CN103061729B - 一种厌氧简易岩心驱油模拟系统模拟方法 - Google Patents

一种厌氧简易岩心驱油模拟系统模拟方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，是一套简易的集厌氧、循环、三相分离的用于微生物提高原油采收率室内模拟试验的试验装置，符合采油技术的循环生产实际情况，能真实模拟地层的岩心及严格厌氧状况，实现实时简易操作及油、水、气的三相分离采集。本发明主要由蠕动泵、岩心模拟柱、三相分离采样器、厌氧真空阀系统及硅胶管路组成，形成一套密闭的模拟系统。岩心模拟柱主要模拟油层岩心状态；蠕动泵提供驱油动力；三相分离采样器集驱油液注入、气水油三相分离采集和油液体积测定功能为一体；厌氧真空阀系统外接真空泵及氮气（或氦气）用于整个系统厌氧环境的形成；硅胶管路连接各部分形成循环密闭回路。

Description

一种厌氧简易岩心驱油模拟系统模拟方法
技术领域
本发明涉及一种厌氧简易岩心驱油模拟系统及方法，用于厌氧条件下微生物提高原油采收率试验的研究。
背景技术
微生物提高原油采收率是一项绿色、经济的三采技术，具有远大的发展前景，目前正处于应用研究阶段。一般而言，其矿场试验是直接在油田掘井或利用现有油井进行的，耗费巨大且不利于现有油井的正常开采。因此，室内的岩心驱油模拟试验作为一项判断微生物提高原油采收率技术可行性的重要程序，被广大研究者所利用。但是目前所采用的岩心驱油模拟装置型式杂乱，一些过于简单，不能满足地层厌氧环境的要求，一些构成复杂，建造费用极其昂贵，并且在众多的模拟装置中少有符合生产实际的循环模拟装置。本发明综合考虑了采油技术的生产实际情况，设计发明了一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，是一套简易的集厌氧、循环、三相分离的用于微生物提高原油采收率室内模拟试验的试验装置。
发明内容
本发明的目的是：（1）模拟原油开采的实际生产情况；（2）构建地层厌氧条件，模拟地层岩心；（3）实现简易操作及油、水、气的三相分离采集。
本发明的技术方案如下：一种厌氧简易岩心驱油模拟系统，其特征在于，所述系统包括：蠕动泵、岩心模拟柱、三相分离采样器、厌氧真空阀系统及硅胶管路；
所述蠕动泵采用常规试验用恒流动力装置；
所述岩心模拟柱为透明有机玻璃材质，呈柱状，两端为法兰密封，可拆卸填装岩心或其他不同填料以模拟油层地质条件，法兰内置硅胶密封圈，两端法兰中心开孔接铜质阀门，阀门向外连接硅胶管路；
所述三相分离采样器为透明有机玻璃材质，呈长方体状，横置，内置“J”形集油导流板；箱体上部开有止逆通气管口、油/气采集管口和注液采液管口；箱体两端设进液管口和出液管口；箱体一侧设置排空阀门；
所述厌氧真空阀系统为两个“T”形三通，三通直流两端直接接于硅胶管路上，另一端接阀门，用于外接真空泵及气瓶，两厌氧真空阀须分别接于岩心模拟柱两端。
进一步的，所述三相分离采样器的“J”形集油导流板，置箱体竖直方向中部，水平方向2/3处，用于富集油层；所述止逆通气管口置于箱体顶面，管口竖直向上，内部为倒锥台形管壁，锥形壁周围为胶层，上置一光滑钢珠，能堵塞管口，管口上端设置强制密封阀门，用于释放内部气压；所述油/气采集管口和注液采液管口置于箱体顶面，采用丁基胶塞密封，并有空心螺旋盖紧固，用于进样或取样操作；所述进液管口和出液管口分别设于箱体两端中部和下部位置，进液管口在靠近集油导流板端；所述排空阀门置于箱体底端。
进一步的，所述硅胶管路均为内径6.4mm，壁厚2.5mm的硅胶管构成。
一种利用权利要求1所述系统进行模拟的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
1单独取出岩心模拟柱（2），灭菌，填充满岩心或石英砂等其他无菌填料，充入饱和食盐水排除空气，再向一端注入待驱原油，另一端排出食盐水，至整个柱体充满原油，即关闭柱体两端阀门密闭整个柱体；
2根据水流方向，将处理好的密闭岩心模拟柱（2）与灭菌后的三相分离采样器（3）、硅胶管路（4）、厌氧真空阀系统（5a，5b）连接，并将一段硅胶管路置于蠕动泵转盘下；打开三相分离采样器的进液管口（11）和出液管口（12）阀门，关闭排空阀门（13）及止逆通气管口（15）阀门，密闭注液采液管口（14）和油/气采集管口（16），检查整个系统接口气密性；
3令蠕动泵（1）处于不运行状态，且使其接入的硅胶管路不处于压迫状态，即通路状态；厌氧真空阀a和b分别接于真空泵及氮气或氩气瓶减压阀上；关闭b阀，开启a阀，打开真空泵，抽气使整个系统内部气压下降至气压计显示-0.08MP以下，随即关闭a阀，开启b阀，使整个系统充入氮气或氩气，其气体压力应略高于大气压，如此反复三次，关闭a，b两阀，即使整个系统业已处于厌氧状态；
4打开止逆通气管口（15）阀门，排除系统多余压力，通过注液采液管口（14），利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，不断向三相分离采样器（3）内注入试验用驱油液，当页面高于出液管口（12）后，先后开启蠕动泵（1）正常运行及厌氧真空阀a阀，待a阀管口溢出液体后，即驱油液充斥于整个硅胶管路后，关闭a阀，并同时开启岩心模拟柱（2）两端阀门，此时驱油试验已经开始；注意观察三相分离采样器（3）中的液面高度，应使注入的试验驱油液体液面和油层页面，在正常运行后，低于“J”形集油导流板（17）上端，高于其下端和出液管口（12）；
5将整个实验装置或仅将岩心模拟柱（2）置于温室或培养箱内，控制温度以满足试验要求；
进一步的，试验进程中的气、水、油可直接通过注液采液管口（14）或油/气采集管口（16），利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，进行采集；或通过注液采液管口（14）和排空阀门（13）实时更换或调整循环体系内试验驱油液；其采油体积可直接在外部测量油层高度，并结合装置尺寸计算得到。
本发明专利的有益效果是，实现整个系统的循环密闭，模拟实际生产的循环模式，创造油层的严格厌氧环境，油气水实时分离，采样便捷，试验条件控制简便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明整个系统的装配示意图
图中：1. 蠕动泵，2. 岩心模拟柱，3. 三相分离采样器，4. 硅胶管路，5. 厌氧真空阀系统（a，b）。
图2、图3是本发明的岩心模拟柱示意图
图中：6. 柱体，7. 螺栓螺母，8. 硅胶密封圈，9. 中心开孔，10. ND65阀门。
图4、图5是本发明的三相分离采样器示意图
图中：11. 进液管口，12. 出液管口，13. 排空阀门，14. 注液采液管口，15. 止逆通气管口，16. 油/气采集管口，17. “J”形集油导流板，18. 空心螺旋盖，19. 丁基胶塞，20. 光滑钢珠。
具体实施方式
实施步骤如下：
1）单独取出岩心模拟柱2，灭菌，填充满岩心或石英砂等其他无菌填料，充入饱和食盐水排除空气，再向一端注入待驱原油，另一端排出食盐水，至整个柱体充满原油，即关闭柱体两端阀门密闭整个柱体。
2）根据水流方向，按照图1所示将处理好的密闭岩心模拟柱2与灭菌后的三相分离采样器3、硅胶管路4、厌氧真空阀系统5a，5b连接，并将一段硅胶管路置于蠕动泵转盘下；打开三相分离采样器的进液管口11和出液管口12阀门，关闭排空阀门13及止逆通气管口15阀门，密闭注液采液管口14和油/气采集管口16，检查整个系统接口气密性。
3）令蠕动泵1处于不运行状态，且使其接入的硅胶管路不处于压迫状态，即通路状态；厌氧真空阀a和b分别接于真空泵及氮气（或氩气）瓶减压阀上；关闭b阀，开启a阀，打开真空泵，抽气使整个系统内部气压下降至气压计显示-0.08MP以下，随即关闭a阀，开启b阀，使整个系统充入氮气（或氩气，其气体压力应略高于大气压），如此反复三次，关闭a，b两阀，即使整个系统业已处于厌氧状态。
4）打开止逆通气管口15阀门，排除系统多余压力，通过注液采液管口14，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，不断向三相分离采样器3内注入试验用驱油液，当页面高于出液管口12后，先后开启蠕动泵1正常运行及厌氧真空阀a阀，待a阀管口溢出液体后，即驱油液充斥于整个硅胶管路后，关闭a阀，并同时开启岩心模拟柱2两端阀门，此时驱油试验已经开始；注意观察三相分离采样器3中的液面高度，应使注入的试验驱油液体液面和油层页面，在正常运行后，低于“J”形集油导流板17上端，高于其下端和出液管口12。
5）可将整个实验装置或仅将岩心模拟柱2置于温室或培养箱内，控制温度以满足试验要求。
6）试验进程中的气、水、油可直接通过注液采液管口14或油/气采集管口16，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，进行采集；也可通过注液采液管口14和排空阀门13实时更换或调整循环体系内试验驱油液；其采油体积可直接在外部测量油层高度，并结合装置尺寸计算得到。

Claims (4)

1.一种厌氧简易岩心驱油模拟系统的模拟方法，其特征在于，所述系统包括：蠕动泵、岩心模拟柱、三相分离采样器、厌氧真空阀系统及硅胶管路；
所述蠕动泵采用常规试验用恒流动力装置；
所述岩心模拟柱为透明有机玻璃材质，呈柱状，两端为法兰密封，可拆卸填装岩心或其他不同填料以模拟油层地质条件，法兰内置硅胶密封圈，两端法兰中心开孔接铜质阀门，阀门向外连接硅胶管路；
所述三相分离采样器为透明有机玻璃材质，呈长方体状，横置，内置“J”形集油导流板；箱体上部开有止逆通气管口、油/气采集管口和注液采液管口；箱体两端设进液管口和出液管口；箱体一侧设置排空阀门；
所述厌氧真空阀系统为两个“T”形三通，三通直流两端直接接于硅胶管路上，另一端接阀门，用于外接真空泵及气瓶，两厌氧真空阀须分别接于岩心模拟柱两端；
所述方法步骤如下：
1.1单独取出岩心模拟柱(2)，灭菌，填充满岩心或石英砂或其他无菌填料，充入饱和食盐水排除空气，再向一端注入待驱原油，另一端排出食盐水，至整个柱体充满原油，即关闭柱体两端阀门密闭整个柱体；
1.2根据水流方向，将处理好的密闭岩心模拟柱(2)与灭菌后的三相分离采样器(3)、硅胶管路(4)、厌氧真空阀系统(5a，5b)连接，并将一段硅胶管路置于蠕动泵转盘下；打开三相分离采样器的进液管口(11)和出液管口(12)阀门，关闭排空阀门(13)及止逆通气管口(15)阀门，密闭注液采液管口(14)和油/气采集管口(16)，检查整个系统接口气密性；
1.3令蠕动泵(1)处于不运行状态，且使其接入的硅胶管路不处于压迫状态，即通路状态；厌氧真空阀a和厌氧真空阀b分别接于真空泵及氮气或氩气瓶减压阀上；关闭b阀，开启a阀，打开真空泵，抽气使整个系统内部气压下降至气压计显示-0.08MP以下，随即关闭a阀，开启b阀，使整个系统充入氮气或氩气，其气体压力应略高于大气压，如此反复三次，关闭a，b两阀，即使整个系统业已处于厌氧状态；
1.4打开止逆通气管口(15)阀门，排除系统多余压力，通过注液采液管口(14)，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，不断向三相分离采样器(3)内注入试验用驱油液，当液面高于出液管口(12)后，先后开启蠕动泵(1)正常运行及厌氧真空阀a阀，待a阀管口溢出液体后，即驱油液充斥于整个硅胶管路后，关闭a阀，并同时开启岩心模拟柱(2)两端阀门，此时驱油试验已经开始；注意观察三相分离采样器(3)中的液面高度，应使注入的试验驱油液体液面和油层液面，在正常运行后，低于“J”形集油导流板(17)上端，高于其下端和出液管口(12)；
1.5将整个实验装置或仅将岩心模拟柱(2)置于温室或培养箱内，控制温度以满足试验要求。
2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于：所述三相分离采样器的“J”形集油导流板，置箱体竖直方向中部，水平方向2/3处，用于富集油层；所述止逆通气管口置于箱体顶面，管口竖直向上，内部为倒锥台形管壁，锥形壁周围为胶层，上置一光滑钢珠，能堵塞管口，管口上端设置强制密封阀门，用于释放内部气压；所述油/气采集管口和注液采液管口置于箱体顶面，采用丁基胶塞密封，并有空心螺旋盖紧固，用于进样或取样操作；所述进液管口和出液管口分别设于箱体两端中部和下部位置，进液管口在靠近集油导流板端；所述排空阀门置于箱体底端。
3.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于：所述硅胶管路均为内径6.4mm，壁厚2.5mm的硅胶管构成。
4.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于：试验进程中的气、水、油可直接通过注液采液管口(14)或油/气采集管口(16)，利用无菌注射器针头穿过其丁基胶塞，进行采集；或通过注液采液管口(14)和排空阀门(13)实时更换或调整循环体系内试验驱油液；其采油体积可直接在外部测量油层高度，并结合装置尺寸计算得到。
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