CN107100602A - 一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油工业技术领域,具体涉及一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置。该装置包括抽真空单元、饱和地层水单元和控制单元。控制单元由抽真空控制装置、饱和地层水控制装置和超压保护装置组成,抽真空控制装置控制抽真空单元实现模型自动抽真空,饱和地层水控制装置控制饱和地层水单元实现模型自动饱和地层水,超压保护装置控制饱和地层水时三维比例模型的压力。本发明具有结构简单、自动化程度高、可操作性强和安全可靠的特点;同时本发明提高了三维比例模型抽真空时的真空度,饱和地层水时地层水在模型中的均匀分布程度,从而提高了微生物驱油物理模拟实验结果的准确性和可靠性。因此,本发明可广泛地应用于微生物驱油用三维物理模拟实验中。
Description
技术领域
本发明属于石油工业技术领域,具体涉及一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置。
背景技术
微生物驱油物理模拟是研究微生物驱油藏的一种常用手段,微生物驱油物理模拟实验人为再现微生物驱油藏的开发进程,较为真实地模拟实际油藏或油井的渗流特征,研究油藏参数、油井几何因素和外部生产可控参数对开发效果的影响,为制定微生物驱油藏开发策略、不同开发阶段应对措施及稳油控水方案提供重要依据。国内外微生物驱油藏物理模拟大致可分为四种类型:微观孔隙模拟、一维线性模拟、二维平面模拟和三维比例模拟。
其中,微生物驱油三维比例模型设计以相似三定理为基础,以量纲相似概念为依据,各个物理量都按照相似比例进行描述。按照比例建立的模型要求三维底水油藏实验室模型与矿场原型的介质条件、空间条件和动力作用在每个相应的位置都相似,基本方程、初始条件和边界条件都要满足用无量纲参量表示的相似准则。因此,找出底水驱替过程的相似准则数的方法,从本质上说就是应用相似理论对描述底水驱替过程的数学表达式或者驱替过程中所包括的压力、温度、含油饱和度等变量进行相似分析的过程。底水油藏三维物理模拟相似准则数的推导首先需要定义基本假设条件,然后建立基本微分方程,包括质量守恒方程、能量守恒方程和运动方程,在定义初始条件及边界条件之后归一化处理数学方程,利用方程分析法中的类比分析法,对方程进行无因次化处理,对求解出的相似准则数组进行化简处理,删除不重要的相似准则数,对形式复杂的相似准则数重新组合,使相似准则数形式上变的简单,物理意义更加明确。因此,水驱油藏三维模拟实验能更加真实有效地模拟油藏状况,更好地对影响生产井产能的因素进行评价。
目前,微生物驱油三维比例模型长度和宽度一般都大于500mm,厚度大于50mm,九点法或五点法井网。进行微生物驱油三维物理模拟评价实验时,首先需要进行填砂,其次对填砂模型进行抽真空和饱和地层水,目前,对三维比例模型抽真空采用的方法为利用真空泵对1口中心模拟井进行抽真空,直至其真空度达到-0.09MPa以上为止停止抽真空,但由于模型孔隙体积较大且仅对中心模拟井抽真空,因此采用上述方法抽真空不仅花费时间较长,而且容易导致模型的真空度分布不均匀,从而对模型后续地层水的饱和程序产生影响。同时,对三维比例模型饱和地层水采用的方法为利用液压泵从中心模拟井(作为注入井)注入地层水,4口角部井(模拟井)作为采出井,直至4口角部井同时出现地层水为止停止饱和地层水。上述饱和地层水的方式容易导致填砂模型中地层水分布不均匀以及饱和地层水不充分,而且饱和地层水的时间较长,效率较低。目前抽真空与饱和地层水的方方法不仅工作效率低、自动化程度低、劳动强度大,而且,微生物驱油物理模拟实验结果的准确性和可靠性不高。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足而提供一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,用于实现对微生物驱油三维比例模型的自动抽真空与饱和地层水,一方面提高了工作效率,节省实验时间,另一方面提高了模型抽真空时的真空度,饱和地层水时地层水在模型中的均匀分布程度,从而提高了微生物驱油物理模拟实验结果的准确性和可靠性。
本发明提供了一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,包括抽真空单元、饱和地层水单元和控制单元。
所述的抽真空单元由真空泵,真空泵第1电磁阀A,真空泵第2电磁阀B,抽真空第1、2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9以及高压管线组成;所述的抽真空第1电磁阀D1的一端通过高压管线与三维比例模型的第1模拟井J1相连接,另一端通过高压管线与真空泵第2电磁阀B相连接;所述的抽真空第2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9的一端均通过高压管线分别与三维比例模型的第2、3、4、5、6、7、8、9模拟井J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9相连接,另一端通过高压管线均与真空泵第1电磁阀A相连接;所述的真空泵第2电磁阀B通过高压管线连接在真空泵第1电磁阀A和抽真空第1电磁阀D1之间;所述的真空泵与真空泵第1电磁阀A相连接。
所述的饱和地层水单元由液压泵,中间容器G,液压泵电磁阀C,压力传感器P,饱和地层水第1、2、3、4、5、6、7、8电磁阀F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8,第1、2、3、4、5、6、7、8温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8以及高压管线组成;所述的液压泵通过高压管线与中间容器G的底部相连接;所述的液压泵电磁阀C一端通过高压管线与中间容器G的顶部相连接,另一端与抽真空第1电磁阀D1相连接;所述的压力传感器P安装在中间容器G的顶部;所述的饱和地层水第1、2、3、4、5、6、7、8电磁阀F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8的一端分别与第1、2、3、4、5、6、7、8温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8相连接,另一端分别与抽真空第2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9相连接。
所述的控制单元由抽真空控制装置、饱和地层水控制装置和超压保护装置组成,所述的抽真空控制装置通过有线或无线的方式控制抽真空第1、2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9真空泵第1电磁阀A和真空泵第2电磁阀B的开与关以及真空泵的启动与停止;所述的饱和地层水控制装置通过有线或无线的方式控制饱和地层水第1、2、3、4、5、6、7、8电磁阀F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8和液压泵电磁阀C的开与关以及液压泵的启动与停止;所述的超压保护装置控制饱和地层水时三维比例模型的压力。
优选地,所述的电磁阀为电动、液动和气动电磁阀中的一种;所述的液压泵的流量范围为0~50ml/min、压力范围为0~32MPa;所述的真空泵抽气速率范围为0~150L/s。
优选地,所述的温度传感器的温度检测范围为0~150℃;所述的高压管线为316L不锈钢管线,其直径为Φ6~10mm。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果:
(1)本发明具有结构简单和自动化程度高特点,因此提高了实验时的工作效率、节省实验时间,同时降低了劳动强度;
(2)本发明具有可操作性强和安全可靠的特点,不会对实验人员造成人身的伤害,因此可广泛地推广与应用;
(3)本发明提高了三维比例模型抽真空时的真空度,饱和地层水时地层水的均匀分布程度以及饱和地层水的量,从而提高了微生物驱油物理模拟实验结果的准确性和可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明:
如图1所示,本发明提供的一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,包括抽真空单元、饱和地层水单元和控制单元。
抽真空单元由真空泵,真空泵第1电磁阀A,真空泵第2电磁阀B,抽真空第1、2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9以及高压管线组成;抽真空第1电磁阀D1的一端通过高压管线与三维比例模型的第1模拟井J1相连接,另一端通过高压管线与真空泵第2电磁阀B相连接;抽真空第2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9的一端均通过高压管线分别与三维比例模型的第2、3、4、5、6、7、8、9模拟井J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9相连接,另一端通过高压管线均与真空泵第1电磁阀A相连接;真空泵第2电磁阀B通过高压管线连接在真空泵第1电磁阀A和抽真空第1电磁阀D1之间;真空泵与真空泵第1电磁阀A相连接。
饱和地层水单元由液压泵,中间容器G,液压泵电磁阀C,压力传感器P,饱和地层水第1、2、3、4、5、6、7、8电磁阀F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8,第1、2、3、4、5、6、7、8温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8以及高压管线组成;液压泵通过高压管线与中间容器G的底部相连接;液压泵电磁阀C一端通过高压管线与中间容器G的顶部相连接,另一端与抽真空第1电磁阀D1相连接;压力传感器P安装在中间容器G的顶部;饱和地层水第1、2、3、4、5、6、7、8电磁阀F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8的一端分别与第1、2、3、4、5、6、7、8温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8相连接,另一端分别与抽真空第2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9相连接。
控制单元由抽真空控制装置、饱和地层水控制装置和超压保护装置组成,抽真空控制装置通过有线或无线的方式控制抽真空第1、2、3、4、5、6、7、8、9电磁阀D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9真空泵第1电磁阀A和真空泵第2电磁阀B的开与关以及真空泵的启动与停止;饱和地层水控制装置通过有线或无线的方式控制饱和地层水第1、2、3、4、5、6、7、8电磁阀F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8和液压泵电磁阀C的开与关以及液压泵的启动与停止;超压保护装置控制饱和地层水时三维比例模型的压力。
电磁阀为电动、液动和气动电磁阀中的一种。
液压泵的流量范围为0~50ml/min、压力范围为0~32MPa。
真空泵抽气速率范围为0~150L/s。
温度传感器的温度检测范围为0~150℃。
高压管线为316L不锈钢管线,其直径为Φ6~10mm。
利用本发明的装置实现自动抽真空的步骤如下:关闭所有的电磁阀;启动真空泵,真空泵开始抽真空;依次打开真空泵第1电磁阀A、真空泵第2电磁阀B和抽真空第1电磁阀D1,第1模拟井J1开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第1模拟井J1的真空度达到-0.09MPa时关闭真空泵第2电磁阀B和抽真空第1电磁阀D1,模拟井J1停止抽真空;打开抽真空第2电磁阀D2,第2模拟井J2开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第2模拟井J2的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第2电磁阀D2,模拟井J2停止抽真空;打开抽真空第3电磁阀D3,第3模拟井J3开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第3模拟井J3的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第3电磁阀D3,模拟井J3停止抽真空;打开抽真空第4电磁阀D4,第4模拟井J4开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第4模拟井J4的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第4电磁阀D4,模拟井J4停止抽真空;打开抽真空第5电磁阀D5,第5模拟井J5开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第5模拟井J5的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第5电磁阀D5,模拟井J5停止抽真空;打开抽真空第6电磁阀D6,第6模拟井J6开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第6模拟井J6的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第6电磁阀D6,模拟井J6停止抽真空;打开抽真空第7电磁阀D7,第7模拟井J7开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第7模拟井J7的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第7电磁阀D7,模拟井J7停止抽真空;打开抽真空第8电磁阀D8,第8模拟井J8开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第8模拟井J8的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第8电磁阀D8,模拟井J8停止抽真空;打开抽真空第9电磁阀D9,第9模拟井J9开始抽真空,直到抽真空控制装置检测到第9模拟井J9的真空度达到-0.09MPa时关闭抽真空第9电磁阀D9,模拟井J9停止抽真空;关闭真空泵第1电磁阀A;重复上述步骤2~3次;停止真空泵,真空泵停止抽真空,三维比例模型抽真空完成。
利用本发明的装置实现自动饱和地层水的步骤如下:关闭所有的电磁阀;中间容器G装满地层水,启动液压泵,液压泵开始工作;打开液压泵电磁阀C和抽真空第1电磁阀D1,第1模拟井J1开始注入地层水;打开饱和地层水第1电磁阀F1和抽真空第2电磁阀D2,直至第1温度传感器T1检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第1电磁阀F1和抽真空第2电磁阀D2,第2模拟井J2饱和地层水完成;打开饱和地层水第2电磁阀F2和抽真空第3电磁阀D3,直至第2温度传感器T2检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第2电磁阀F2和抽真空第3电磁阀D3,第3模拟井J3饱和地层水完成;打开饱和地层水第3电磁阀F3和抽真空第4电磁阀D4,直至第3温度传感器T3检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第3电磁阀F3和抽真空第4电磁阀D4,第4模拟井J4饱和地层水完成;打开饱和地层水第4电磁阀F4和抽真空第5电磁阀D5,直至第4温度传感器T4检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第4电磁阀F4和抽真空第5电磁阀D5,第5模拟井J5饱和地层水完成;打开饱和地层水第5电磁阀F5和抽真空第6电磁阀D6,直至第5温度传感器T5检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第5电磁阀F5和抽真空第6电磁阀D6,第6模拟井J6饱和地层水完成;打开饱和地层水第6电磁阀F6和抽真空第7电磁阀D7,直至第6温度传感器T6检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第6电磁阀F6和抽真空第7电磁阀D7,第7模拟井J7饱和地层水完成;打开饱和地层水第7电磁阀F7和抽真空第8电磁阀D8,直至第7温度传感器T7检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第7电磁阀F7和抽真空第8电磁阀D8,第8模拟井J8饱和地层水完成;打开饱和地层水第8电磁阀F8和抽真空第9电磁阀D9,直至第8温度传感器T8检测到的温度达到地层水的温度时,关闭饱和地层水第8电磁阀F8和抽真空第9电磁阀D9,第9模拟井J9饱和地层水完成;关闭液压泵电磁阀C和抽真空第1电磁阀D1,停止液压泵,三维比例模型饱和地层水完成。
Claims (6)
1.一种微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,其特征在于,所述的装置包括抽真空单元、饱和地层水单元和控制单元;所述的抽真空单元由真空泵,真空泵第1电磁阀(A),真空泵第2电磁阀(B),抽真空第1~9电磁阀(D1)~(D9)以及高压管线组成;所述的抽真空第1电磁阀(D1)的一端通过高压管线与三维比例模型的第1模拟井(J1)相连接,另一端通过高压管线与真空泵第2电磁阀(B)相连接;所述的抽真空第2~9电磁阀(D2)~(D9)的一端均通过高压管线分别与三维比例模型的第2~9模拟井(J2)~(J9)相连接,另一端通过高压管线均与真空泵第1电磁阀(A)相连接;所述的真空泵第2电磁阀(B)通过高压管线连接在真空泵第1电磁阀(A)和抽真空第1电磁阀(D1)之间;所述的真空泵与真空泵第1电磁阀(A)相连接;
所述的饱和地层水单元由液压泵,中间容器(G),液压泵电磁阀(C),压力传感器(P),饱和地层水第1~8电磁阀(F1)~(F8),第1~8温度传感器(T1)~(T8)以及高压管线组成;所述的液压泵通过高压管线与中间容器(G)的底部相连接;所述的液压泵电磁阀(C)一端通过高压管线与中间容器(G)的顶部相连接,另一端与抽真空第1电磁阀(D1)相连接;所述的压力传感器(P)安装在中间容器(G)的顶部;所述的饱和地层水第1~8电磁阀(F1)~(F8)的一端分别与第1~8温度传感器(T1)~(T8)相连接,另一端分别与抽真空第2~9电磁阀(D2)~(D9)相连接;
所述的控制单元由抽真空控制装置、饱和地层水控制装置和超压保护装置组成,所述的抽真空控制装置通过有线或无线的方式控制抽真空第1~9电磁阀(D1)~(D9)、真空泵第1电磁阀(A)和真空泵第2电磁阀(B)的开与关以及真空泵的启动与停止;所述的饱和地层水控制装置通过有线或无线的方式控制饱和地层水第1~8电磁阀(F1)~(F8)和液压泵电磁阀(C)的开与关以及液压泵的启动与停止;所述的超压保护装置控制饱和地层水时三维比例模型的压力。
2.根据权利要求1所述的微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,其特征在于,所述的电磁阀为电动、液动和气动电磁阀中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,其特征在于,所述的液压泵的流量范围为0~50ml/min、压力范围为0~32MPa。
4.根据权利要求1或2所述的微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,其特征在于,所述的真空泵抽气速率范围为0~150L/s。
5.根据权利要求1或2所述的微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,其特征在于,所述的温度传感器的温度检测范围为0~150℃。
6.根据权利要求1或2所述的微生物驱油用三维比例模型自动抽真空与饱和装置,其特征在于,所述的高压管线为316L不锈钢管线,其直径为Φ6~10mm。
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