浴5的溫度根據原油粘度隨溫度變化曲線而定；

(4)冷卻後的流體進入所述高壓油水分離器6，在所述高壓油水分離器6的作用下，流體中的油水由於密度差，油以液滴形式在液註上層，水在液注下層，達到油水在線分離；並且，所述高壓油水分離器6上設置有刻度，可直接讀出產出油量；

(5)分離後的水通過所述回壓閥7，通過與所述回壓閥7相連接的回壓自動控制器9，實時自動跟蹤回壓並控制巖心出口壓力，保持實驗過程回壓穩定；

(6)流出所述回壓閥7的水進入所述燒杯10，通過所述天平11稱量，計量產出水量。

上述實驗過程中，所述壓差測量裝置3根據實測的巖心兩端壓差自動選擇相應量程進行測試，以準確獲得實驗過程中各階段的巖心兩端壓差變化。