CN107064434A - 一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，包括发泡装置、流体装置、地层条件模拟系统、压力传感器、岩心夹持器、可视化观察系统和压差数据采集器，发泡装置与流体装置连通并接入地层条件模拟系统，地层条件模拟系统上设有若干间隔排列的压力传感器、岩心夹持器以及可视化观察系统，压力传感器与压差数据采集器连接，压差数据采集系统与可视化观察系统均接入信息接收端，本发明提供的这种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，操作方便，能就地实时观测，准确测出堵塞位置计算泡沫有效运移距离，装置仿真度高，实验数据精准度高。

Description

一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置

技术领域

发明涉及井间运移装置，尤其是一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置。

背景技术

泡沫体系能够选择性封堵地层孔隙，提高波及效率，增加油藏的弹性能量，进而提高原油采收率。实际矿场一般将气体和发泡剂体系同时注入地层，二者在多孔介质中剪切混合形成泡沫，进而发挥作用。泡沫在多孔介质中封堵效果受泡沫的再生能力和稳定性的影响。但泡沫生成需要的最小流速较高时，若近井地带生成的泡沫的稳定性差，无法有效传播到远井时，就会降低泡沫驱提高采收率的效果。目前井场只能靠打探井的方法监测泡沫在某一位置处是否存在，成本太高。而目前的室内实验主要研究无油条件下连续泡沫驱的阻力因子，研究长距离泡沫驱的过程仅仅通过压力变化这一指标，无法精准的测定空气泡沫的有效运移距离。

发明内容

发明所要解决的技术问题在于提供一种操作方便，能就地实时观测，精度较高的测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置。

解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，包括发泡装置、流体装置、地层条件模拟系统、压力传感器、岩心夹持器、可视化观察系统和压差数据采集器，发泡装置与流体装置连通并接入地层条件模拟系统，地层条件模拟系统上设有若干间隔排列的压力传感器、岩心夹持器以及可视化观察系统，地层条件模拟系统出口端设有量筒，压力传感器与压差数据采集器连接，压差数据采集系统与可视化观察系统均接入信息接收端。

为优选，发泡装置由空气罐、发泡剂组成，空气罐连接处设有调压器以及空气流量计，通过发泡剂产生泡沫并通过空气罐对发泡剂产生作用力，使泡沫产生运移，并通过调压器以及空气流量计调节和观测，保证生成出稳定的泡沫。

为优选，发泡剂主要由以下成分及其重量份组成：十二烷基硫酸钠8~27份、氧化胺5~19份、水41~67份、分散剂9~21份、а-烯烃磺酸盐10-20份、山梨坦三油酸酯0.01-0.05份、鞠酸0.002-0.004份，本发泡剂通过上述成分组成，能有效的提高发泡的速递，其中加入山梨坦三油酸酯能有效的提高发泡量，防止泡沫在运移过程中泡沫量不够而无法测定，并保证泡沫的产生及运移，并促使产生的泡沫较为稳定。

作为优选，流体装置包括油罐、水罐、恒速恒压泵和水缸，油罐和水罐均与恒速恒压泵连接，恒速恒压泵一侧设有水缸，通过水和油的调配，并通过恒速恒压泵运移，使试验中的土质达到水和油的饱和度，使土质与实际测量时的土质含量相识，在泡沫运移使效果更加真实，测定结果更加准确。

作为优选，地层条件模拟系统由若干段填砂管组成，便于中间连接可视化观察系统，且通过每个可视化观察系统观测每一段填砂管中泡沫的运移情况，确保实验的数据采集。

作为优选，填砂管壁面上设有一层环氧树脂并粘上地层砂，填砂管内填有地层砂，为防止注入流体在长填砂管的壁面发生窜流，影响泡沫在填砂管内的运移，以及使土质更加逼真，提高实验的精准性。

作为优选，可视化观察系统包括采样室、显微镜、光源，采样室上下为透明板，透明板上设有增亮涂层，透明板上铺有玻璃珠，玻璃珠直径为40-80目，采样室通过显微镜、光源的作用下，提高了采样室的光亮度，并与显微镜对泡沫的观测，透明板上铺有玻璃珠使泡沫在玻璃珠之间便于显微镜的观察。

作为优选，透明板上增亮涂层的成分及其重量份为：乙酸乙酯1-5份，聚苯乙烯粒子10-20份，聚己二酸5-10份，乙二醇酯二醇5-10份，6-己二异氰酸酯固化剂1-3份，树脂酸钙0.3-0.5份，氟碳树脂0.2-0.5份，石墨烯0.4-0.8份，本增亮涂层能有效的提高可视化装置的观察力，便于操作人员的观察，便于监测到空气泡沫运移时的状况与泡沫量，并且还具有一定的防污能力和防水能力，防止泡沫运移过程中粘附导致影响可视化装置的观测，防止导致数据采取模糊，不精准，影响测定结果。

作为优选，显微镜上设有CCD摄像头，显微镜分辨率为450-550倍，显微镜上设有的CCD摄像头能将显微镜在探测过程中将数据保存，获取高分辨率图像，通过CCD摄像头观察泡沫图像，获取泡沫形成和渗流过程。

现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的这种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，操作方便，能就地实时观测，准确测出堵塞位置计算泡沫有效运移距离，装置仿真度高，实验数据精准度高。

本发明采用了上述技术方案提供一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图标记说明：发泡装置1；流体装置2；地层条件模拟系统3；压力传感器4；岩心夹持器5；可视化观察系统6；压差数据采集器7；空气罐8；发泡剂9；调压器10；空气流量计11；油罐12；水罐13；恒速恒压泵14；水缸15；填砂管16；采样室17；显微镜18；光源19。

具体实施方式

以下结合附图和实施例作进一步详细描述：

实施例1：

如图1所述，一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，包括发泡装置1、流体装置2、地层条件模拟系统3、压力传感器4、岩心夹持器5、可视化观察系统6和压差数据采集器7，发泡装置1与流体装置2连通并接入地层条件模拟系统3，地层条件模拟系统3上设有若干间隔排列的压力传感器4、岩心夹持器5以及可视化观察系统6，压力传感器4与压差数据采集器7连接，压差数据采集器7与可视化观察系统6均接入信息接收端。

泡装置1由空气罐8、发泡剂9组成，空气罐8连接处设有调压器10以及空气流量计11，通过调压器10稳压输入，通过发泡剂产生泡沫并通过空气罐8对发泡剂9产生作用力，使泡沫产生运移，并通过调压器10以及空气流量计11调节和观测，保证生成出稳定的泡沫。

泡剂9主要由以下成分及其优选重量份组成：十二烷基硫酸钠15份、氧化胺10份、水50份、分散剂15份、а-烯烃磺酸盐20份、山梨坦三油酸酯0.01份、鞠酸0.004份，本发泡剂通过上述成分组成，能有效的提高发泡的速递，其中加入山梨坦三油酸酯能有效的提高发泡量，防止泡沫在运移过程中泡沫量不够而无法测定，并保证泡沫的产生及运移，并促使产生的泡沫较为稳定。

流体装置2包括油罐12、水罐13、恒速恒压泵14和水缸15，油罐12和水罐13均与恒速恒压泵14连接，恒速恒压泵14一侧设有水缸15，流体装置2将油和水注入地层条件模拟系统3，达到实际中土质含有的油和水的饱和度，使试验更加逼真。

地层条件模拟系统3由若干段填砂管16组成，便于中间连接可视化观察系统6，且通过每个可视化观察系统6观测每一段填砂管16中泡沫的运移情况，确保实验的数据采集。

填砂管16壁面上设有一层环氧树脂并粘上地层砂，填砂管16内填有地层砂，模拟地层对发泡剂的吸附功能，为防止注入流体在长填砂管的壁面发生窜流，影响泡沫在填砂管内的运移，以及使土质更加逼真，提高实验的精准性。

可视化观察系统6包括采样室17、显微镜18、光源19，采样室17上下为透明板，透明板上设有增亮涂层并铺有玻璃珠，玻璃珠直径为60目，采样室17采用特明板更直观的观测到采样室17内的泡沫情况，采用黑色的玻璃珠更好的便于观测泡沫状况。

透明板上增亮涂层的成分及其重量份为：乙酸乙酯5份，聚苯乙烯粒子20份，聚己二酸10份，乙二醇酯二醇10份，6-己二异氰酸酯固化剂3份，树脂酸钙0.5份，氟碳树脂0.5份，石墨烯0.8份，提高显微镜的观测能力，更加清楚的拍摄到采样室内的情况。

显微镜18上设有CCD摄像头，显微镜18分辨率为480倍，显微镜18上设有的CCD摄像头能将显微镜18在探测过程中将数据保存，获取高分辨率图像，通过CCD摄像头观察泡沫图像，获取泡沫形成和渗流过程。

实施例2：

一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，包括发泡装置1、流体装置2、地层条件模拟系统3、压力传感器4、岩心夹持器5、可视化观察系统6和压差数据采集器7，其特征在于，所述发泡装置1与流体装置2连通并接入到地层条件模拟系统3内，地层条件模拟系统3上设有若干间隔排列的压力传感器4、岩心夹持器5以及可视化观察系统6，地层条件模拟系统3出口端设有量筒，压力传感器4与压差数据采集器7连接，压差数据采集器7与可视化观察系统6均接入信息接收端。

泡装置1包括空气罐8和发泡剂9，空气罐8连接处设有调压器10以及空气流量计11。

泡剂9由以下成分及其重量份组成：十二烷基硫酸钠27份、氧化胺19份、水67份、分散剂21份、а-烯烃磺酸盐20份、山梨坦三油酸酯0.05份、鞠酸0.004份。

流体装置2包括油罐12、水罐13、恒速恒压泵14和水缸15，油罐12和水罐13均与恒速恒压泵14连接，恒速恒压泵14一侧设有水缸15。

地层条件模拟系统3由若干段填砂管16组成。

填砂管16内壁面上设有一层环氧树脂并粘上地层砂，填砂管16内填有地层砂。

可视化观察系统6包括采样室17、显微镜18、光源19，采样室17上下为透明板，透明板上设有增亮涂层并铺有玻璃珠，玻璃珠直径为40-80目。

透明板上增亮涂层的成分及其重量份为：乙酸乙酯1份，聚苯乙烯粒子20份，聚己二酸5份，乙二醇酯二醇5份，6-己二异氰酸酯固化剂1份，树脂酸钙0.3份，氟碳树脂0.2份，石墨烯0.4份。

显微镜18上设有CCD摄像头，显微镜18分辨率为550倍。

实施例3：

一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，实际工作时，打开流体装置2中油罐12与水罐13的阀门同时打开恒速恒压泵14，以一定的比例的流量对地层条件模拟系统3注入饱和油直至流入量筒中的原油体积与水的体积比与注入端的比值一致，关闭油罐12与水罐13的阀门，打开发泡剂9以及空气罐8，气体与注入的发泡剂9流量之比为2:1，恒速恒压泵14可保证注入泡沫时的压力稳定，当泡沫产出稳定时，将泡沫注入地层条件模拟系统3中的填砂管16内，出口端设定回压1Mpa，地层条件模拟系统3上均匀设有四个岩心夹持器5，岩心夹持器5保证填砂管16的平稳度，采用岩心夹持器5能更好的模拟到实际条件，增加实验的精准度，地层条件模拟系统3上均匀设有四个压力传感器4，能及时感应出地层条件模拟系统3个位置上的压力指标，并通过压差数据采集器7采集将信息输送到信息接收端，地层条件模拟系统3上均匀设有的采样室17由两块亚克力板构成，上下两块板的厚度分别为4.8cm和2.9cm，亚克力板中心表面上平铺黑色玻璃珠，玻璃珠直径在80目，更能便于观察到泡沫在采样室17内的状况，采样室17下端设有光源19，采样室17上涂有一层增亮涂层，在开启光源19后使显微镜18能清楚的显示采样室17内的信息，显微镜18上安装有CCD摄像头，通过CCD摄像头与信息接收端实时观察采样室17内玻璃珠之间的孔隙内的泡沫的图像，获取泡沫形成过程和渗流过程的视频，注入泡沫后关闭阀门再次打开流体装置2中的水罐13，注入速度与泡沫注入速度一致，记入不同的阶段的压力变化，此时计算地层模拟系统3各部分的最高压力对应的阻力因子，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离，同时观测相应部分出口端的采样室17中是否存在泡沫以及泡沫的数量密度和形态，之后进行数据分析得出有效运移距离。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，包括发泡装置（1）、流体装置（2）、地层条件模拟系统（3）、压力传感器（4）、岩心夹持器（5）、可视化观察系统（6）和压差数据采集器（7），其特征在于，所述发泡装置（1）与流体装置（2）连通并接入到地层条件模拟系统（3）内，地层条件模拟系统（3）上设有若干间隔排列的压力传感器（4）、岩心夹持器（5）以及可视化观察系统（6），地层条件模拟系统（3）出口端设有量筒，压力传感器（4）与压差数据采集器（7）连接，压差数据采集器（7）与可视化观察系统（6）均接入信息接收端。

2.权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述发泡装置（1）包括空气罐（8）和发泡剂（9），空气罐（8）连接处设有调压器（10）以及空气流量计（11）。

3.权利要求2所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述发泡剂（9）由以下成分及其重量份组成：十二烷基硫酸钠8-27份、氧化胺5-19份、水41-67份、分散剂9-21份、а-烯烃磺酸盐10-20份、山梨坦三油酸酯0.01-0.05份、鞠酸0.002-0.004份。

4.权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述流体装置（2）包括油罐（12）、水罐（13）、恒速恒压泵（14）和水缸（15），油罐（12）和水罐（13）均与恒速恒压泵（14）连接，恒速恒压泵（14）一侧设有水缸（15）。

5.权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述地层条件模拟系统（3）由若干段填砂管（16）组成。

6.要求5所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述填砂管（16）内壁面上设有一层环氧树脂并粘上地层砂，填砂管（16）内填有地层砂。

7.要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述可视化观察系统（6）包括采样室（17）、显微镜（18）、光源（19），采样室（17）上下为透明板，透明板上设有增亮涂层并铺有玻璃珠，玻璃珠直径为40-80目。

8.要求7所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述透明板上增亮涂层的成分及其重量份为：乙酸乙酯1-5份，聚苯乙烯粒子10-20份，聚己二酸5-10份，乙二醇酯二醇5-10份，6-己二异氰酸酯固化剂1-3份，树脂酸钙0.3-0.5份，氟碳树脂0.2-0.5份，石墨烯0.4-0.8份。

9.要求7所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的装置，其特征在于：所述显微镜（18）上设有CCD摄像头，显微镜（18）分辨率为450-550倍。