CN104122257B - 二维可视化学泡沫评价物理模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，包括模型主体、注入系统、产出系统、数据采集及控制系统，所述模型主体的入口端连接注入系统，而出口端则连接产出系统，所述数据采集及控制系统分别与模型主体、注入系统、产出系统相连接。所述数据采集及控制系统包括依次连接的参数设置系统、测控装置、数据采集装置、数据输出装置；所述的数据采集装置包括压力传感器、气体流量计，所述压力传感器与产出系统连接，所述气体流量计与注入系统包含的气体注入单元连接。本发明能够有效地解决上述现有技术中存在的问题。采用二维可视泡沫评价装置，可以开展泡沫平面及纵向封堵效果研究，泡沫重力分异研究等。

Description

二维可视化学泡沫评价物理模拟系统
技术领域
本发明涉及石油热采工艺室内试验装置，具体地说是一种二维可视化学泡沫评价物理模拟系统。
背景技术
目前使用的泡沫剂性能评价装置多为单管填砂模型，状泡沫剂由单管一端注入，另一端流出，管壁均匀布置测压孔，用以测量管子内部压力。该装置的缺点和不足是：一是模拟油藏为一圆柱型岩心，渗流状态为线性流动，不能真实的反应油藏的渗流特征；二是无法模拟油藏的垂向流动，因此不能研究重力分异作用对泡沫运移封堵效果的影响；三是模型不透明，不能直观的查看泡沫在油层中的发泡情况及封堵效果。
发明内容
本发明的目的在于提供二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，它能够有效地解决上述现有技术中存在的问题。采用二维可视泡沫评价装置，可以开展泡沫平面及纵向封堵效果研究，泡沫重力分异研究等。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，包括模型主体、注入系统、产出系统、数据采集及控制系统，所述模型主体的入口端连接注入系统，而出口端则连接产出系统，所述数据采集及控制系统分别与模型主体、注入系统、产出系统相连接。
所述数据采集及控制系统包括依次连接的参数设置系统、测控装置、数据采集装置、数据输出装置；所述的数据采集装置包括压力传感器、气体流量计，所述压力传感器与产出系统连接，所述气体流量计与注入系统包含的气体注入单元连接。
所述注入系统包括各自独立的水注入单元、药剂注入单元、气体注入单元。
所述水注入单元包括连接在模型主体上的水管及安装在水管上的给水泵。
所述药剂注入单元主要包括恒速泵、中间容器、阀门、药管，所述药管一端连接驱替液源，一端连接模型主体，管线上设置恒速泵，在恒速泵和模型主体之间串联有中间容器，所述药管上还设置有阀门。
所述气体注入单元包括气管、高压气瓶、流量测控器，所述气管一端连接高压气瓶，一端连接模型主体，在高压气瓶与模型主体之间串联有流量测控器。
所述产出系统包括连在模型主体出口端的至少三根产出管，每根产出管上均设置有压力控制器和阀门。
所述模型主体包括本体边框、玻璃压板、后背板，所述本体边框底面设置后背板，上面为玻璃压板，形成一个长宽高为420mm*920mm*40mm的模型主体空间，所述模型主体两端通过旋转轴旋转式架设在支架上。
所述玻璃压板上方设置有盖板，所述后背板上开设有相互间隔设置的直通模型主体内部的引压口和取样口。
所述玻璃压板与本体边框之间由橡胶密封圈密封，所述玻璃压板与盖板通过钢法兰紧固，钢法兰制作成方便观察内部流动情况的竖状格栅的形式。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、能够直观的研究泡沫在油层平面中的分布情况，以及泡沫对大孔道的封堵效果，并能深入研究泡沫在油层中的重力分异变化。
2、能够进行非均质情况下的泡沫性能评价研究。
3、模型采用二维可旋转装置，能够开展平面上、垂向上以及不同倾角的油层泡沫性能评价实验。
附图说明
图1为本发明的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统的结构示意图；
图2为本发明的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统的流程示意图；
图3为本发明的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统的模型本体主视结构示意图；
图4为本发明的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统的模型本体俯视结构示意图。
图中：1、模型主体；2、注入系统；3、产出系统；4、数据采集及控制系统；5、盖板；6、玻璃压板；7、本体边框；8、后背板；9、旋转轴；10、支架；11、引压口；12、取样口；13、给水泵；14、恒速泵；15、中间容器；16、高压气瓶；17、流量测控器；18、压力控制器；19、压力控制器；20、压力控制器。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
参照附图1-4，二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，包括模型主体1、注入系统2、产出系统3、数据采集及控制系统4，所述模型主体的入口端连接注入系统，而出口端则连接产出系统，所述数据采集及控制系统分别与模型主体、注入系统、产出系统相连接。
所述注入系统包括各自独立的水注入单元21、药剂注入单元22、气体注入单元23。所述水注入单元包括连接在模型主体上的水管及安装在水管上的给水泵13。所述药剂注入单元主要包括恒速泵14、中间容器15、阀门、药管，所述药管一端连接驱替液源，一端连接模型主体，管线上设置恒速泵，在恒速泵和模型主体之间串联有中间容器，所述药管上还设置有阀门。采用恒速泵驱替，将驱替液从中间容器下端打入，从而将容器上端的介质顶出，进入模型。所述气体注入单元包括气管、高压气瓶16、流量测控器17，所述气管一端连接高压气瓶，一端连接模型主体，在高压气瓶与模型主体之间串联有流量测控器。所述气体注入单元采用高压气瓶提供气源，经流量测控器测量及控制流量，进入模型。流量测控器连接数据采集及控制系统的气体流量计。
所述产出系统包括连在模型主体出口端的至少三根产出管，每根产出管上均设置有压力控制器和阀门，如图所示，18、压力控制器；19、压力控制器；20、压力控制器。压力控制器连接数据采集及控制系统的压力传感器。
所述数据采集及控制系统包括依次连接的参数设置系统41、测控装置42、数据采集装置43、数据输出装置44；所述的数据采集装置包括压力传感器、气体流量计，所述压力传感器与产出系统连接，所述气体流量计与注入系统包含的气体注入单元连接。
所述模型主体包括本体边框7、玻璃压板6、后背板8，所述本体边框底面设置后背板，上面为玻璃压板，形成一个长宽高为420mm*920mm*40mm的模型主体空间，所述模型主体两端通过旋转轴9旋转式架设在支架10上。，可绕支架旋转成垂直角度。所述模型本体边框与后背板采用不锈钢材质，上附20mm厚的钢化玻璃压板。
所述玻璃压板上方设置有盖板5，所述后背板上开设有相互间隔设置的直通模型主体内部的引压口11和取样口12。模型后面设有15个压力传感器，能够很好的监测模型内部压力的变化。模型后面留有15个取样口，可以取得模型不同位置的泡沫样本，用于研究重力分异作用对泡沫运移封堵效果的影响。
所述玻璃压板与本体边框之间由橡胶密封圈密封，所述玻璃压板与盖板通过钢法兰紧固，钢法兰制作成方便观察内部流动情况的竖状格栅的形式。
试验时，注入水是采用给水泵13给水，注入模型本体1。药剂是采用恒速泵14驱替，将驱替液从中间容器15下端打入，从而将容器上端的药剂顶出，进入模型本体1。气体采用高压气瓶16提供气源，经流量测控器17测量及控制，进入模型本体1；试验产出物由模拟井产出，通过压力控制器18、19、20实现调节控制。模型本体1内的试验油层共计布置15支压力传感器，沿二维模拟装置5段均匀布置，每段布置3支；压力信号经数据采集系统传输到计算机进行处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (9)

1.二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，包括模型主体、注入系统、产出系统、数据采集及控制系统，所述模型主体的入口端连接注入系统，而出口端则连接产出系统，所述数据采集及控制系统分别与模型主体、注入系统、产出系统相连接；所述模型主体包括本体边框、玻璃压板、后背板，所述本体边框底面设置后背板，上面为玻璃压板，形成一个长宽高为420mm*920mm*40mm的模型主体空间，所述模型主体两端通过旋转轴旋转式架设在支架上。
2.根据权利要求1所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述玻璃压板上方设置有盖板，所述后背板上开设有相互间隔设置的直通模型主体内部的引压口和取样口。
3.根据权利要求2所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述玻璃压板与本体边框之间由橡胶密封圈密封，所述玻璃压板与盖板通过钢法兰紧固，钢法兰制作成方便观察内部流动情况的竖状格栅的形式。
4.根据权利要求1所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述数据采集及控制系统包括依次连接的参数设置系统、测控装置、数据采集装置、数据输出装置；所述的数据采集装置包括压力传感器、气体流量计，所述压力传感器与产出系统连接，所述气体流量计与注入系统包含的气体注入单元连接。
5.根据权利要求1所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述注入系统包括各自独立的水注入单元、药剂注入单元、气体注入单元。
6.根据权利要求5所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述水注入单元包括连接在模型主体上的水管及安装在水管上的给水泵。
7.根据权利要求5所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述药剂注入单元主要包括恒速泵、中间容器、阀门、药管，所述药管一端连接驱替液源，一端连接模型主体，管线上设置恒速泵，在恒速泵和模型主体之间串联有中间容器，所述药管上还设置有阀门。
8.根据权利要求5所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述气体注入单元包括气管、高压气瓶、流量测控器，所述气管一端连接高压气瓶，一端连接模型主体，在高压气瓶与模型主体之间串联有流量测控器。
9.根据权利要求1所述的二维可视化学泡沫评价物理模拟系统，其特征在于，所述产出系统包括连在模型主体出口端的至少三根产出管，每根产出管上均设置有压力控制器和阀门。
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