CN109267976A - 一种co2混相驱岩心外混相设备及方法 - Google Patents

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刘保磊
杨玲
何畅
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/164—Injecting CO2 or carbonated water
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/70—Combining sequestration of CO2 and exploitation of hydrocarbons by injecting CO2 or carbonated water in oil wells

Abstract

本发明涉及一种CO2混相驱岩心外混相设备，包括：加注CO2装置、CO2混相装置及多功能计量装置，所述加注CO2装置包括手动压力泵、CO2储存器、第一导管、第二导管、第三导管，所述CO2混相装置包括自动压力泵、耐高压高温混相器、第四导管、第五导管、岩心夹持器、第六导管、压差测量装置，所述多功能计量装置包括多功能计量器、大量筒、第七导管；一种CO2混相驱岩心外混相方法，采用实现CO2混相驱岩心外混相设备进行试验。本发明实现CO2混相驱岩心外混相，能够完整模拟CO2混相后驱油的整个过程，较真实的评价CO2混相后的效果，并能够精确测量驱替后各相流体的体积。

Description

一种CO2混相驱岩心外混相设备及方法
技术领域
本发明涉及岩心驱替技术领域，具体是一种CO2混相驱岩心外混相设备及方法。
背景技术
对于油气藏的开发，CO2混相驱是提高其采收率有效且经济的手段。目前室内模拟CO2混相驱实验多采用直接向岩心注CO2，然后模拟CO2混相驱流动过程，受岩心尺寸限制，短岩心内CO2不能充分达到混相状态，气体便流动到岩心出口端，不能完全模拟CO2混相驱前缘驱替的效果，影响实验结果的可靠性和准确性；另外常规的计量方式多采用敞口量筒直接测量，不能对气体进行收集和测量，从而造成实验误差。
发明内容
本发明的目的是为了提解决上述问题，提供一种CO2混相驱岩心外混相设备及方法。
本发明采用的技术方案为：一种CO2混相驱岩心外混相设备，包括：加注CO2装置、CO2混相装置及多功能计量装置，所述加注CO2装置包括手动压力泵、CO2储存器、第一导管、第二导管、第三导管，所述手动压力泵设置在所述CO2储存器内并与所述CO2储存器的内壁抵接，所述第一导管、所述第二导管与所述CO2储存器的侧壁连接并与所述CO2储存器的内部导通，所述第三导管一端与所述CO2储存器的底部连接并与所述CO2储存器的的内部导通，所述第三导管另一端与所述CO2混相装置连接，所述CO2混相装置包括自动压力泵、耐高压高温混相器、第四导管、第五导管、岩心夹持器、第六导管、压差测量装置，所述耐高压高温混相器水平放置，所述自动压力泵设置在所述耐高压高温混相器内并与所述耐高压高温混相器的内壁抵接，所述第四导管一端与所述耐高压高温混相器的侧壁连接，所述第五导管的一端与所述耐高压高温混相器的顶部连接，另一端与所述岩心夹持器连接，所述第六导管一端与所述岩心夹持器连接，另一端与所述多功能计量装置连接，所述压差测量装置的两端与所述第五导管及所述第六导管连接，所述多功能计量装置包括多功能计量器、大量筒、第七导管，所述多功能计量器与所述第六导管连接，所述第七导管一端与所述多功能计量器的侧壁连接，另一端伸入所述大量筒内。
一种CO2混相驱岩心外混相方法，其采用CO2混相驱岩心外混相设备进行试验。
本发明的效果是：本发明实现CO2混相驱岩心外混相，能够完整模拟CO2混相后驱油的整个过程，较真实的评价CO2混相后的效果，并能够精确测量驱替后各相流体的体积。
附图说明
图1所示为本发明提供的一种CO2混相驱岩心外混相设备的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
下面结合附图介绍本发明的CO2混相驱岩心外混相设备及方法。
请参阅图1，为本发明提供的一种CO2混相驱岩心外混相设备，包括：加注CO2装置、CO2混相装置及多功能计量装置，所述加注CO2装置、所述CO2混相装置及所述多功能计量装置依次连接。
所述加注CO2装置包括手动压力泵1、CO2储存器6、第一导管2、第二导管3、第三导管9，所述手动压力泵1设置在所述CO2储存器6内并与所述CO2储存器6的内壁抵接，所述第一导管3、所述第二导管4与所述CO2储存器6的侧壁连接并与所述CO2储存器6的内部导通，所述第三导管9一端与所述CO2储存器6的底部连接并与所述CO2储存器6的的内部导通，所述第三导管9另一端与所述CO2混相装置连接。
所述第一导管2上设有第一阀门5，所述第二导管3上设有第二阀门4，所述第三导管9上设有第三阀门8。
所述CO2储存器6的侧壁上设有用于检测所述CO2储存器6内部压力的压力传感器7。
所述CO2混相装置包括自动压力泵25、耐高压高温混相器11、第四导管13、第五导管16、岩心夹持器17、第六导管19、压差测量装置24，所述耐高压高温混相器11水平放置，所述自动压力泵25设置在所述耐高压高温混相器11内并与所述耐高压高温混相器11的内壁抵接，所述第四导管13一端与所述耐高压高温混相器11的侧壁连接，所述第五导管16的一端与所述耐高压高温混相器11的顶部连接，另一端与所述岩心夹持器17连接，所述第六导管19一端与所述岩心夹持器17连接，另一端与所述多功能计量装置连接，所述压差测量装置24的两端与所述第五导管16及所述第六导管19连接。
所述耐高压高温混相器11表面上开设有观察窗12。
所述耐高压高温混相器11侧壁上设有用于检测所述耐高压高温混相器11内温度计压力的压力温度传感器10。
所述第四导管13与所述耐高压高温混相器11连接的一端弯曲成U型，所述第四导管13的另一端向上延伸且端部高于所述耐高压高温混相器11。
所述第四导管13上设有第四阀门14、所述第五导管16上设有第一回压阀15，所述第六导管19上设有第二回压阀18。
所述多功能计量装置包括多功能计量器20、大量筒21、第七导管22，所述多功能计量器20与所述第六导管19连接，所述第七导管22一端与所述多功能计量器20的侧壁连接，另一端伸入所述大量筒21内。
所述多功能计量器20外壁上套设有恒温套26，所述多功能计量器20内壁上图幅有疏油层27。
所述第七导管22上设有第五阀门23。
本设备的工作过程如下：根据岩心夹持器17选取岩心，将选取的岩心饱和水和油，并将饱和后的岩心置于所述岩心夹持器17里，开启第二阀门4，通过第二导管3向CO2存储器6注水，采用排水法在CO2存储器6里注CO2，并通过CO2存储器6表面上的刻度定量收集CO2，收集完之后关闭第二阀门4，压力传感器7用来测量此时压力。
将第四阀门14打开，通过第四导管13向耐高压高温混相器11里注入原油，然后关闭第四阀门14；打开第三阀门8，通过手动压力泵1向耐高压高温混相器11注入收集的CO2，关闭阀门8，并通过自动压力泵25给耐高压高温混相器11加压，使其与原油达到混相状态，通过观察窗12观察其是否达到混相状态，通过压力温度传感器10读数；CO2混相装置与岩心夹持器17之间设有第一回压阀15，其开启压力必须大于此时CO2混相压力，第一回压阀15才能打开，允许混相流体进入岩心；通过岩心驱替装置给岩心加压，使其高于此时CO2混相压力；通过自动压力泵25加压，使混相状态的CO2注入岩心夹持器17里，开始模拟CO2混相驱油；岩心夹持器17与多功能计量装置之间设有回压阀18，其开启压力必须达到CO2混相压力但小于第一回压阀15的压力，通过压差测量装置24测量压差，用来防止岩心夹持器17出口端混相状态的CO2因为压力减小而变为非混相；从岩心中驱替出来的流体，包括气体和液体，进入多功能计量器20，由于多功能计量器20内壁设有疏油材料27，外壁套有恒温套26，静止少许时间，就能保证油气水在多功能计量器20中充分分层，即可通过刻度进行读数，打开第五阀门23，多余的水通过第七导管22流入大量筒21内进行回收处理。
一种CO2混相驱岩心外混相方法，其包括以下步骤：
1、根据岩心夹持器选取岩心，将选取的岩心饱和水和油，并将饱和后的岩心置于所述岩心夹持器里；
2、向CO2存储器注水，采用排水法在CO2存储器里注气，并通过CO2存储器表面上的刻度定量收集CO2；
3、向耐高压高温混相器里注入原油；
4、观察耐高压高温混相器内是否达到混相状态；
5、通过手动压力泵向耐高压高温混相器注入收集的CO2，并通过自动压力泵加压，使其与原油达到混相状态，通过观察窗观察确认其达到混相状态，通过压力温度传感器读数；
6、当第一回压阀的压力大于此时设定的溶解气饱和压力，第一回压阀打开，允许饱和溶解气的流体进入岩心；
7、给岩心加压，使其高于此时溶解气压力；
8、通过自动压力泵加压，将设定压力下饱和溶解气的水注入岩心夹持器里，模拟CO2混相驱油；
9、从岩心夹持器出来的流体，包括气体和液体，进入多功能计量器，静止一段时间，保证油气水在多功能计量器中充分分层，即可通过刻度进行读数，多余的水通过导管流入大量筒进行回收处理。
本发明实现CO2混相驱岩心外混相，能够完整模拟CO2混相后驱油的整个过程，较真实的评价CO2混相后的效果，并能够精确测量驱替后各相流体的体积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，包括：加注CO2装置、CO2混相装置及多功能计量装置，所述加注CO2装置包括手动压力泵、CO2储存器、第一导管、第二导管、第三导管，所述手动压力泵设置在所述CO2储存器内并与所述CO2储存器的内壁抵接，所述第一导管、所述第二导管与所述CO2储存器的侧壁连接并与所述CO2储存器的内部导通，所述第三导管一端与所述CO2储存器的底部连接并与所述CO2储存器的的内部导通，所述第三导管另一端与所述CO2混相装置连接，所述CO2混相装置包括自动压力泵、耐高压高温混相器、第四导管、第五导管、岩心夹持器、第六导管、压差测量装置，所述耐高压高温混相器水平放置，所述自动压力泵设置在所述耐高压高温混相器内并与所述耐高压高温混相器的内壁抵接，所述第四导管一端与所述耐高压高温混相器的侧壁连接，所述第五导管的一端与所述耐高压高温混相器的顶部连接，另一端与所述岩心夹持器连接，所述第六导管一端与所述岩心夹持器连接，另一端与所述多功能计量装置连接，所述压差测量装置的两端与所述第五导管及所述第六导管连接，所述多功能计量装置包括多功能计量器、大量筒、第七导管，所述多功能计量器与所述第六导管连接，所述第七导管一端与所述多功能计量器的侧壁连接，另一端伸入所述大量筒内。
2.如权利要求1所述的CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述CO2储存器的侧壁上设有用于检测所述CO2储存器内部压力的压力传感器。
3.如权利要求2所述的CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述耐高压高温混相器侧壁上设有用于检测所述耐高压高温混相器内温度计压力的压力温度传感器。
4.如权利要求3所述的实现CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述多功能计量器外壁上套设有恒温套，所述多功能计量器内壁上图幅有疏油层。
5.如权利要求4所述的CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述第一导管上设有第一阀门，所述第二导管上设有第二阀门，所述第三导管上设有第三阀门。
6.如权利要求5所述的CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述第四导管与所述耐高压高温混相器连接的一端弯曲成U型，所述第四导管的另一端向上延伸且端部高于所述耐高压高温混相器。
7.如权利要求6所述的CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述第四导管上设有第四阀门、所述第五导管上设有第一回压阀，所述第六导管上设有第二回压阀，所述第七导管上设有第五阀门。
8.如权利要求7所述的CO2混相驱岩心外混相设备，其特征在于，所述耐高压高温混相器表面上开设有一用于观测的观测窗。
9.一种CO2混相驱岩心外混相方法，其特征在于，采用如权利要求1-8所述的CO2混相驱岩心外混相设备进行试验。
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