CN107367447A - 油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法，该装置包括注入装置、测压装置、多孔介质模拟装置、加热恒温装置和计量装置，该多孔介质模拟装置模拟储层，包括砂芯管和石英砂，该石英砂位于该砂芯管中，该砂芯管为透明的硅胶管或玻璃管，该测压装置实时测定注入水或油田化学剂时的注入压力，该注入装置向该多孔介质模拟装置中注入水或油田化学剂，该加热恒温装置为该多孔介质模拟装置加热，该计量装置计量注入水或注入油田化学剂过程中的瞬时流量。该油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法操作方便，成本低廉，可以为有关科研和生产提供了一种快捷的试验评价手段。

Description

油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法

技术领域

本发明涉及三次采油化学驱提高采收率领域，特别是涉及到一种油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法。

背景技术

物理模拟是室内进行化学剂渗流特性评价的重要手段之一，尤其在提高采收率机理研究中有着重要的指导作用，此外准确可靠的试验数据是各项研究工作的基础和领导科学决策的重要依据，所以室内物理模拟试验占有重要的地位。

目前室内物理模拟评价系统通常采用平板物理模拟装置、填砂管物理模拟装置和微观物理模拟装置三种。前两种模拟评价装置可以模拟真实储层，在渗透率及地层结构等方面仿真程度较好，是当前物理模拟普遍采用的一种重要评价手段，但存在化学剂进入过程不可视和化学剂到达位置、流体流动形态等难以观察等缺陷。同时实验过程从模型制作、饱和水、驱替、模型清洗整理等每一步都需要花费大量的时间，耗时耗力。微观物理模拟不仅可以对各种驱替方式在不同条件下的驱替效果进行评价，同时可以对剩余油特征、微观渗流机理、微观孔喉结构变化等作用机理进行评价，评价过程可以时时观察。但是微观物理模拟也有一定的局限性，由于采用的微观模型为刻蚀模型，其品种单一、尺寸过小，同时该模型采用光刻技术制作，其制作成本较高。为此我们发明了一种新的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种不仅可以准确快捷评价出注入化学剂的渗流变化，而且还可用于直观的观察化学剂的运移便于渗流机理分析的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，该油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置包括注入装置、测压装置、多孔介质模拟装置、加热恒温装置和计量装置，该多孔介质模拟装置模拟储层，包括砂芯管和石英砂，该石英砂位于该砂芯管中，该砂芯管为透明的硅胶管或玻璃管，该测压装置连接于该多孔介质模拟装置，实时测定注入水或油田化学剂时的注入压力，该注入装置连接于该多孔介质模拟装置，向该多孔介质模拟装置中注入水或油田化学剂，该加热恒温装置连接于该多孔介质模拟装置，为该多孔介质模拟装置加热，该计量装置连接于该多孔介质模拟装置，计量注入水或注入油田化学剂过程中的瞬时流量。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该注入装置包括注射泵和注射器，该注射泵连接于该注射器提供注入动力，该注射器连接于该测压装置，装有水或油田化学剂。

该测压装置为数显压力表或指针压力表。

该砂芯管外径在3.2mm至4.5mm之间，内径在2.1mm至3.2mm之间。

该石英砂目数根据储层情况确定，选择30至200目范围内调整。

该多孔介质模拟装置还包括砂网，该砂网位于该砂芯管内的该石英砂的两端，阻挡砂子的运移。

该多孔介质模拟装置还包括连接头，该连接头位于该砂芯管的两端。

该加热恒温装置为恒温循环水浴或是电加热装置。

该计量装置包括流量计量天平及放在该流量计量天平上的烧杯。

本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，该油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法采用油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，该方法包括：步骤1，制作该多孔介质模拟装置，将该石英砂加入到该砂芯管里；步骤2，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置加入模拟水或地层水，并注入油田化学剂染色；步骤3，将该砂芯管放入该加热恒温装置中加热；步骤4，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置注入模拟水或地层水，通过该测压装置与该计量装置记录压力与流量；步骤5，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置注入一定量的化学剂，通过该测压装置与该计量装置记录压力和流量的变化；步骤6，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置注入模拟水或地层水，通过该测压装置与该计量装置记录压力和流量的变化，并观察化学剂的运移情况。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，称取30-40目和80-100目、一定质量的该石英砂，分别加入到两个该砂芯管里。

在步骤1中，在该石英砂两头设砂网，其目数大，网眼细，以阻挡砂子、渗漏液体；该砂芯管通过连接头并联接入三通接头，然后接入该测压装置一端。

在步骤2中，该注入装置的一个注射器加入模拟水或地层水，一个注射器中加入油田化学剂，油田化学剂若为无色，用亚甲基蓝染色，分别置于该注入装置的注射泵上，同样通过连接头并联接入三通接头，然后接入该测压装置另一端。

在步骤4中，关闭装化学剂侧的开关，打开该砂芯管侧开关；设定好该注入装置的注射泵的注入速度，启动该注入装置的注射泵驱动该注入装置的注射器，注入模拟水或地层水，通过该测压装置与该计量装置记录压力与流量。

在步骤5中，关闭模拟水或地层水侧开关，打开化学剂侧开关，注入一定量的化学剂，通过该测压装置与该计量装置记录压力和流量的变化。

本发明中的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置及方法，通过填制不同目数的石英砂，可以很好的模拟不同渗透率极差的储层。砂芯管内径小，可以快速完成石英石的装填，并且材质采用透明的硅胶管或玻璃管，测试过程中，可以直观的观察油田化学剂的运移情况，从而为室内油田化学剂的筛选提供依据。该装置构造简单，操作方便，成本低廉，可以为有关科研和生产提供了一种快捷的试验评价手段。

附图说明

图1为本发明的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置的一具体实施例的结构图；

图2为本发明的一具体实施例中注1500mg/L聚合物分流量图；

图3为本发明的一具体实施例中注2000mg/L聚合物分流量图；

图4为本发明的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置的结构图。油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置包括注入装置、测压装置、多孔介质模拟装置、加热恒温装置、计量装置。

所述的注入装置用以向多孔介质模拟装置中注入水或油田化学剂。注入装置由注射泵1和注射器2组成，注射泵1提供注入动力，注射器2装有水或油田化学剂。

所述的测压装置3为数显压力表或指针压力表，一端连接注入装置，一端连接多孔介质模拟装置,可以实时测定注入水或油田化学剂时的注入压力。

所述的多孔介质模拟装置主要模拟储层，包括砂芯管5和石英砂6。所述的砂芯管5为透明的硅胶管或玻璃管，外径一般在3.2mm至4.5mm之间，内径一般在2.1mm至3.2mm之间；所述的石英砂6目数根据储层情况加以确定，一般可选择30至200目范围内调整。

所述的多孔介质模拟装置中砂芯管5内的石英砂6的两端设有砂网8，可以阻挡砂子的运移，砂芯管5两端配有连接头4。

所述的加热恒温装置7为该多孔介质模拟装置加热。加热恒温装置7为恒温循环水浴或是电加热装置。

所述的计量装置包括流量计量天平10及放在天平上的烧杯9，可以计量注入水或注入油田化学剂过程中的瞬时流量。

本发明的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置采用透明材质装填不同目数石英砂来模拟储层，这样便于观察测试过程中油田化学剂的运移特性，同时可以测量注入油田化学剂后分流量的变化。装置装填快捷，测试简单，操作方便，可以为科研生产提供了一种有效的试验评价手段。

如图4所示，本发明的表征油田化学剂渗流特性可视化测试方法，其包括以下步骤：

步骤101，多孔介质模型制作。称取一定目数(30-40目和80-100目)、一定质量的石英砂，分别加入到两个砂芯管里。砂芯两头设有砂网，其目数较大，网眼较细，以实现阻挡砂子、渗漏液体的目的。砂芯管通过连接头并联接入三通接头，然后接入压力表一端。连接头除了起到连接作用外，还可以用以充分压实石英砂，防止液体沿管壁窜流，同时保证液体的顺利通过；

步骤102，油田化学剂染色。一个注射器加入模拟水或地层水，一个注射器中加入油田化学剂(油田化学剂若为无色，可以用亚甲基蓝染色)，分别置于注射泵上，同样通过连接头并联接入三通接头，然后接入压力表另一端；

步骤103，将砂芯管放入加热恒温装置中，打开加热恒温装置，设定好试验温度。

步骤104，关闭装化学剂侧的开关，打开砂芯管侧开关。设定好注射泵的注入速度，启动注射泵驱动注射器，注入模拟水或地层水，通过测压装置与计量装置记录压力与流量。

步骤105，关闭模拟水或地层水侧开关，打开化学剂侧开关，注入一定量的化学剂，记录压力和流量的变化。

步骤106，再次继续注入模拟水或地层水，记录压力和流量的变化，并观察化学剂的运移情况。

考察两种浓度的聚合物溶液在多孔介质改变渗流特性的能力，结果见表1及图2-3。

表1 聚合物溶液渗流特性数据汇总表

从表1中可以看出，增加聚合物溶液浓度，注聚压力明显增加，后续水驱压力也有一定上升。从图2和图3中可以看出，注入聚合物溶液后，分流量都发生了调整，2000mg/L聚合物溶液要比1500mg/L聚合物溶液调整分流能力强，分液漏斗更深。聚合物溶液优先进入了高渗管，实现一定调堵，说明注聚可以明显改善地层的吸水剖面。

Claims (15)

1.油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置包括注入装置、测压装置、多孔介质模拟装置、加热恒温装置和计量装置，该多孔介质模拟装置模拟储层，包括砂芯管和石英砂，该石英砂位于该砂芯管中，该砂芯管为透明的硅胶管或玻璃管，该测压装置连接于该多孔介质模拟装置，实时测定注入水或油田化学剂时的注入压力，该注入装置连接于该多孔介质模拟装置，向该多孔介质模拟装置中注入水或油田化学剂，该加热恒温装置连接于该多孔介质模拟装置，为该多孔介质模拟装置加热，该计量装置连接于该多孔介质模拟装置，计量注入水或注入油田化学剂过程中的瞬时流量。

2.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该注入装置包括注射泵和注射器，该注射泵连接于该注射器提供注入动力，该注射器连接于该测压装置，装有水或油田化学剂。

3.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该测压装置为数显压力表或指针压力表。

4.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该砂芯管外径在3.2mm至4.5mm之间，内径在2.1mm至3.2mm之间。

5.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该石英砂目数根据储层情况确定，选择30至200目范围内调整。

6.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该多孔介质模拟装置还包括砂网，该砂网位于该砂芯管内的该石英砂的两端，阻挡砂子的运移。

7.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该多孔介质模拟装置还包括连接头，该连接头位于该砂芯管的两端。

8.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该加热恒温装置为恒温循环水浴或是电加热装置。

9.根据权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，其特征在于，该计量装置包括流量计量天平及放在该流量计量天平上的烧杯。

10.油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，其特征在于，该油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法采用权利要求1所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试装置，该方法包括：

步骤1，制作该多孔介质模拟装置，将该石英砂加入到该砂芯管里；

步骤2，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置加入模拟水或地层水，并注入油田化学剂染色；

步骤3，将该砂芯管放入该加热恒温装置中加热；

步骤4，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置注入模拟水或地层水，通过该测压装置与该计量装置记录压力与流量；

步骤5，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置注入一定量的化学剂，通过该测压装置与该计量装置记录压力和流量的变化；

步骤6，通过该注入装置向该多孔介质模拟装置注入模拟水或地层水，通过该测压装置与该计量装置记录压力和流量的变化，并观察化学剂的运移情况。

11.根据权利要求10所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，其特征在于，在步骤1中，称取30-40目和80-100目、一定质量的该石英砂，分别加入到两个该砂芯管里。

12.根据权利要求10所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，其特征在于，在步骤1中，在该石英砂两头设砂网，其目数大，网眼细，以阻挡砂子、渗漏液体；该砂芯管通过连接头并联接入三通接头，然后接入该测压装置一端。

13.根据权利要求12所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，其特征在于，在步骤2中，该注入装置的一个注射器加入模拟水或地层水，一个注射器中加入油田化学剂，油田化学剂若为无色，用亚甲基蓝染色，分别置于该注入装置的注射泵上，同样通过连接头并联接入三通接头，然后接入该测压装置另一端。

14.根据权利要求10所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，其特征在于，在步骤4中，关闭装化学剂侧的开关，打开该砂芯管侧开关；设定好该注入装置的注射泵的注入速度，启动该注入装置的注射泵驱动该注入装置的注射器，注入模拟水或地层水，通过该测压装置与该计量装置记录压力与流量。

15.根据权利要求10所述的油田化学剂渗流特性研究的可视化测试方法，其特征在于，在步骤5中，关闭模拟水或地层水侧开关，打开化学剂侧开关，注入一定量的化学剂，通过该测压装置与该计量装置记录压力和流量的变化。