多介質驅油物理模擬實驗裝置的製作方法
2023-07-26 20:59:21 2
專利名稱：多介質驅油物理模擬實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及採油技術中的多種介質驅油研究的物理模擬實驗裝置。
背景技術：
現有技術中的用於採油的驅劑的物理模擬實驗，是通過室內模擬油藏條件下不同驅劑在多孔介質中流動性能和油藏條件下驅劑的驅油效率，分析測定不同驅劑對開採原油的效果，進行開發方案篩選，為礦場開展不同驅劑採油提供必要的技術支持。要開展這項研究就需要物理模擬實驗裝置，該類實驗裝置的基本構成如中國專利公告號CN 2752886Y所公開的一種蒸汽驅油物理模擬裝置那樣，主要是模擬油藏的模型部分、向模型部分提供高壓驅替介質的注入部分、收集從模型流出產出液的出液採集檢測部分、採集並檢測模型部分的溫度壓力等參數的檢測部分構成，目前，各實驗室用的物理模擬裝置功能比較專一，如化學驅油物理模擬實驗裝置，蒸汽驅油物理模擬裝置，泡沫驅油物理模擬裝置，這類實驗裝置的注入部分只能產生單一的高壓驅替介質，而不能進行多介質驅油物理模擬實驗。另外，現有技術中採用帶有壓力傳感器的壓力檢測裝置對模擬油藏的巖心管的壓力進行檢測，壓力傳感器的信號採集端直接與巖心管的測口連接，這樣在實驗時巖心管中的雜質就會進入壓力傳感器而影響檢測甚至破壞壓力傳感器。另外，現有技術中蒸汽驅油物理模擬實驗裝置中採用蒸汽生成裝置對驅替泵送入的液體(通常為二次水)加熱生成蒸汽，但現有的蒸汽生成裝置的產出的蒸汽的溫度有限，無法獲得熱蒸汽驅油實驗所需的溫度為370°C的過熱蒸汽。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種注入部分可根據需要產生不同驅替介質的多介質驅油物理模擬實驗裝置。本實用新型的技術方案是一種多介質驅油物理模擬實驗裝置，包括模擬油藏的模型部分、產生高壓驅替介質並向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高壓驅替泵，所述注入部分還包括分別容納相應驅替介質的第一 第三中間容器、與所述高壓驅替泵及相應中間容器配合產生蒸汽的蒸汽生成裝置、與所述高壓驅替泵及相應中間容器配合產生泡沫的泡沫生成裝置；所述蒸汽生成裝置主要包括蒸汽發生器，所述泡沫生成裝置包括用於匯合驅替劑和高壓氣體以生成泡沫的泡沫發生器，泡沫發生器的第一個進口經管道對應的與所述第三中間容器的出口相連，泡沫發生器的第二個進口上連有用於提供高壓氣體的經管道依次串接的氣瓶、增壓泵；所述高壓驅替泵的出口經管道與一個第一多通分配閥的進口連接，第一多通分配閥的多個出口經管道分別對應的與第一 第三中間容器的各個進口、蒸汽發生器的進口相連，蒸汽發生器的出口以及第一、第二中間容器的各個出口經管道分別與一個第二多通分配閥的各個對應的進口相連，所述泡沫發生器的出口經管道與第二多通分配閥的對應進口相連；第二多通分配閥的出口經管道與模擬部分的進口相連。所述蒸汽發生器的出口與所述模擬部分進口之間連有串接第二多通分配閥的熱介質管道，所述的蒸汽生成裝置為過熱蒸汽生成裝置，所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝於所述熱介質管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。所述熱介質管道上除了套設高溫烘箱之外的部分上還套設有保溫管。所述高溫烘箱設於模型部分的進口處。所述泡沫發生器上還連有用於觀測泡沫生成情況的泡沫觀察器。所述實驗裝置還包括出液採集檢測部分、檢測部分，檢測部分包括溫度檢測裝置、 壓力檢測裝置和計算機，所述模型部分為巖心管，所述壓力檢測裝置包括採集巖心管相應位置壓力信號的壓力傳感器以及將壓力傳感器獲得的信號轉換、顯示並輸送給計算機的檢測電路，壓力檢測裝置還包括在各個壓力傳感器與巖心管的各對應測口之間連接的用於對壓力傳感器進行隔離保護的隔離容器，隔離容器具有在工作時充滿蒸餾水的內部腔體，隔離容器具有與內部腔體相通的兩個接口，其中一個接口與巖心管的測口連接，另一個接口與壓力傳感器的信號採集端連接。本實用新型的實驗裝置可滿足化學驅、熱水驅、蒸汽驅、泡沫驅的驅油物模實驗要求，集成化程度高，布局合理，能夠承擔多種介質驅油的實驗研究任務，可大大降低實驗投入成本。另外，本實用新型的蒸汽生成裝置是一種可對蒸汽發生器所配套的蒸汽管路進行二次加熱的過熱蒸汽生成裝置，可對水蒸汽進行梯次加熱，使過熱水蒸汽溫度達到過熱蒸汽驅物理模擬實驗的要求，而可以進行過熱蒸汽驅油物理模擬實驗。另外，本實用新型的壓力檢測裝置中設有用於隔離傳感器和巖心管並可以傳遞壓力的隔離容器，從而能夠有效的保護壓力傳感器不受異物汙染而損壞。
圖1是本實用新型的多介質驅油物理模擬實驗裝置的實施例的結構示意圖；圖2是本實用新型的過熱蒸汽生成裝置的原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的多介質驅油物理模擬實驗裝置的實施例，包括用於用於模擬油藏的模型部分、向模型部分提供多種高壓驅替介質的注入部分、對模型部分的出液進行採集並檢測的出液採集檢測部分、對模型部分的溫度及壓力進行檢測的檢測部分。本實施例中的模型部分為巖心管6，屬於現有技術，它具有與注入部分相連的進口、與出液採集檢測部分相連的出口以及供檢測部分提取相應信號的測口。本實施例中的出液採集檢測部分屬於現有技術，包括在巖心管6的出口所連的下遊管道上依次串接的冷凝器11、回壓控制器12、量筒13、手動增壓泵14。本實施例中的所述注入部分包括用於對相應驅替介質提供輸送壓力的高壓驅替泵1、分別容納相應的驅替介質的第一 第三中間容器5廣53、與所述高壓驅替泵1配合產生蒸汽的蒸汽生成裝置、與所述高壓驅替泵1及相應中間容器配合產生泡沫的泡沫生成裝置。如圖2的本實用新型實施例中的蒸汽生成裝置是一種可生成過熱蒸汽的過熱蒸汽生成裝置，過熱蒸汽生成裝置的原理圖所示，所述過熱蒸汽生成裝置主要包括經管道接於高壓驅替泵1下遊的用於將高壓驅替泵1提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發生器2、套裝於蒸汽發生器2出口所連熱介質管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱17，熱介質管道是指所述蒸汽發生器的出口與所述模擬部分進口之間所連的管道，另外在蒸汽發生器2出口所連熱介質管道上除了套設高溫烘箱17之外的部分上還套設有保溫管20，另外還在保溫套管20上、高溫烘箱17上、熱介質管道的穿出高溫烘箱17的位置上分別設有用於監測蒸汽溫度的溫控器21、22、23。另外，為了提高熱交換效率，所述的通過保溫烘箱17和保溫套管20的管道做成螺旋狀。過熱蒸汽生成裝置在工作時，將來自驅替泵 (高壓驅替泵1)的液體(二次水)加熱汽化，產生設定溫度的水蒸汽並穩定地輸送注入巖心管，在輸送過程中，高溫烘箱17可對水蒸汽進行二次加熱，將蒸汽發生器產生的320°C水蒸汽加熱到370°C，從而滿足過熱蒸汽驅物理模擬實驗的需要。將二次加熱裝置——高溫烘箱設置在蒸汽輸送管道的巖心管入口處，既保證進行370°C過熱蒸汽實驗時，將水蒸汽溫度提高到370°C，又對蒸汽沿程起到保溫作用，一舉解決提高蒸汽溫度和保持蒸汽溫度穩定兩個技術問題。在本實施例中，所述高溫烘箱為最高溫度達到400°C的乾式加熱的保溫烘箱，保溫烘箱和保溫套能夠長期穩定地保持在400°C溫度運行。本實用新型中的過熱蒸汽生成裝置，根據實際所需的驅替介質，也可對介質不加熱過高溫度或不使高溫烘箱而獲得熱水或非過熱的蒸汽；上述的過熱蒸汽生成裝置在本實用新型的實驗裝置的如圖1所示的實施例中，高溫烘箱17設於巖心管6的進口處，並且還在蒸汽發生器2出口所連熱介質管道上串接第二多通分配閥41 (圖2為原理圖，故省略中間容器和多通控制閥)。當然，在本實用新型其他實施例中，如果不需要獲得過熱蒸汽而僅需獲得熱水和非過熱蒸汽，蒸汽生成裝置也可以採用不包含高溫烘箱的結構。所述泡沫生成裝置包括用於匯合驅替劑(起泡劑水溶液)和高壓氣體(空氣、氮氣或二氧化碳氣)以生成泡沫的泡沫發生器9，泡沫發生器9的第一個進口經管道對應的與所述第三中間容器53的出口相連，泡沫發生器的第二個進口上連有用於提供高壓氣體的經管道依次串接的氣瓶3、增壓泵7、質量流量計8，泡沫發生器9上還連有用於觀測泡沫生成情況的泡沫觀察器10，泡沫觀察窗10可用肉眼或配套攝像頭及計算機進行監視。所述高壓驅替泵1的出口經管道與一個第一多通分配閥41的進口連接，第一多通分配閥41的多個出口經管道分別對應的與第一 第三中間容器5廣53的各個進口、蒸汽發生器2的進口相連，蒸汽發生器2的出口以及第一、第二中間容器51、52的各個出口經管道分別與一個第二多通分配閥42的各個對應的進口相連，所述泡沫發生器9的出口經管道與第二多通分配閥42的對應進口相連。第二多通分配閥42的出口經管道與巖心管6的進口相連。本實施例中檢測部分包括溫度檢測裝置、壓力檢測裝置和計算機15。其中溫度檢測裝置屬於現有技術，包括採集巖心管6相應位置溫度信號的溫度傳感器以及將溫度傳感器獲得的信號轉換、顯示並輸送給計算機15的檢測電路30。本實用新型的壓力檢測裝置包括採集巖心管6相應位置壓力信號的壓力傳感器 16以及將壓力傳感器獲得的信號轉換、顯示並輸送給計算機15的檢測電路40，檢測電路40 及壓力傳感器16屬於現有技術，本實施例針對長巖心驅替實驗，壓力波動大、壓差變動大的現象，採用多支不同量程壓力傳感器16並聯階梯式檢測，通過自動切換既滿足了壓力檢測量程，又保證了壓力檢測精度。為了防止在安裝和拆卸壓力傳感器16時異物進入壓力傳感器16而導致傳感器的損壞，本實用新型的壓力檢測裝置的改進之處在於，本實用新型的壓力檢測裝置還包括在各個壓力傳感器16與巖心管6的各對應測口之間連接的用於對壓力傳感器16進行隔離保護的隔離容器18，隔離容器18具有在工作時充滿蒸餾水的內部腔體，隔離容器18具有與內部腔體相通的兩個接口，其中一個接口通過一個三通閥門與巖心管6的測口連接，另一個接口與壓力傳感器16的信號採集端連接，在安裝和拆卸壓力傳感器連接時只需要安裝和拆卸與閥門連接的管道，避免巖心管中的介質與傳感器的接觸從而達到保護壓力傳感器的目的。另外，為了保持實驗環境不受外界溫度影響，所述的巖心管6、第一 第三中間容器5廣53、泡沫發生器9、壓力傳感器16、高溫烘箱17、隔離容器18被設置於一個恆溫箱中。本實用新型的實驗裝置在工作時，通過如下對第一、二多通分配閥41、42以及相關管閥件的組合，配合壓力檢測裝置、溫度檢測裝置可進行如下的多種模擬實驗A、使高壓驅替泵1的出口經第一多通分配閥41根據介質的不同可選擇與第一或第二中間容器51、52的進口連接，第一、第二中間容器51、52的出口經第二多通分配閥42 與巖心管6的進口連接，可以進行普通化學驅物理模擬實驗。B、使高壓驅替泵1的出口經第一多通分配閥41與蒸汽發生器2連接，蒸汽發生器 2的出口直接經第二多通分配閥42與巖心管6的進口連接。可以進行熱水驅、蒸汽驅物理模擬實驗，加上高溫烘箱17可進行過熱蒸汽驅物理模擬實驗。C、使高壓氣瓶3、氣體增壓泵7、質量流量計8通過多通分配閥及中間容器與巖心管6連接，可進行氣驅物理模擬實驗。D、使高壓驅替泵1的出口經第一多通分配閥41與第三中間容器53的進口連接， 第三中間容器53的出口與泡沫發生器9的進口連接，泡沫發生器9的出口經第二多通分配閥42與巖心管6的進口連接，可以進行泡沫驅物理模擬實驗。
權利要求1.一種多介質驅油物理模擬實驗裝置，包括模擬油藏的模型部分、產生高壓驅替介質並向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高壓驅替泵，其特徵在於所述注入部分還包括分別容納相應驅替介質的第一 第三中間容器、與所述高壓驅替泵及相應中間容器配合產生蒸汽的蒸汽生成裝置、與所述高壓驅替泵及相應中間容器配合產生泡沫的泡沫生成裝置；所述蒸汽生成裝置主要包括蒸汽發生器，所述泡沫生成裝置包括用於匯合驅替劑和高壓氣體以生成泡沫的泡沫發生器，泡沫發生器的第一個進口經管道對應的與所述第三中間容器的出口相連，泡沫發生器的第二個進口上連有用於提供高壓氣體的經管道依次串接的氣瓶、增壓泵；所述高壓驅替泵的出口經管道與一個第一多通分配閥的進口連接，第一多通分配閥的多個出口經管道分別對應的與第一 第三中間容器的各個進口、蒸汽發生器的進口相連，蒸汽發生器的出口以及第一、第二中間容器的各個出口經管道分別與一個第二多通分配閥的各個對應的進口相連，所述泡沫發生器的出口經管道與第二多通分配閥的對應進口相連；第二多通分配閥的出口經管道與模擬部分的進口相連。
2.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於所述蒸汽發生器的出口與所述模擬部分進口之間連有串接第二多通分配閥的熱介質管道，所述的蒸汽生成裝置為過熱蒸汽生成裝置，所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝於所述熱介質管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。
3.根據權利要求2所述的實驗裝置，其特徵在於所述熱介質管道上除了套設高溫烘箱之外的部分上還套設有保溫管。
4.根據權利要求2所述的實驗裝置，其特徵在於所述高溫烘箱設於模型部分的進口處。
5.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於所述泡沫發生器上還連有用於觀測泡沫生成情況的泡沫觀察器。
6.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於所述實驗裝置還包括出液採集檢測部分、檢測部分，檢測部分包括溫度檢測裝置、壓力檢測裝置和計算機，所述模型部分為巖心管，所述壓力檢測裝置包括採集巖心管相應位置壓力信號的壓力傳感器以及將壓力傳感器獲得的信號轉換、顯示並輸送給計算機的檢測電路，壓力檢測裝置還包括在各個壓力傳感器與巖心管的各對應測口之間連接的用於對壓力傳感器進行隔離保護的隔離容器，隔離容器具有在工作時充滿蒸餾水的內部腔體，隔離容器具有與內部腔體相通的兩個接口，其中一個接口與巖心管的測口連接，另一個接口與壓力傳感器的信號採集端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種多介質驅油物理模擬實驗裝置，包括模擬油藏的模型部分、產生高壓驅替介質並向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高壓驅替泵、第一~第三中間容器、與所述高壓驅替泵及相應中間容器配合產生蒸汽的蒸汽生成裝置、與所述高壓驅替泵及相應中間容器配合產生泡沫的泡沫生成裝置。本實用新型的實驗裝置可滿足化學驅、熱水驅、蒸汽驅、泡沫驅的驅油物模實驗要求，集成化程度高，布局合理，能夠承擔多種介質驅油的實驗研究任務，可大大降低實驗投入成本。
文檔編號F22G1/16GK202202850SQ20112028406
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月6日 優先權日2011年8月6日
發明者周輝, 孔昭柯, 張麗慶, 彭華, 李軍營, 李建明, 肖磊, 謝雲龍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探開發研究院