CN107842349A - 一种模拟稠油蒸汽‑泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供模拟稠油蒸汽‑泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，包括：抽真空系统、驱替系统、蒸汽发生系统、蒸汽腔区模拟系统、热水冷凝区模拟系统、油藏温度区模拟系统、计量及数据采集系统。模拟稠油蒸汽‑泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，运用该装置的方法可以同时模拟地层压力和三个区域的温度，在不同浓度泡沫剂条件下进行驱替实验，从驱油效果、注入压力和产液指数三个方面对在不同泡沫剂浓度下稠油蒸汽‑泡沫驱不同温度区域驱油效果进行评价。

Description

一种模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装 置及使用方法

技术领域

本发明属于油藏采集技术领域，具体涉及模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置及使用方法。

背景技术

稠油开采中，一般采用注蒸汽热力采油技术。随着湿蒸汽沿井筒流动的散热及进入地层后各种介质的吸热，水蒸气的热量不断散失，此时蒸汽由于释放热量而不断凝结成饱和水，使水蒸气的干度不断降低，最终完全凝结成水。稠油油藏进入注蒸汽多轮次吞吐后期，地层非均质性使得蒸汽汽窜严重,蒸汽沿高渗透带窜流，富集剩余油的低渗透带始终没有得到有效动用，蒸汽波及效率低,油藏开发效果变差,表现为周期产油量低、油汽比低、综合含水高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，克服上述缺陷，通过在室内实验和现场试验的基础上,利用氮气泡沫来有效控制流动度,提高油田采收率，来解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，包括：抽真空系统、驱替系统、蒸汽发生系统、蒸汽腔区模拟系统、热水冷凝区模拟系统、油藏温度区模拟系统、计量及数据采集系统，

所述抽真空系统包括真空泵和真空干燥罐，

所述驱替系统包括用于驱替蒸汽的第一双缸驱替泵、用于驱替油罐或泡沫剂溶液罐中的介质的第二双缸驱替泵、用于储存泡沫剂溶液的泡沫剂溶液罐和用于储存原油的油罐，

所述蒸汽发生系统包括用于生成水蒸汽的蒸汽发生器，

所述蒸汽腔区模拟系统包括用于模拟蒸汽腔区的储层介质的第一填砂管模型和第一盘管加热恒温箱，

所述热水冷凝区模拟系统包括用于模拟热水冷凝区的储层介质的第二填砂管模型和第二盘管加热恒温箱，

所述油藏温度区模拟系统包括用于模拟油藏温度区的储层介质的第三填砂管模型和第三盘管加热恒温箱，

所述计量及数据采集系统包括第一油水分离计量器和第二油水分离计量器，所述第一油水分离计量器和第二油水分离计量器对采出的原油和水分别进行数据采集及计量，

所述第一填砂管模型的进口端连接第二多通阀的第一阀门，所述第一填砂管模型的出口端连接第一多通阀的第三阀门，所述真空泵连接第一多通阀的第一阀门，所述真空干燥罐设置在所述第一多通阀与所述真空泵之间的管线上，第一多通阀的第二阀门连通第一出口，第一油水分离计量器设置在第一出口处，第一多通阀的第四阀门连通所述第二盘管的一端，第二盘管加热恒温箱设置在第二盘管上，所述第二盘管的另一端连接第三多通阀的第一阀门，所述第三多通阀的第二阀门连接所述第二填砂管模型的进口端，所述第二填砂管模型的出口端连接第四多通阀的第三阀门，第四多通阀的第一阀门连通第二出口，第二油水分离计量器设置在第二出口处，所述第四多通阀的第二阀门连通第三盘管的一端，所述第三盘管加热恒温箱设置在所述第三盘管上，所述第三盘管的另一端连接第六多通阀的第一阀门，所述第六多通阀的第二阀门连通所述第三填砂管模型的进口端，所述第三填砂管模型的出口端连通第三出口，所述第六多通阀的第三阀门通过管线连通所述第三多通阀的第三阀门，所述第三多通阀的第四阀门通过管线连通所述第二多通阀的第四阀门，所述第二多通阀的第二阀门连通所述第一双缸驱替泵，所述蒸汽发生器设置在所述第二多通阀与所述第一双缸驱替泵之间的管线上，所述第二多通阀的第三阀门连通第一盘管的一端，所述第一盘管加热恒温箱设置在所述第一盘管上，所述第一盘管的另一端连通所述泡沫剂溶液罐的出口端和油罐的出口端，所述泡沫剂溶液罐的进口端连通所述第五多通阀的第二阀门，所述油罐的进口端连通所述第五多通阀的第一阀门，所述第五多通阀的第三阀门连通所述第二双缸驱替泵。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的一种优选方案，所述第一、二、三填砂管模型均分别放置于恒温箱中。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的一种优选方案，第一填砂管模型的恒温箱的温度上限为350℃，第二填砂管模型的恒温箱的温度上限为200℃，所述第三填砂管模型的恒温箱的温度上限为150℃。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的一种优选方案，第一冷凝器设置在第一多通阀与第一出口之间的管线上，第二冷凝器设置在第一多通阀与第二盘管加热恒温箱之间的管线上，第三冷凝器设置在第四多通阀与第二出口之间的管线上，第四冷凝器设置在第四多通阀与第三盘管加热恒温箱之间的管线上。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的一种优选方案，所述抽真空系统还包括负压表，所述负压表设置在所述真空干燥罐和真空泵之间的管线上。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的一种优选方案，所述第一、第二、第三填砂管模型的直径均为1.8cm，长度为1m，所填加的石英砂目数为40-80目。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的一种优选方案，所述第一、二、三、四、五、六多通阀均为六通阀。

上述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的使用方法，包括：测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域蒸汽泡沫驱单独的采收率或/和测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域串联蒸汽泡沫驱总的采收率。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的使用方法的一种优选方案，所述测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域蒸汽泡沫驱单独的采收率包括步骤：

(1)分别往第一、二、三填砂管模型填入40-80目的干燥石英砂，填砂完毕，分别测定气测渗透率；

(2)关闭第一填砂管模型进口端、第三填砂管模型出口端相连的阀门，打开中间第一、二、三填砂管模型相连的阀门，以及与真空系统相连的阀门，打开真空泵，同时对第一、二、三填砂管模型以及管线抽真空24-48h；

(3)抽真空完毕后，分别再与第一、二、三填砂管模型相连的流通阀上另接一临时管线，所述临时管线一端插入装有地层水的带有精密刻度的容器，对第一、二、三填砂管模型饱和地层水24h，直到容器中的水体积不再发生变化，记录进入第一、二、三填砂管模型中水的体积，分别为第一、二、三填砂管模型对应的孔隙体积；

(4)打开第一、二、三填砂管模型的出口端与入口端的阀门，第一、二、三填砂管模型之间连接的阀门关闭，打开油罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵进行驱替，同时对第一、二、三填砂管模型饱和原油24h，直到出口端不见水为止，在三个填砂管模型的出口端同时进行接液，记录流出来水的体积，即为饱和进去油的体积，老化24-48h；

(5)第一填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第一填砂管模型所在恒温箱的温度为290℃，打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV，利用蒸汽发生器生成290℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入290℃的水蒸汽至不产油为止，出口端经第一冷凝器冷却后用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，计算采收率；

(6)第二填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第二填砂管模型所在恒温箱的温度为150℃，打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV，利用蒸汽发生器生成150℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入150℃的水蒸汽至不产油为止，出口端经第一冷凝器冷却后用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，计算采收率；

(7)第三填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第二填砂管模型所在恒温箱的温度为65℃，打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV，利用蒸汽发生器生成65℃的热水，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入65℃的热水至不产油为止，出口端接液，用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，待采出液冷却后，计算采收率。

作为本发明所述模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的使用方法的一种优选方案，所述测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域串联蒸汽泡沫驱总的采收率包括步骤：

(1)分别往第一、二、三填砂管模型填入40-80目的干燥石英砂，填砂完毕，分别测定气测渗透率；

(2)关闭第一填砂管模型入口端、第三填砂管模型出口端相连的阀门，打开中间第一、二、三填砂管模型相连的阀门，以及与真空系统相连的阀门，打开真空泵，同时对第一、二、三填砂管模型以及管线抽真空24-48h；

(3)抽真空完毕后，分别再与第一、二、三填砂管模型相连的流通阀上另接一临时管线，临时管线一端插入装有地层水的带有精密刻度的容器，对第一、二、三填砂管模型饱和地层水24h，直到容器中的水体积不再发生变化，记录进入第一、二、三填砂管模型中水的体积，分别为第一、二、三填砂管模型对应的孔隙体积；

(4)打开第一、二、三填砂管模型的出口端与入口端的阀门，第一、二、三填砂管模型之间连接的阀门关闭，打开油罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵进行驱替，同时对第一、二、三填砂管模型饱和原油24h，直到出口端不见水为止，在三个填砂管模型的出口端同时进行接液，记录流出来水的体积，即为饱和进去油的体积，老化24-48h；

(5)设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第二盘管加热恒温箱为150℃，第三盘管加热恒温箱为65℃，第一填砂管模型所在恒温箱的温度为290℃，第二填砂管模型所在恒温箱的温度为150℃，第三填砂管模型所在恒温箱的温度为65℃，关闭第一、二、三填砂管模型出口端各自的单独出口，打开三者相连的阀门，使得第一、二、三填砂管模型串联；

(6)打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min 的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液 0.1-0.4PV,利用蒸汽发生器生成290℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入290℃的水蒸汽，从第一填砂管模型被驱替出来的流体经第二冷凝器温度降低至150℃左右，经第二盘管加热恒温箱恒温作用进入第二填砂管模型，从第二填砂管模型被驱替出来的流体经第四冷凝器温度降低至65℃左右，经第三盘管加热恒温箱恒温作用进入第三填砂管模型，驱替至第三填砂管模型出口端不见油为止，出口端经具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，待采出液冷却后，计算采收率。

与现有技术相比，本发明提出的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，可同时模拟地层压力和三个区域的温度，在不同浓度泡沫剂条件下进行驱替实验，从驱油效果、注入压力和产液指数三个方面对在不同泡沫剂浓度下稠油蒸汽-泡沫驱不同温度区域驱油效果进行评价。在注蒸汽加起泡剂的同时，混合注入一定量的不凝结气体—氮气。当蒸汽完全凝结为水时，还有气相的存在，不仅能发挥泡沫驱油的应有作用，而且还可提高蒸汽泡沫效率。且随着氮气在气相中含量的升高，表面活性剂起泡能力升高。但与不含氮气的蒸汽泡沫相比，其他特性并没有多大改进。在注汽井所需注汽速度较小、且混合注入的氮气流量足够大的情况下，可以直接注高温过热水(或饱和水)，这时的泡沫称为热水泡沫，驱油技术称为热水泡沫驱。这种泡沫不仅能满足热采中加热油层、降低气相流度等要求，而且能大大减少为了提高注汽效果而增加蒸汽干度的燃料消耗量，节约注蒸汽的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的结构示意图。

其中：1为第一双缸驱替泵、2为蒸汽发生器、3为第一填砂管模型、 4为第二冷凝器、5为第一冷凝器、6为真空干燥罐、7为真空泵、8为第三冷凝器、9为第四冷凝器、10为第三填砂管模型、11为第三盘管加热恒温箱、12为第二填砂管模型、13为第二盘管加热恒温箱、14为油罐、15 为泡沫剂溶液罐、16为第二双缸驱替泵、17为第一盘管加热恒温箱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的结构示意图，如图1所示，一种模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置包括：抽真空系统(未图示)、驱替系统(未图示)、蒸汽发生系统(未图示)、蒸汽腔区模拟系统(未图示)、热水冷凝区模拟系统(未图示)、油藏温度区模拟系统(未图示)、计量及数据采集系统(未图示)。下面着重介绍上述结构。

抽真空系统包括真空泵7、真空干燥罐6和负压表(未图示)，负压表设置在真空干燥罐6和真空泵7之间的管线上。抽真空系统主要为抽取第一、二、三填砂管模型以及管线中空气，以达到真空状态。

驱替系统包括第一双缸驱替泵1、第二双缸驱替泵16、泡沫剂溶液罐 15和油罐14，油罐14储存原油，在饱和油的过程中使用。泡沫剂溶剂罐 15，在蒸汽泡沫驱的过程储存泡沫剂溶液。第一双缸驱替泵1用于驱替蒸汽，第二双缸驱替泵16用来驱替油罐14或泡沫剂溶剂罐15中的介质。

蒸汽发生系统包括蒸汽发生器2，用于生成水蒸汽。

蒸汽腔区模拟系统包括第一填砂管模型3和第一盘管加热恒温箱17，第一填砂管模型3用于模拟蒸汽腔区的储层介质，置于恒温箱中，模拟蒸汽腔区的储层温度，该恒温箱的温度上限为350℃。

热水冷凝区模拟系统包括第二填砂管模型12和第二盘管加热恒温箱13，第二填砂管模型12用于模拟热水冷凝区的储层介质，置于恒温箱中，模拟热水冷凝区的储层温度，该恒温箱的温度上限为200℃。

油藏温度区模拟系统包括第三填砂管模型10和第三盘管加热恒温箱 11，第三填砂管模型10用于模拟油藏温度区的储层介质，置于恒温箱中，模拟油藏温度区的储层温度，该恒温箱的温度上限为150℃。

计量及数据采集系统包括第一油水分离计量器(未图示)和第二油水分离计量器(未图示)，第一油水分离计量器和第二油水分离计量器对采出的原油和水分别进行数据采集及计量。

第一、第二、第三填砂管模型的直径均为1.8cm，长度为1m，所填加的石英砂目数为40-80目。

下面具体介绍下上述结构的连接方式：

第一填砂管模型3的进口端连接第二多通阀的第一阀门，第一填砂管模型3的出口端连接第一多通阀的第三阀门，真空泵7连接第一多通阀的第一阀门，真空干燥罐6设置在第一多通阀与真空泵7之间的管线上，第一多通阀的第二阀门连通第一出口，第一油水分离计量器设置在第一出口处，第一多通阀的第四阀门连通第二盘管的一端，第二盘管加热恒温箱13 设置在第二盘管上，第二盘管的另一端连接第三多通阀的第一阀门，第三多通阀的第二阀门连接第二填砂管模型12的进口端，第二填砂管模型12 的出口端连接第四多通阀的第三阀门，第四多通阀的第一阀门连通第二出口，第二油水分离计量器设置在第二出口处，第四多通阀的第二阀门连通第三盘管的一端，第三盘管加热恒温箱11设置在第三盘管上，第三盘管的另一端连接第六多通阀的第一阀门，第六多通阀的第二阀门连通第三填砂管模型10的进口端，第三填砂管模型10的出口端连通第三出口，第六多通阀的第三阀门通过管线连通第三多通阀的第三阀门，第三多通阀的第四阀门通过管线连通第二多通阀的第四阀门，第二多通阀的第二阀门连通第一双缸驱替泵16，蒸汽发生器2设置在第二多通阀与第一双缸驱替泵1 之间的管线上，第二多通阀的第三阀门连通第一盘管的一端，第一盘管加热恒温箱17设置在第一盘管上，第一盘管的另一端连通泡沫剂溶液罐15 的出口端和油罐14的出口端，泡沫剂溶液罐15的进口端连通第五多通阀的第二阀门，油罐14的进口端连通第五多通阀的第一阀门，第五多通阀的第三阀门连通第二双缸驱替泵16。

第一冷凝器5设置在第一多通阀与第一出口之间的管线上，第二冷凝器4设置在第一多通阀与第二盘管加热恒温箱13之间的管线上，第三冷凝器8设置在第四多通阀与第二出口之间的管线上，第四冷凝器9设置在第四多通阀与第三盘管加热恒温箱11之间的管线上。第一、二、三、四、五、六多通阀均为六通阀。

一种模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的实验方法，通过调节管线中的阀门，可实现蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域单独采收率的测定，也可以把蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区串联，测定总的采收率。

1、测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域蒸汽泡沫驱单独的采收率：

(1)分别往第一、二、三填砂管模型填入40-80目的干燥石英砂，填砂完毕，分别测定气测渗透率，然后，按图1连接完毕；

(2)关闭第一填砂管模型3进口端、第三填砂管模型10出口端相连的阀门，打开中间第一、二、三填砂管模型相连的阀门，以及与真空系统相连的阀门，打开真空泵7，同时对第一、二、三填砂管模型以及管线抽真空24-48h；

(3)抽真空完毕后，分别再与第一、二、三填砂管模型相连的流通阀上另接一临时管线，临时管线一端插入装有地层水的带有精密刻度的容器，对第一、二、三填砂管模型饱和地层水24h，直到容器中的水体积不再发生变化，记录进入填砂管模型中水的体积，分别为第一、二、三填砂管模型对应的孔隙体积；

(4)打开第一、二、三填砂管模型的出口端与入口端的阀门，第一、二、三填砂管模型之间连接的阀门关闭，打开油罐14，利用与之相连的第二双缸驱替泵16进行驱替，同时对第一、二、三填砂管模型饱和原油24h，直到出口端不见水为止，在三个填砂管模型的出口端同时进行接液，记录流出来水的体积，即为饱和进去油的体积，老化24-48h；

(5)第一填砂管模型3采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱17为60℃，第一填砂管模型3所在恒温箱的温度为290℃。打开泡沫剂溶液罐 15，利用与之相连的第二双缸驱替泵16以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV(孔隙体积)。利用蒸汽发生器2生成290℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵1以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入290℃的水蒸汽至不产油为止，出口端经第一冷凝器5冷却后用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力等，计算采收率；

(6)第二填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱17为 60℃，第二填砂管模型12所在恒温箱的温度为150℃。打开泡沫剂溶液罐 15，利用与之相连的第二双缸驱替泵16以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV(孔隙体积)。利用蒸汽发生器2生成150℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵1以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入150℃的水蒸汽至不产油为止，出口端经第一冷凝器5冷却后用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力等，计算采收率；

(7)第三填砂管模型10采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为 60℃，第二填砂管模型12所在恒温箱的温度为65℃。打开泡沫剂溶液罐 15，利用与之相连的第二双缸驱替泵16以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV(孔隙体积)。利用蒸汽发生器2生成65℃的热水，再用与之相连的第一双缸驱替泵1以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入65℃的热水至不产油为止，出口端接液，用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力等，待采出液冷却后，计算采收率。

2、测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域串联蒸汽泡沫驱总的采收率：

(1)分别往第一、二、三填砂管模型填入40-80目的干燥石英砂，填砂完毕，分别测定气测渗透率，然后，按示意图连接完毕。

(2)关闭第一填砂管模型3入口端、第三填砂管模型3出口端相连的阀门，打开中间第一、二、三填砂管模型相连的阀门，以及与真空系统相连的阀门，打开真空泵7，同时对第一、二、三填砂管模型以及管线抽真空24-48h；

(3)抽真空完毕后，分别再与第一、二、三填砂管模型相连的流通阀上另接一临时管线，临时管线一端插入装有地层水的带有精密刻度的容器，对第一、二、三填砂管模型饱和地层水24h，直到容器中的水体积不再发生变化，记录进入填砂管模型中水的体积，分别为第一、二、三填砂管模型对应的孔隙体积；

(4)打开第一、二、三填砂管模型的出口端与入口端的阀门，第一、二、三填砂管模型之间连接的阀门关闭，打开油罐14，利用与之相连的第二双缸驱替泵16进行驱替，同时对第一、二、三填砂管模型饱和原油24h，直到出口端不见水为止，在三个填砂管模型的出口端同时进行接液，记录流出来水的体积，即为饱和进去油的体积，老化24-48h；

(5)设定第一盘管加热恒温箱17为60℃，第二盘管加热恒温箱13为 150℃，第三盘管加热恒温箱11为65℃，第一填砂管模型3所在恒温箱的温度为290℃，第二填砂管模型11所在恒温箱的温度为150℃，第三填砂管模型10所在恒温箱的温度为65℃。关闭第一、二、三填砂管模型出口端各自的单独出口，打开三者相连的阀门，使得第一、二、三填砂管模型串联。

(6)打开泡沫剂溶液罐15，利用与之相连的第二双缸驱替泵16以 1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV(孔隙体积)。利用蒸汽发生器2生成290℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵1以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型3注入290℃的水蒸汽，从第一填砂管模型3被驱替出来的流体经第二冷凝器4温度降低至150℃左右，经第二盘管加热恒温箱13恒温作用进入第二填砂管模型12，从第二填砂管模型12被驱替出来的流体经第四冷凝器9温度降低至65℃左右，经第三盘管加热恒温箱11恒温作用进入第三填砂管模型10，驱替至第三填砂管模型10出口端不见油为止，出口端经具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力等，待采出液冷却后，计算采收率。

工作原理：在注蒸汽加起泡剂的同时，混合注入一定量的不凝结气体—氮气。当蒸汽完全凝结为水时，还有气相的存在，不仅能发挥泡沫驱油的应有作用，而且还可提高蒸汽泡沫效率。且随着氮气在气相中含量的升高，表面活性剂起泡能力升高。但与不含氮气的蒸汽泡沫相比，其他特性并没有多大改进。在注汽井所需注汽速度较小、且混合注入的氮气流量足够大的情况下，可以直接注高温过热水(或饱和水)，这时的泡沫称为热水泡沫，驱油技术称为热水泡沫驱。这种泡沫不仅能满足热采中加热油层、降低气相流度等要求，而且能大大减少为了提高注汽效果而增加蒸汽干度的燃料消耗量，节约注蒸汽的成本。

单独测试时实验数据如下表1-表3：

第一填砂管模型即蒸汽腔区的采收率：

方案序号	起泡剂浓度/％	泡沫剂注入体积/PV	采收率/％
				1	0.15	0.2	79.72
2	0.1	0.2	80.35
				3	0.05	0.2	76.34

表1

第二填砂管模型即热水冷凝区的采收率：

方案序号	起泡剂浓度/％	泡沫剂注入体积/PV	采收率/％
				3	0.15	0.2	73.42
4	0.1	0.2	72.95
				5	0.05	0.2	63.26

表2

第三填砂管模型即油藏温度区的采收率：

表3

第一、二、三填砂管模型串联总的采收率，如下表4：

方案序号	起泡剂浓度/％	泡沫剂注入体积/PV	采收率/％
				10	0.15	0.2	59.34
11	0.1	0.2	55.20
				12	0.05	0.2	48.69

表4

所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是，本发明的特点或目的之一在于：本发明提出的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，可同时模拟地层压力和三个区域的温度，在不同浓度泡沫剂条件下进行驱替实验，从驱油效果、注入压力和产液指数三个方面对在不同泡沫剂浓度下稠油蒸汽-泡沫驱不同温度区域驱油效果进行评价。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是，包括：抽真空系统、驱替系统、蒸汽发生系统、蒸汽腔区模拟系统、热水冷凝区模拟系统、油藏温度区模拟系统、计量及数据采集系统，

所述抽真空系统包括真空泵和真空干燥罐，

所述驱替系统包括用于驱替蒸汽的第一双缸驱替泵、用于驱替油罐或泡沫剂溶液罐中的介质的第二双缸驱替泵、用于储存泡沫剂溶液的泡沫剂溶液罐和用于储存原油的油罐，

所述蒸汽发生系统包括用于生成水蒸汽的蒸汽发生器，

所述蒸汽腔区模拟系统包括用于模拟蒸汽腔区的储层介质的第一填砂管模型和第一盘管加热恒温箱，

所述热水冷凝区模拟系统包括用于模拟热水冷凝区的储层介质的第二填砂管模型和第二盘管加热恒温箱，

所述油藏温度区模拟系统包括用于模拟油藏温度区的储层介质的第三填砂管模型和第三盘管加热恒温箱，

所述计量及数据采集系统包括第一油水分离计量器和第二油水分离计量器，所述第一油水分离计量器和第二油水分离计量器对采出的原油和水分别进行数据采集及计量，

所述第一填砂管模型的进口端连接第二多通阀的第一阀门，所述第一填砂管模型的出口端连接第一多通阀的第三阀门，所述真空泵连接第一多通阀的第一阀门，所述真空干燥罐设置在所述第一多通阀与所述真空泵之间的管线上，第一多通阀的第二阀门连通第一出口，第一油水分离计量器设置在第一出口处，第一多通阀的第四阀门连通所述第二盘管的一端，第二盘管加热恒温箱设置在第二盘管上，所述第二盘管的另一端连接第三多通阀的第一阀门，所述第三多通阀的第二阀门连接所述第二填砂管模型的进口端，所述第二填砂管模型的出口端连接第四多通阀的第三阀门，第四多通阀的第一阀门连通第二出口，第二油水分离计量器设置在第二出口处，所述第四多通阀的第二阀门连通第三盘管的一端，所述第三盘管加热恒温箱设置在所述第三盘管上，所述第三盘管的另一端连接第六多通阀的第一阀门，所述第六多通阀的第二阀门连通所述第三填砂管模型的进口端，所述第三填砂管模型的出口端连通第三出口，所述第六多通阀的第三阀门通过管线连通所述第三多通阀的第三阀门，所述第三多通阀的第四阀门通过管线连通所述第二多通阀的第四阀门，所述第二多通阀的第二阀门连通所述第一双缸驱替泵，所述蒸汽发生器设置在所述第二多通阀与所述第一双缸驱替泵之间的管线上，所述第二多通阀的第三阀门连通第一盘管的一端，所述第一盘管加热恒温箱设置在所述第一盘管上，所述第一盘管的另一端连通所述泡沫剂溶液罐的出口端和油罐的出口端，所述泡沫剂溶液罐的进口端连通所述第五多通阀的第二阀门，所述油罐的进口端连通所述第五多通阀的第一阀门，所述第五多通阀的第三阀门连通所述第二双缸驱替泵。

2.如权利要求1所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是：所述第一、二、三填砂管模型均分别放置于恒温箱中。

3.如权利要求2所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是：第一填砂管模型的恒温箱的温度上限为350℃，第二填砂管模型的恒温箱的温度上限为200℃，所述第三填砂管模型的恒温箱的温度上限为150℃。

4.如权利要求1所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是：第一冷凝器设置在第一多通阀与第一出口之间的管线上，第二冷凝器设置在第一多通阀与第二盘管加热恒温箱之间的管线上，第三冷凝器设置在第四多通阀与第二出口之间的管线上，第四冷凝器设置在第四多通阀与第三盘管加热恒温箱之间的管线上。

5.如权利要求1所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是：所述抽真空系统还包括负压表，所述负压表设置在所述真空干燥罐和真空泵之间的管线上。

6.如权利要求1所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是：所述第一、第二、第三填砂管模型的直径均为1.8cm，长度为1m，所填加的石英砂目数为40-80目。

7.如权利要求1所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置，其特征是：所述第一、二、三、四、五、六多通阀均为六通阀。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的使用方法，其特征是，包括：测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域蒸汽泡沫驱单独的采收率或/和测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域串联蒸汽泡沫驱总的采收率。

9.如权利要求8所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的使用方法，其特征是，所述测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域蒸汽泡沫驱单独的采收率包括步骤：

(1)分别往第一、二、三填砂管模型填入40-80目的干燥石英砂，填砂完毕，分别测定气测渗透率；

(2)关闭第一填砂管模型进口端、第三填砂管模型出口端相连的阀门，打开中间第一、二、三填砂管模型相连的阀门，以及与真空系统相连的阀门，打开真空泵，同时对第一、二、三填砂管模型以及管线抽真空24-48h；

(3)抽真空完毕后，分别再与第一、二、三填砂管模型相连的流通阀上另接一临时管线，所述临时管线一端插入装有地层水的带有精密刻度的容器，对第一、二、三填砂管模型饱和地层水24h，直到容器中的水体积不再发生变化，记录进入第一、二、三填砂管模型中水的体积，分别为第一、二、三填砂管模型对应的孔隙体积；

(4)打开第一、二、三填砂管模型的出口端与入口端的阀门，第一、二、三填砂管模型之间连接的阀门关闭，打开油罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵进行驱替，同时对第一、二、三填砂管模型饱和原油24h，直到出口端不见水为止，在三个填砂管模型的出口端同时进行接液，记录流出来水的体积，即为饱和进去油的体积，老化24-48h；

(5)第一填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第一填砂管模型所在恒温箱的温度为290℃，打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV，利用蒸汽发生器生成290℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入290℃的水蒸汽至不产油为止，出口端经第一冷凝器冷却后用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，计算采收率；

(6)第二填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第二填砂管模型所在恒温箱的温度为150℃，打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV，利用蒸汽发生器生成150℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入150℃的水蒸汽至不产油为止，出口端经第一冷凝器冷却后用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，计算采收率；

(7)第三填砂管模型采收率的测定：设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第二填砂管模型所在恒温箱的温度为65℃，打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV，利用蒸汽发生器生成65℃的热水，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入65℃的热水至不产油为止，出口端接液，用具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，待采出液冷却后，计算采收率。

10.如权利要求8所述的模拟稠油蒸汽-泡沫驱体系不同温度区域驱替效果的装置的使用方法，其特征是，所述测定蒸汽腔区、热水冷凝区、油藏温度区三个区域串联蒸汽泡沫驱总的采收率包括步骤：

(1)分别往第一、二、三填砂管模型填入40-80目的干燥石英砂，填砂完毕，分别测定气测渗透率；

(2)关闭第一填砂管模型入口端、第三填砂管模型出口端相连的阀门，打开中间第一、二、三填砂管模型相连的阀门，以及与真空系统相连的阀门，打开真空泵，同时对第一、二、三填砂管模型以及管线抽真空24-48h；

(3)抽真空完毕后，分别再与第一、二、三填砂管模型相连的流通阀上另接一临时管线，临时管线一端插入装有地层水的带有精密刻度的容器，对第一、二、三填砂管模型饱和地层水24h，直到容器中的水体积不再发生变化，记录进入第一、二、三填砂管模型中水的体积，分别为第一、二、三填砂管模型对应的孔隙体积；

(4)打开第一、二、三填砂管模型的出口端与入口端的阀门，第一、二、三填砂管模型之间连接的阀门关闭，打开油罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵进行驱替，同时对第一、二、三填砂管模型饱和原油24h，直到出口端不见水为止，在三个填砂管模型的出口端同时进行接液，记录流出来水的体积，即为饱和进去油的体积，老化24-48h；

(5)设定第一盘管加热恒温箱为60℃，第二盘管加热恒温箱为150℃，第三盘管加热恒温箱为65℃，第一填砂管模型所在恒温箱的温度为290℃，第二填砂管模型所在恒温箱的温度为150℃，第三填砂管模型所在恒温箱的温度为65℃，关闭第一、二、三填砂管模型出口端各自的单独出口，打开三者相连的阀门，使得第一、二、三填砂管模型串联；

(6)打开泡沫剂溶液罐，利用与之相连的第二双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入起泡剂浓度为0.05-0.2％的泡沫剂溶液0.1-0.4PV,利用蒸汽发生器生成290℃的水蒸汽，再用与之相连的第一双缸驱替泵以1.0ml/min的速度往第一填砂管模型注入290℃的水蒸汽，从第一填砂管模型被驱替出来的流体经第二冷凝器温度降低至150℃左右，经第二盘管加热恒温箱恒温作用进入第二填砂管模型，从第二填砂管模型被驱替出来的流体经第四冷凝器温度降低至65℃左右，经第三盘管加热恒温箱恒温作用进入第三填砂管模型，驱替至第三填砂管模型出口端不见油为止，出口端经具塞量筒接液，记录时间、产油量、产水量和注入压力，待采出液冷却后，计算采收率。