CN107725016B - 一元驱实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一元驱实验装置，其包括：平流泵、第一中间容器、第二中间容器和岩心夹持器；所述第一中间容器和第二中间容器的输入口与所述平流泵的输出口之间通过管道直接连通；所述第一中间容器的上阀门与岩心夹持器之间通过第一管道连通，且所述第一管道上设置有第一阀门；所述第二中间容器的上阀门与岩心夹持器之间通过第二管道连通，且所述第二管道上设置有第二阀门。本发明提供的一元驱实验装置在对驱替流体体进行切换时，可以保证注入压力不变并保证在一个试样过程中注入液体的过程能够连续不间断。

Description

一元驱实验装置

技术领域

本发明涉及一种用于测试采油率的驱替实验装置，尤其涉及一种一元驱实验装置。

背景技术

驱替实验是在石油勘探过程中，在一定温度和压力下，用水、聚合物或者表面活性剂等以一定的流量，利用渗透作用，置换岩心中油以测试采油性能的实验。

现有的一元驱实验装置包括：岩心夹持器、一号中间容器、二号中间容器和平流泵。其中，一号中间容器和二号中间容器分别通过阀门与平流泵和岩心夹持器连接。在实验时，通过分别开启一号中间容器或者二号中间容器的阀门来为岩心夹持器内的岩心注入不同的液体。例如，首先打开一号中间容器的阀门并关闭二号中间容器的阀门以注入一号中间容器中的水，之后，再关闭一号中间容器的阀门并打开二号中间容器的阀门以注入二号中间容器中的药剂，最后，再关闭二号中间容器的阀门并打开一号中间容器的阀门以再次注入一号中间容器中的水，从而完成一个试样的实验。

但是，上述一元驱实验装置在水和药剂之间进行切换时需要再次平衡二号中间容器或者一号中间容器内的压力，因此，无法连续注入驱替流体，使得实验缺乏连续性。

发明内容

本发明的目的是提供一种一元驱实验装置，以解决现有技术中驱替流体无法连续注入的问题，保证实验的连续性。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种一元驱实验装置，其特征在于，包括：平流泵、第一中间容器、第二中间容器和岩心夹持器；所述第一中间容器和第二中间容器的输入口与所述平流泵的输出口之间通过管道直接连通；所述第一中间容器的上阀门与岩心夹持器之间通过第一管道连通，且所述第一管道上设置有第一阀门；所述第二中间容器的上阀门与岩心夹持器之间通过第二管道连通，且所述第二管道上设置有第二阀门。

上述一元驱实验装置的进一步改进，还包括第三中间容器；所述第三中间容器的上阀门与所述第二管道连通，所述第二阀门设置在所述第三中间容器的上阀门与岩心夹持器之间；所述第三中间容器的下阀门与所述第一管道连通，所述第一阀门设置在所述第三中间容器的下阀门与岩心夹持器之间。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水，所述第三中间容器的隔板下端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂，所述第三中间容器的隔板下端注入的流体为水。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第三中间容器上阀门与所述第二中间容器的输出口之间设置有压力表，所述第三中间容器的下阀门与所述第一中间容器的输出口之间设置有压力表。

上述一元驱实验装置的进一步改进，还包括第三中间容器；所述第三中间容器的上阀门与所述第一管道连通，所述第一阀门设置在所述第三中间容器上阀门与岩心夹持器之间；所述第三中间容器的下阀门与所述第二管道连通，所述第二阀门设置在所述第三中间容器的下阀门与岩心夹持器之间。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂，所述第三中间容器的隔板下端注入的驱替流体为水。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水，所述第三中间容器的隔板下端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第三中间容器的上阀门与所述第一中间容器的输出口之间设置有压力表，所述第三中间容器的下阀门与所述第二中间容器的输出口之间设置有压力表。

上述一元驱实验装置的进一步改进，所述第一中间容器和/或第二中间容器与平流泵连接的管道上设置有压力表。

本发明提供的一元驱实验装置，通过将第一中间容器和第二中间容器通过管道连通，并通过平流泵同时对第一中间容器和第二中间容器注入液压油。这样在注入任何一种驱替流体体时都可以保证第一中间容器和第二中间容器的压力保持一致，从而在对驱替流体体进行切换时，可以保证注入压力不变并保证在一个试样过程中注入液体的过程能够连续不间断。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一元驱实验装置示意图；

图2为图1中一元驱实验装置进行水驱替的示意图；

图3为图1中一元驱实验装置进行聚合物驱替或者表面活性剂驱替的示意图。

图中：

1、平流泵； 2、第一中间容器；

3、第一管道； 4、第二中间容器；

5、第二管道； 6、第三中间容器；

7、第一阀门； 8、第二阀门；

9、岩心夹持器； 10、压力表；

11、微压表； 12、回压阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本发明提供一种一元驱实验装置，用于在岩心物模实验中，在水测渗透率、饱和油后，进行水驱、聚合物驱、表面活性剂驱等驱替过程，以测试岩心的出油率。

图1为本实施例提供的一元驱实验装置示意图；图2为图1中一元驱实验装置进行水驱替的工艺流程图；图3为图1中一元驱实验装置进行聚合物驱替或者表面活性剂驱替的工艺流程图。

如图1-3所示，本实施例提供的一元驱实验装置，包括：平流泵1、第一中间容器2、第二中间容器4和岩心夹持器9。其中，第一中间容器2和第二中间容器4的输入口与平流泵1的输出口之间通过管道直接连通，从而通过平流泵1将第一中间容器2和第二中间容器4连接在一起，以保证二者的压力保持一致。并且，第一中间容器2的上阀门与岩心夹持器9之间通过第一管道3连通，且在该第一管道3上设置有第一阀门7；第二中间容器4的上阀门与岩心夹持器9之间通过第二管道5连通，且在该第二管道5上设置有第二阀门8。在实验过程中，通过控制第一阀门7和第二阀门8的开闭即可实现驱替剂的切换，也即通过控制第一阀门7和第二阀门8的开闭来切换进入岩心的是水还是聚合物或者表面活性剂等药剂。

具体的，在本实施例中，平流泵1可以使用任意规格、类型的现有平流泵1，例如可以是恒速平流泵1或者恒压平流泵1。优选地，在本实施例中可以选用恒速平流泵1，从而实现进入岩心夹持器9中的液体的流量是恒定的，例如通过平流泵1往连通第一中间容器2和第二中间容器4的管道内以每分钟2ml的速度注入液压油。

第一中间容器2和第二中间容器4可以采用现有驱替实验中的任意类型的中间容器，例如柱塞式中间容器或者隔板式中间容器。优选的，在本实施例中可以采用隔板式中间容器，以简化结构节省成本。当然，第一中间容器2和第二中间容器4的容积可以相同也可以不同，例如可以选用容积更大的中间容器作为储存水的中间容器，以满足驱替实验过程中需要大量的水进行驱替的实际需求。更优选地，在第一中间容器2和第二中间容器4的上、下端均设置阀门，以方便添加和补充驱替流体的需要。

岩心夹持器9可以根据实际需要选用现有技术中任意类型和大小的岩心夹持器9。优选地，在岩心夹持器9上可以设置微压表11，在其出口端还可以设置回压阀12。

进一步，在一种可选的实施方式中，可以在第一中间容器2和第二中间容器4的上阀门与岩心夹持器9的入口端分别设置压力表10，以测量第一管道3和第二管道5的压力。当然，在实际安装过程中，并非必须在第一管道3和第二管道5上均设置压力表10，也可以仅在第一管道3或者第二管道5上设置压力表10。

下面以第一中间容器2的上端注入聚合物或者表面活性剂作为驱替流体，第二中间容器4的上端注入水作为驱替流体为例简要介绍本实施例的一元驱实验装置的工作过程和工作原理：

打开平流泵1和第二中间容器4的上阀门、并关闭第一中间容器2的上阀门，以通过平流泵1将第二中间容器4中的水注入岩心夹持器9中以进行水驱。当含水量达到98％时，关闭第二中间容器4的上阀门并打开第一中间容器2的上阀门以通过平流泵1将第一中间容器2中的聚合物或者表面活性剂注入岩心夹持器9中以进行聚合物驱或者表面活性驱。当聚合物驱或者表面活性驱达到实验所需要的程度后，关闭第一中间容器2的上阀门并打开第二中间容器4的上阀门以进行水驱到含水量达到98％。之后，可以继续下一个试样的实验。在此过程中，在对水驱以及聚合物驱或者表面活性剂驱之间进行切换过程时，整个装置无需在重新调整第一中间容器2或者第二中间容器4的压力，可以使得整个试验过程中压力平稳，并且使得注入驱替流体的过程连续。

本实施例的一元驱实验装置，通过将第一中间容器2和第二中间容器4通过管道连通，并通过平流泵1同时对第一中间容器2和第二中间容器4注入液压油。这样在注入任何一种驱替流体体时都可以保证第一中间容器2和第二中间容器4的压力保持一致，从而在对驱替流体体进行切换时，可以保证注入压力不变并保证在一个试样过程中注入液体的过程能够连续不间断。

进一步，继续参考图1-3，上述一元驱实验装置还包括第三中间容器6。在一种可选的实施方式中，该第三中间容器6的上阀门与第二管道5连通，且第二阀门8设置在第三中间容器6的上阀门与岩心夹持器9之间；该第三中间容器6的下阀门与第一管道3连通，且第一阀门7设置在第三中间容器6的下阀门与岩心夹持器9之间。

具体的，第三中间容器6可以是现有技术中任意规格和种类的中间容器，例如可以是柱塞式中间容器或者隔板式中间容器，并且第三中间容器6的容积也可以根据实际需要进行设置。优选地，本实施的第三中间容器6和第一中间容器2及第二中间容器4均选择相同容积的隔板式中间容器，且第三中间容器6的隔板上端与第二中间容器4注入相同的驱替流体，第三中间容器6的隔板下端与第一中间容器2注入相同的驱替流体。

通过设置第三中间容器6使其与第一中间容器2和第二中间容器4组成二级注入装置，可以使得整个装置的压力更加平稳，从而能够更好的保证驱替流体注入时的压力保持平衡，进而保证驱替流体注入的连续性。而且，将一级注入改为二级注入后可以提高实验装置实验数量，能够节省实验时间，提高实验效率以节省实验成本。

优选地，在第三中间容器6的上阀门与第二中间容器4的上阀门之间可以设置压力表10，第三中间容器6的下阀门与第一中间容器2的上阀门之间也可以设置压力表10。这样，通过压力表10可以获知不同驱替流体的驱替压力，以为整个实验过程提供参考。

进一步，在本实施例中，第一中间容器2的以及第二中间容器4的驱替流体可以根据实际需要进行设置，在此不作具体限制。

例如，在一种优选的实施方式中，在第一中间容器2的隔板上端注入聚合物或者表面活性剂作为驱替流体，在第二中间容器4的隔板上端注入水作为驱替流体；相应的，第三中间容器6的隔板上端注入水，在隔板下端注入聚合物或者表面活性剂。

具体的，聚合物包括部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、黄胞胶(XC)等。表面活性剂包括稀表面活性剂体系和浓表面活性剂体系；其中，稀表面活性剂体系包括活性水、胶束溶液和泡沫；浓表面活性剂体系包括微乳。

具体在实验时，其工作过程和原理如下：

如图2所示，在进行水驱的时候，先打开平流泵1，使其往第一中间容器2和第二中间容器4的隔板下方注入液压油，同时，打开第一中间容器2的上阀门和第二管道5上的第二阀门8，以在第一中间容器2、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成水的驱替通道(图2中粗线所示通道)。

如图3所示，当上述水驱进行到含水量98％时，关闭第一中间容器2的上阀门和第二阀门8并打开第二中间容器4的上阀门和第一阀门7，以在第二中间容器4、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成聚合物或者表面活性剂的驱替通道(图3中粗线所示通道)。

当上述聚合物或者表面活性剂驱替达到预定程度时，关闭第二中间容器4的上阀门和第一阀门7并打开第一中间容器2的上阀门和第二阀门8以进行水驱，并在水驱达到含水量98％时，关闭第一中间容器2的上阀门和第二阀门8。

按照上述过程进行下一个试样的实验。

在另一种优选地实施方式中，第一中间容器2的隔板上端注入的驱替流体为水；第二中间容器4的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；相应的，第三中间容器6的隔板上端注入的流体为聚合物或表面活性剂，隔板下端注入的流体为水。

具体在实验时，其工作过程和原理如下：

在进行水驱的时候，先打开平流泵1，使其往第一中间容器2和第二中间容器4的隔板下方注入液压油，同时，打开第二中间容器4的上阀门和第一管道3上的第一阀门7，以在第二中间容器4、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成水的驱替通道。

当上述水驱进行到含水量98％时，关闭第二中间容器4的上阀门和第一阀门7并打开第一中间容器2的上阀门和第二阀门8，以在第一中间容器2、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成聚合物或者表面活性剂的驱替通道。

当上述聚合物或者表面活性剂驱替达到预定程度时，关闭第一中间容器2的上阀门和第二阀门8并打开第二中间容器4的上阀门和第一阀门7以进行水驱，并使水驱达到含水量98％时，关闭第二中间容器4的上阀门和第一阀门7。

按照上述过程进行下一个试样的实验。

此外，在另一种可选的实施方式中，该第三中间容器6的上阀门与第一管道3连通，且第一阀门7设置在第三中间容器6的上阀门与岩心夹持器9之间；而且，该第三中间容器6的下阀门与第而管道连通，且第二阀门8设置在第三中间容器6的下阀门与岩心夹持器9之间。

具体的，第三中间容器6可以是现有技术中任意规格和种类的中间容器，例如可以是柱塞式中间容器或者隔板式中间容器，并且第三中间容器6的容积也可以根据实际需要进行设置。优选地，本实施的第三中间容器6和第一中间容器2及第二中间容器4均选择相同容积的隔板式中间容器，且第三中间容器6的隔板上端与第一中间容器2注入相同的驱替流体，第三中间容器6的隔板下端与第二中间容器4注入相同的驱替流体。

通过设置第三中间容器6使其与第一中间容器2和第二中间容器4组成二级注入装置，可以使得整个装置的压力更加平稳，从而更好的保证驱替流体注入时的压力保持平衡，进而保证驱替流体注入的连续性。而且，将一级注入改为二级注入后可以提高实验装置实验数量，从而能够节省实验时间，提高实验效率以节省实验成本。

优选地，第三中间容器6的上阀门与第一中间容器2的上阀门之间设置有压力表10，第三中间容器6的下阀门与第二中间容器4的上阀门之间设置有压力表10。这样，可以通过压力表10获知不同驱替流体体的驱替压力，以为整个实验过程提供参考。

进一步，在本实施例中，第一中间容器2的以及第二中间容器4的驱替流体可以根据实际需要进行设置，在此不作限制。

例如，在一种优选的实施方式中，在第一中间容器2的隔板上端注入聚合物或者表面活性剂作为驱替流体，在第二中间容器4的隔板上端注入水作为驱替流体；相应的，第三中间容器6的隔板上端注入聚合物或者表面活性剂作为驱替流体，在隔板下端注入水作为驱替流体。

具体的，在本实施例中，聚合物包括部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、黄胞胶(XC)等。表面活性剂包括稀表面活性剂体系和浓表面活性剂体系；其中，稀表面活性剂体系包括活性水、胶束溶液和泡沫；浓表面活性剂体系包括微乳。

在实验时，上述一元驱实验装置的工作过程和原理如下：

在进行水驱的时候，先打开平流泵1，使其往第一中间容器2和第二中间容器4的隔板下方注入液压油，同时，打开第一中间容器2的上阀门和第二管道5上的第二阀门8，以在第一中间容器2、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成水的驱替通道。

如图3所示，当上述水驱进行到含水量98％时，关闭第一中间容器2的上阀门和第二阀门8并打开第二中间容器4的上阀门和第一阀门7，以在第二中间容器4、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成聚合物或者表面活性剂的驱替通道。

当上述聚合物或者表面活性剂驱替达到预定程度时，关闭第二中间容器4的上阀门和第一阀门7并打开第一中间容器2的上阀门和第二阀门8以进行水驱，并在水驱达到含水量98％时，关闭第一中间容器2的上阀门和第二阀门8。

按照上述过程进行下一个试样的实验。

此外，在另一种优选地实施方式中，第一中间容器2的隔板上端注入的驱替流体为水；第二中间容器4的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；相应的，第三中间容器6的隔板上端注入的驱替流体为水，隔板下端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂。

具体在实验时，其工作过程和原理如下：

在进行水驱的时候，先打开平流泵1，使其往第一中间容器2和第二中间容器4的隔板下方注入液压油，同时，打开第二中间容器4的上阀门和第一管道3上的第一阀门7，以在第二中间容器4、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成水的驱替通道。

当上述水驱进行到含水量98％时，关闭第二中间容器4的上阀门和第一阀门7并打开第一中间容器2的上阀门和第二阀门8，以在第一中间容器2、第三中间容器6和岩心夹持器9之间形成聚合物或者表面活性剂的驱替通道。

当上述聚合物或者表面活性剂驱替达到预定程度时，关闭第一中间容器2的上阀门和第二阀门8并打开第二中间容器4的上阀门和第一阀门7以进行水驱，并在水驱达到含水量98％时，关闭第二中间容器4的上阀门和第一阀门7。

按照上述过程进行下一个试样的实验。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本发明已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种一元驱实验装置，其特征在于，包括：平流泵、第一中间容器、第二中间容器和岩心夹持器；

所述第一中间容器和第二中间容器的输入口与所述平流泵的输出口之间通过管道直接连通；

所述第一中间容器的上阀门与岩心夹持器之间通过第一管道连通，且所述第一管道上设置有第一阀门；

所述第二中间容器的上阀门与岩心夹持器之间通过第二管道连通，且所述第二管道上设置有第二阀门；

所述第一中间容器和/或第二中间容器与平流泵连接的管道上设置有压力表；

还包括第三中间容器；

所述第三中间容器的上阀门与所述第二管道连通，所述第二阀门设置在所述第三中间容器的上阀门与岩心夹持器之间；

所述第三中间容器的下阀门与所述第一管道连通，所述第一阀门设置在所述第三中间容器的下阀门与岩心夹持器之间；

或者，所述第三中间容器的上阀门与所述第一管道连通，所述第一阀门设置在所述第三中间容器上阀门与岩心夹持器之间；

所述第三中间容器的下阀门与所述第二管道连通，所述第二阀门设置在所述第三中间容器的下阀门与岩心夹持器之间。

2.根据权利要求1所述的一元驱实验装置，其特征在于，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水，所述第三中间容器的隔板下端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的一元驱实验装置，其特征在于，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂，所述第三中间容器的隔板下端注入的流体为水。

4.根据权利要求1所述的一元驱实验装置，其特征在于，所述第三中间容器上阀门与所述第二中间容器的输出口之间设置有压力表，所述第三中间容器的下阀门与所述第一中间容器的输出口之间设置有压力表。

5.根据权利要求1所述的一元驱实验装置，其特征在于，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂，所述第三中间容器的隔板下端注入的驱替流体为水。

6.根据权利要求1所述的一元驱实验装置，其特征在于，所述第一中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水；所述第二中间容器的隔板上端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂；相应的，所述第三中间容器的隔板上端注入的驱替流体为水，所述第三中间容器的隔板下端注入的驱替流体为聚合物或表面活性剂。

7.根据权利要求1所述的一元驱实验装置，其特征在于，所述第三中间容器的上阀门与所述第一中间容器的输出口之间设置有压力表，所述第三中间容器的下阀门与所述第二中间容器的输出口之间设置有压力表。

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