CN105137045B - 一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置及应用 - Google Patents

Abstract

一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，包括依次相连的填砂模型、耐压可视窗、回压阀、油气分离器和气体流量计，在所述的填砂模型和耐压可视窗之间设置有在线密度计；所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂模型内部压力采集线路、密度采集线路、耐压可视窗图像采集线路、出液重量采集线路和产出气采集线路。本发明克服了泡沫油领域填砂或岩心模型实验过程中无法判定泡沫油形成的问题。与现有的通过观察产出原油状态进行判断的方法相比，具有判断结果接近实际，精确性高的优势。通过该实验装置及方法可以增加泡沫油宏观渗流实验结果的说服力，扩展该领域的研究范围。

Description

一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置及应用

技术领域

本发明涉及一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置及应用，属于提高稠油采收率实验的技术领域。

背景技术

中国、加拿大和委内瑞拉等地区部分稠油油藏降压冷采过程中产出油呈现连续的泡沫状态，原油中含有大量稳定小气泡，人们称上述原油为泡沫油。由于泡沫油现象的存在，该类油藏生产气油比上升速度缓慢，采收率较常规溶解气驱油藏高出5～25％，采油速度高出10～30倍，有的甚至高达100倍，因此，泡沫油现象对于提高该类稠油油藏采收率至关重要。近几年，在发现泡沫油现象的增油效果之后，国内外专家学者逐渐提出通过注气等方式在普通稠油油藏中形成人工泡沫油提高普通油藏采收率，从而扩大了泡沫油现象的应用范围。

泡沫油形成的原因在于降压开采过程中，由于稠油粘滞力大于重力，从原油中逸出的溶解气不是直接聚并形成连续的气相，而是以小气泡的形式分散在原油中所致。泡沫油现象之所以能够提高采收率，其机理在于泡沫油含有大量分散、不连续的小气泡，使得稠油密度和粘度降低、体积膨胀，最终使得油田实际生产中地层压力下降速度减慢，生产气油比降低，产油量和采收率增加。

目前，泡沫油现象主要出现在以下两个过程。第一：能够产生泡沫油现象的特殊稠油降压冷采过程。该过程中降压而析出的溶解气分散在特殊稠油中形成泡沫油。第二：普通稠油的注气(CO₂、天然气、甲烷、丙烷等轻组分气体)吞吐和注气驱过程，该过程中注入气分散在稠油中产生人工泡沫油现象，从而起到提高普通稠油油藏采收率的作用。

目前，在室内模拟上述两个过程的实验中主要使用以下两类模型。第一类为微观玻璃刻蚀模型。该类模型为刻有大小不同、分布不均颗粒的玻璃，可以描述和模拟微观岩石的孔隙和孔喉。结合高清显微镜，通过该类模型可以可视化泡沫油形成及微观渗流过程。例如，赵瑞东、李松岩等人通过微观玻璃刻蚀模型研究了泡沫油冷采过程中影响泡沫油稳定性的因素，测量泡沫油流变性。但上述模型存在以下不足之处，①该模型只能用于研究泡沫油在孔隙和孔喉级别的微观渗流过程，无法研究泡沫油在岩心和油田级别的宏观渗流过程。②该模型极易损坏，且其配套设备(包括高清显微镜等)价格昂贵，③该类模型主要有玻璃制成，耐压能力较差，较难有效模拟高温高压油藏条件下的渗流过程。

第二类模型为填砂或岩心模型。该类模型主要是选择与实际油藏岩石颗粒组成相似的石英砂或者岩心。与微观玻璃刻蚀模型相比，该类模型及其配套设备价格便宜，耐温耐压能力强，在油气田开发的各个领域应用更为广泛，能够有效模拟泡沫油流的宏观渗流过程，更接近油田开发实际。但由于上述模型由耐温耐压不透明材料制成，且填充材料主要为石英砂(岩心)和稠油，使得实验条件下(通常为高温高压的油藏环境)泡沫油现象难以观察，无法确切判定研究过程中泡沫油是否形成,只能在大气压力和常温条件下，通过观察产出原油状态进行简单判断。该方法的判定结果不能代表实际油藏条件(高温高压)，指导意义不大，且主观性强，精确性差。由于上述问题的存在，泡沫油宏观渗流领域的研究结果通常缺乏说服力，严重制约了该领域研究的发展。因此，如何能够准确判定宏观渗流过程中泡沫油现象是否形成成为目前急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置。

本发明还提供上述实验装置的应用方法。本发明能够准确判定泡沫油现象是否形成。

本发明的技术方案如下：

一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，包括依次相连的填砂模型、耐压可视窗、回压阀、油气分离器和气体流量计，在所述的填砂模型和耐压可视窗之间设置有在线密度计；

所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂模型内部压力采集线路、密度采集线路、耐压可视窗图像采集线路、出液重量采集线路和产出气采集线路。

根据本发明优选的，测量填砂模型内部压力采集线路包括测量填砂模型的入口端、中部和出口端的压力线路。

根据本发明优选的，所述耐压可视窗的尺寸范围：宽度为8-15mm，长度为40-60mm，高度为1-3mm，最大承压为15MPa。

上述实验装置的应用方法，包括以下步骤：

(1)模拟地层，填制填砂模型，并测量填砂模型的孔隙度、渗透率和初始含油饱和度；

(2)调节回压阀，以0～5MPa/h的压降速度降低所述填砂模型的压力至大气压力，从填砂模型中产出地层原油依次流经在线密度计、耐压可视窗、回压阀和油气分离器；经脱气的地层原油留在所述油气分离器底部，通过出液重量采集线路采集所述脱气的地层原油的重量，脱出气体流经所述气体流量计，通过产出气采集线路采集所述脱出气体体积；

(3)利用在线密度计实时测量地层流体密度ρ，通过所述地层流体密度ρ与地层原油密度ρ_o和气体密度ρ_g的关系，判定泡沫油形成情况：

绘制填砂模型压力与地层流体密度ρ的关系曲线，当存在ρ≥0.9ρ_o区域时，则判定所述地层流体为含有溶解气的地层原油，泡沫油形成判定因子I₁为0；

当存在3ρ_g≤ρ≤0.9ρ_o区域时，所述地层流体密度介于地层原油与气体之间，则判定所述地层流体为具有分散气泡的泡沫油，泡沫油形成判定因子I₁为1；

当存在ρ≤3ρ_g区域时，则判定所述地层流体为气体，泡沫油形成判定因子I₁为0；

(4)利用出液重量采集线路实时测量产油量，利用气体流量计实时测量产气量，计算采收率RF及生产气油比GOR，之后通过公式(I)、(II)进行归一化处理，得到归一化后的采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n：

${\mathrm{GOR}}_n=\frac{GOR-{\mathrm{GOR}}_{min}}{{\mathrm{GOR}}_{max}-{\mathrm{GOR}}_{min}}---\left(I\right)$

${\mathrm{RF}}_n=\frac{RF-{\mathrm{RF}}_{min}}{{\mathrm{RF}}_{max}-{\mathrm{RF}}_{min}}---\left(II\right)$

公式(I)、(II)中GOR_max和GOR_min为计算生产气油比中的最大值和最小值；RF_max和RF_min为计算采收率中的最大值和最小值；

通过公式(III)计算得到采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n的比值R：

$R=\frac{{\mathrm{RF}}_n}{{\mathrm{GOR}}_n}---\left(III\right)$

绘制填砂模型压力与R的关系曲线，当存在R>1区域时，则判定泡沫油形成，泡沫油形成判定因子I₂为1；

当不存在R>1区域时，则判定泡沫油没有形成，泡沫油形成判定因子I₂为0；

(5)实时测量填砂模型中部压力P，根据高压物性实验，即PVT实验得油气平衡状态下的压力P_e，绘制P、P_e与膨胀体积关系曲线，其中所述膨胀体积是指降压过程中油气体积的增加量占初始压力下油气体积的百分数，并通过公式(IV)计算泡沫油过饱和度：

$SS=\frac{P_e-P}{P_e}\×100\%---\left(IV\right)$

当SS≥20％时，泡沫油形成判定因子I₃为1；

当SS＜20％时，泡沫油形成判定因子I₃为0；

(6)利用耐压可视窗观察、记录气、液两相流动状态及气泡大小、形态特征，判定不同实验条件下泡沫油形成情况：

当耐压可视窗中气相为分散不连续小气泡时，泡沫油形成判定因子I₄为1；

当耐压可视窗中气相为大片连续气体时，泡沫油形成判定因子I₄为0；

(7)计算泡沫油形成综合判定因子I＝I₁+I₂+I₃+I₄；

当I＝0时，没有泡沫油现象；

当I＝1时，存在较弱的泡沫油现象；

当I＝2时，存在中等强度的泡沫油现象；

当I＝3时，存在较强的泡沫油现象；

当I＝4时，存在极强的泡沫油现象。

本发明的优势在于：

本发明提供一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置及方法，克服了泡沫油领域填砂或岩心模型实验过程中无法判定泡沫油形成的问题，实现了油藏条件下泡沫油现象形成的准确判定。与现有的通过观察产出原油状态进行判断的方法相比，具有判断结果接近实际，精确性高的优势。通过该实验装置及方法可以增加泡沫油宏观渗流实验结果的说服力，扩展该领域的研究范围。

附图说明

图1本发明所述一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置的结构示意图；

图2本发明中，绘制填砂模型压力与ρ的关系曲线图；

图3本发明中，绘制填砂模型压力与R的关系曲线图；

图4本发明中，绘制P、P_e与膨胀体积关系曲线图；

图5本发明中，绘制膨胀体积与泡沫油过饱和度关系曲线图；

图6是本发明实施例二中耐压可视窗观察所得地层流体状态图；

图7是本发明实施例三中耐压可视窗观察所得地层流体状态图；

在图1中，1、填砂模型；2、耐压可视窗；3、回压阀；4、油气分离器；5、气体流量计；6、在线密度计；

7、测量填砂模型内部压力采集线路；7-1、测量填砂模型的入口端压力线路；7-2、测量填砂模型的中部压力线路；7-3、测量填砂模型的出口端压力线路；

8、密度采集线路；

9、耐压可视窗图像采集线路；9-1、摄像机；

10、出液重量采集线路；11、回压阀调节装置；12、产出气采集线路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细的说明，但不限于此。

如图1-7所示。

实施例一、

一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，包括依次相连的填砂模型1、耐压可视窗2、回压阀3、油气分离器4和气体流量计5，在所述的填砂模型1和耐压可视窗2之间设置有在线密度计6；

所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂模型内部压力采集线路7、密度采集线路8、耐压可视窗图像采集线路9、出液重量采集线路10和产出气采集线路12。

测量填砂模型1内部压力采集线路包括测量填砂模型的入口端7-1、中部7-2和出口端7-3的压力线路。

所述耐压可视窗2的尺寸范围：宽度为8-15mm，长度为40-60mm，高度为1-3mm，最大承压为15MPa。

测量时需要利用压力传感器进行实际测量，所述压力传感器的测量精度为0.001kPa，采集频率为1次/s；所述出液重量采集线路的测量精度为0.0001g；所述耐压可视窗图像采集线路的录像速度上线为360帧/s，长度测量精度为0.01μm；所述在线密度计测量准确度为0.0001g/cm³，温控范围为0℃～100℃，压力范围为0～20MPa；所述气体流量计温度和压力范围分别为5～50℃和0–3MPa，测量流量为10L/min。

实施例二、

如实施例一所述实验装置的应用方法，包括以下步骤：

(1)模拟地层，填制填砂模型：用60-80目的石英砂填制填砂模型；并测量填砂模型的孔隙度、渗透率和初始含油饱和度，分别为42％、7.48μm²和96％；

(2)调节回压阀，从原始油藏压力8.65MPa开始，以1.6MPa/h的压降速度降低所述填砂模型的压力至大气压力，从填砂模型中产出地层原油依次流经在线密度计、耐压可视窗、回压阀和油气分离器；经脱气的地层原油留在所述油气分离器底部，通过出液重量采集线路采集所述脱气的地层原油的重量，脱出气体流经所述气体流量计计量体积；

(3)利用在线密度计实时测量地层流体密度ρ，通过所述地层流体密度ρ与地层原油密度ρ_o和气体密度ρ_g的关系，判定泡沫油形成情况：

当存在ρ≥0.9ρ_o区域时，则判定所述地层流体为含有溶解气的地层原油，泡沫油形成判定因子I₁为0；

当存在3ρ_g≤ρ≤0.9ρ_o区域时，所述地层流体密度介于地层原油与气体之间，则判定所述地层流体为具有分散气泡的泡沫油，泡沫油形成判定因子I₁为1；

当存在ρ≤3ρ_g区域时，则判定所述地层流体为气体，泡沫油形成判定因子I₁为0；

绘制填砂模型压力与ρ的关系曲线，如图2所示，当压力高于泡点压力4.95MPa时，地层原油中的溶解气没有逸出，此时为地层原油，因此，ρ的值接近地层原油密度ρ_o(0.957g/cm³)，随着降压冷采的进行，油藏压力低于泡点压力，地层原油中的溶解气逸出并分散于油相，形成泡沫油，此时测量密度ρ随压力的降低下降缓慢，存在3ρ_g≤ρ≤0.9ρ_o区域，因此实施例二中泡沫油形成判定因子I₁为1；

(4)利用出液重量采集线路实时测量产油量，利用气体流量计实时测量产气量，计算采收率RF及生产气油比GOR，之后通过公式(I)、(II)进行归一化处理，得到归一化后的采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n：

${\mathrm{GOR}}_n=\frac{GOR-{\mathrm{GOR}}_i}{{\mathrm{GOR}}_f-{\mathrm{GOR}}_i}---\left(I\right)$

${\mathrm{RF}}_n=\frac{RF-{\mathrm{RF}}_i}{{\mathrm{RF}}_f-{\mathrm{RF}}_i}---\left(II\right)$

公式(I)、(II)中GOR_max和GOR_min为计算生产气油比中的最大值和最小值；RF_max和RF_min为计算采收率中的最大值和最小值；

通过公式(III)计算得到采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n的比值R：

$R=\frac{{\mathrm{RF}}_n}{{\mathrm{GOR}}_n}---\left(III\right)$

绘制填砂模型压力与R的关系曲线，如图3所示，存在R>1区域，因此，判定泡沫油形成，泡沫油形成判定因子I₂为1；R>1区域存在的原因为：从原油中析出的溶解气没有形成连续的气相，而是分散在油相中形成泡沫油，泡沫油现象的出现使得原油粘度和密度降低，体积膨胀，最终使得生产气油比降低，采收率增加，R值增加；

当不存在R>1区域时，则判定泡沫油没有形成，泡沫油现象形成判定因子I₂为0；

(5)实时测量填砂模型中部压力P，根据高压物性实验，即PVT实验得油气平衡状态下的压力P_e，绘制P、P_e与膨胀体积关系曲线，如图4所示，平衡状态下，当压力低于泡点压力后，随压力的降低，膨胀体积迅速增加，主要是因为溶解气从原油中析出，形成自由气相，膨胀能力增加所致。而本实施例中，随压力的降低，膨胀体积迅速增加出现的降压值更低，及液相膨胀特征存在的时间更长，表明泡沫油现象存在，并通过公式(IV)计算泡沫油过饱和度：

$SS=\frac{P_e-P}{P_e}\×100\%---\left(IV\right)$

当SS≥20％时，泡沫油形成判定因子I₃为1；

当SS＜20％时，泡沫油现象形成判定因子I₃为0；

绘制膨胀体积与SS关系图如图5所示，由图5可知，本实施例存在SS≥20％区域，因此，泡沫油现象形成因子I₃为1；

(6)利用耐压可视窗观察、记录气、液两相流动状态及气泡大小、形态特征，判定不同实验条件下泡沫油形成情况：

当耐压可视窗中气相为分散不连续小气泡时，泡沫油形成判定因子I₄为1；

当耐压可视窗中气相为大片连续气体时，泡沫油形成判定因子I₄为0；

由图6可知，耐压可视窗中气相主要为分散不连续小气泡(图6中白色区域)，因此，泡沫油现象形成判定因子I₄为1；

(7)计算泡沫油形成综合判定因子I＝I₁+I₂+I₃+I₄；

当I＝0时，没有泡沫油现象；

当I＝1时，存在较弱的泡沫油现象；

当I＝2时，存在中等强度的泡沫油现象；

当I＝3时，存在较强的泡沫油现象；

当I＝4时，存在极强的泡沫油现象；

本实施例中，计算泡沫油现象形成综合判定因子I＝I₁+I₂+I₃+I₄＝4，表明该实验条件下存在极强的泡沫油现象。

实施例三、

如实施例一所述的实验装置的应用方法，包括步骤如下：

(1)模拟地层，填制填砂模型：用60-80目的石英砂填制填砂模型；并测量填砂模型的孔隙度、渗透率和初始含油饱和度，分别为42％、7.16μm²和96.3％；

(2)调节回压阀，从原始油藏压力8.65MPa开始，以0.4MPa/h的压降速度降低所述填砂模型的压力至大气压力，从填砂模型中产出地层原油依次流经在线密度计、耐压可视窗、回压阀和油气分离器；经脱气的地层原油留在所述油气分离器底部，通过出液重量采集线路采集所述脱气的地层原油的重量，脱出气体流经所述气体流量计计量体积；

(3)利用在线密度计实时测量地层流体密度ρ，通过所述地层流体密度ρ与地层原油密度ρ_o和气体密度ρ_g的关系，判定泡沫油形成情况：

当存在ρ≥0.9ρ_o区域时，则判定所述地层流体为含有溶解气的地层原油，泡沫油形成判定因子I₁为0；

当存在3ρ_g≤ρ≤0.9ρ_o区域时，所述地层流体密度介于地层原油与气体之间，则判定所述地层流体为具有分散气泡的泡沫油，泡沫油形成判定因子I₁为1；

绘制填砂模型压力与ρ的关系曲线，如图2所示，当压力高于泡点压力4.95MPa时，原油中的溶解气没有逸出，此时为地层原油，因此，ρ的值接近地层原油密度ρ_o(0.957g/cm³)，随着降压冷采的进行，油藏压力低于泡点压力后，原油中的溶解气迅速聚并形成自由气相，因此，测量密度ρ随压力的降低迅速下降至ρ≤3ρ_g，因此，泡沫油现象形成判定因子I₁为0。

(4)利用出液重量采集线路实时测量产油量，利用气体流量计实时测量产气量，计算采收率RF及生产气油比GOR，之后通过公式(I)、(II)进行归一化处理，得到归一化后的采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n：

${\mathrm{GOR}}_n=\frac{GOR-{\mathrm{GOR}}_i}{{\mathrm{GOR}}_f-{\mathrm{GOR}}_i}---\left(I\right)$

${\mathrm{RF}}_n=\frac{RF-{\mathrm{RF}}_i}{{\mathrm{RF}}_f-{\mathrm{RF}}_i}---\left(II\right)$

公式(I)、(II)中GOR_max和GOR_min为计算生产气油比中的最大值和最小值；RF_max和RF_min为计算采收率中的最大值和最小值；

通过公式(III)计算得到采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n的比值R：

$R=\frac{{\mathrm{RF}}_n}{{\mathrm{GOR}}_n}---\left(III\right)$

绘制填砂模型压力与R的关系曲线，如图3所示，存在R>1区域，因此，判定泡沫油形成，泡沫油形成判定因子I₂为1；R>1区域存在的原因为：从原油中析出的溶解气没有形成连续的气相，而是分散在油相中形成泡沫油，泡沫油现象的出现使得原油粘度和密度降低，体积膨胀，最终使得生产气油比降低，采收率增加，R值增加；

但由图3可知，实施例三中R>1区域以及R值均小于实施例二中R>1区域和R值，因此，实施例三中泡沫油现象不如实施例二明显；

当不存在R>1区域时，则判定泡沫油没有形成，泡沫油现象形成判定因子I₂为0；

(5)实时测量填砂模型中部压力P，根据高压物性实验，即PVT实验得油气平衡状态下的压力P_e，绘制P、P_e与膨胀体积关系曲线。由于平衡状态下压力与膨胀体积关系曲线表明油气完全分离时的压力与膨胀体积关系，因此，实验过程中，如果存在泡沫油现象，膨胀体积增加较缓慢，表现出液相膨胀特征，使得曲线与平衡状态下的曲线相比向压力降低的方向偏移。如图4所示，实施例三的压力与膨胀体积关系曲线与平衡状态下的曲线相比向压力降低的方向偏移，通过公式(IV)计算泡沫油过饱和度：

$SS=\frac{P_e-P}{P_e}\×100\%---\left(IV\right)$

当SS≥20％时，泡沫油形成判定因子I₃为1；

当SS＜20％时，泡沫油现象形成判定因子I₃为0；

绘制膨胀体积与SS关系图如图5所示，由图5可知，本实施例存在SS≥20％区域，因此，泡沫油现象形成因子I₃为1；但实施例三中SS值均小于实施例二中SS值，因此，实施例三中泡沫油现象不如实施例二明显；

(6)利用耐压可视窗观察、记录气、液两相流动状态及气泡大小、形态特征，判定不同实验条件下泡沫油形成情况：

当耐压可视窗中气相为分散不连续小气泡时，泡沫油形成判定因子I₄为1；

当耐压可视窗中气相为大片连续气体时，泡沫油形成判定因子I₄为0；

由图7可知，耐压可视窗中气相主要为大片连续气体(图7中白色区域)，泡沫油现象形成判定因子I₄为0；

(7)计算泡沫油形成综合判定因子I＝I₁+I₂+I₃+I₄；

当I＝0时，没有泡沫油现象；

当I＝1时，存在较弱的泡沫油现象；

当I＝2时，存在中等强度的泡沫油现象；

当I＝3时，存在较强的泡沫油现象；

当I＝4时，存在极强的泡沫油现象；

本实施例中，计算泡沫油现象形成综合判定因子I＝I₁+I₂+I₃+I₄＝2，表明该实验条件下存在中等强度的泡沫油现象。

Claims (3)

1.一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，其特征在于，该装置包括依次相连的填砂模型、耐压可视窗、回压阀、油气分离器和气体流量计，在所述的填砂模型和耐压可视窗之间设置有在线密度计；

所述实验装置还包括检测部，所述检测部包括分别与外部计算机通信的测量填砂模型内部压力采集线路、密度采集线路、耐压可视窗图像采集线路、出液重量采集线路和产出气采集线路；

测量填砂模型内部压力采集线路包括测量填砂模型的入口端、中部和出口端的压力线路。

2.根据权利要求1所述的一种综合判定宏观渗流过程中泡沫油现象形成的实验装置，其特征在于，所述耐压可视窗的尺寸范围：宽度为8-15mm，长度为40-60mm，高度为1-3mm，最大承压为15MPa。

3.如权利要求1-2任意一项所述实验装置的应用方法，其特征在于，该应用方法包括以下步骤：

(1)模拟地层，填制填砂模型，并测量填砂模型的孔隙度、渗透率和初始含油饱和度；

(2)调节回压阀，以0～5MPa/h的压降速度降低所述填砂模型的压力至大气压力，从填砂模型中产出地层原油依次流经在线密度计、耐压可视窗、回压阀和油气分离器；经脱气的地层原油留在所述油气分离器底部，通过出液重量采集线路采集所述脱气的地层原油的重量，脱出气体流经所述气体流量计，通过产出气采集线路采集所述脱出气体体积；

(3)利用在线密度计实时测量地层流体密度ρ，通过所述地层流体密度ρ与地层原油密度ρ_o和气体密度ρ_g的关系，判定泡沫油形成情况：

绘制填砂模型压力与地层流体密度ρ的关系曲线，当存在ρ≥0.9ρ_o区域时，则判定所述地层流体为含有溶解气的地层原油，泡沫油形成判定因子I₁为0；

当存在3ρ_g≤ρ≤0.9ρ_o区域时，则判定所述地层流体为具有分散气泡的泡沫油，泡沫油形成判定因子I₁为1；

当存在ρ≤3ρ_g区域时，则判定所述地层流体为气体，泡沫油形成判定因子I₁为0；

(4)利用出液重量采集线路实时测量产油量，利用气体流量计实时测量产气量，计算采收率RF及生产气油比GOR，之后通过公式(I)、(II)进行归一化处理，得到归一化后的采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n：

${\mathrm{GOR}}_n=\frac{GOR-{\mathrm{GOR}}_{min}}{{\mathrm{GOR}}_{max}-{\mathrm{GOR}}_{min}}---\left(I\right)$

${\mathrm{RF}}_n=\frac{RF-{\mathrm{RF}}_{\min }}{{\mathrm{RF}}_{max}-{\mathrm{RF}}_{min}}---\left(II\right)$

公式(I)、(II)中GOR_max和GOR_min为计算生产气油比中的最大值和最小值；RF_max和RF_min为计算采收率中的最大值和最小值；

通过公式(III)计算得到采收率RF_n和累积生产气油比GOR_n的比值R：

$R=\frac{{\mathrm{RF}}_n}{{\mathrm{GOR}}_n}---\left(III\right)$

绘制填砂模型压力与R的关系曲线，当存在R>1区域时，则判定泡沫油形成，泡沫油形成判定因子I₂为1；

当不存在R>1区域时，则判定泡沫油没有形成，泡沫油形成判定因子I₂为0；

(5)实时测量填砂模型中部压力P，根据高压物性实验，即PVT实验得油气平衡状态下的压力P_e，绘制P、P_e与膨胀体积关系曲线，其中所述膨胀体积是指降压冷采过程中油气体积的增加量占初始压力下油气体积的百分数，并通过公式(IV)计算泡沫油过饱和度：

$SS=\frac{P_e-P}{P_e}\×100\%---\left(IV\right)$

当SS≥20％时，泡沫油形成判定因子I₃为1；

当SS＜20％时，泡沫油形成判定因子I₃为0；

(6)利用耐压可视窗观察、记录气、液两相流动状态及气泡大小、形态特征，判定不同实验条件下泡沫油形成情况：

当耐压可视窗中气相为分散不连续小气泡时，泡沫油形成判定因子I₄为1；

当耐压可视窗中气相为大片连续气体时，泡沫油形成判定因子I₄为0；

(7)计算泡沫油形成综合判定因子I＝I₁+I₂+I₃+I₄；

当I＝0时，没有泡沫油现象；

当I＝1时，存在较弱的泡沫油现象；

当I＝2时，存在中等强度的泡沫油现象；

当I＝3时，存在较强的泡沫油现象；

当I＝4时，存在极强的泡沫油现象。