CN109424339B - 采油模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的采油模拟装置，包括：第一管道、压缩机、气量测试系统、第一单向调节阀、两端设有通孔的中空的圆柱体、第二管道、第三管道、气液分离器、储液装置和气体回收装置；该模拟装置可以模拟真实油藏中的残余油的采集过程，实际生产过程中，向油藏中注入气体的流量不同时，对应的原油采收率不同。而该模拟装置可控制注入气体的流量的大小，因此可以通过多次试验获取原油采收率最高时对应的注入气体的流量值，从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到最大原油采收率时所注入气体的流量值为依据，向油藏中注入相应流量的气体，从而增加残余油的采收率。

Description

采油模拟装置

技术领域

本发明涉及石油开采技术，尤其涉及一种采油模拟装置。

背景技术

油气资源作为我国能源的命脉，为人们工作生活提供了重要保障。油气开采技术和油气资源的产量有着密切关系。通常，依赖地层天然压力进行采油的过程称为一次采油，据计算，经一次采油后，仍有70％的残余油滞留在油藏内。因此，如何对滞留在油藏内的残余油进行采集成为亟待解决的问题。

现有技术中，工作人员通常根据经验值向油藏中注入一定量的水或气，进而提高地层天然压力，完成对残余油的再次采集。

但是，现有技术中这种注水量或注气量由工作人员的经验决定的采油方法，可能会导致残余油的采收率不高。

发明内容

本发明提供一种采油模拟装置，以克服现有技术中，注水量或注气量由工作人员的经验决定的采油方法，可能会导致残余油的采收率不高的问题。

本发明提供一种采油模拟装置，包括，第一管道、压缩机、气量测试系统、第一单向调节阀、两端设有通孔的中空的圆柱体、第二管道、第三管道、气液分离器、储液装置和气体回收装置；所述第一管道包括竖直部分、倾斜部分和水平部分，所述竖直部分、倾斜部分和水平部分依次连接，所述压缩机通过第二管道与所述第一管道的竖直部分的开口一端连接；所述气量测试系统设置在所述第二管道上，用于获取流经所述第二管道的气体的流量；所述第一单向调节阀设置在所述压缩机与所述气量测试系统之间的第二管道上，用于调节流经第二管道的气体的流量大小；所述第一管道的水平部分的开口一端通过所述圆柱体一端的通孔与所述圆柱体连接；所述第三管道与所述第一管道结构相同；所述第三管道的水平部分的开口一端通过所述圆柱体另一端的通孔与所述圆柱体连接；所述气液分离器与所述第三管道的竖直部分的开口一端连接；所述储液装置与所述气液分离器连接，用于收集所述气液分离器分离出来的液体；所述气体回收装置与所述气液分离器连接。

进一步地，上述采油模拟装置，还包括：储水装置、泵、第四管道、计量水箱和第二单向调节阀；所述储水装置与所述泵连接，所述泵通过第四管道与所述第二管道连接，所述计量水箱设置在所述第四管道上，用于获取流经所述第四管道的水的流量；所述第四管道与所述第二管道的接口位于所述第一管道的竖直部分的开口一端与所述气量测试系统之间，所述接口与所述气量测试系统之间设有第二单向调节阀。

进一步地，上述采油模拟装置中，所述第一管道与所述第三管道的水平部分设置有压力传感器，用于检测所述圆柱体两端的压力。

进一步地，上述采油模拟装置中，所述第一管道与所述第三管道的水平部分设置有温度传感器，用于检测所述圆柱体两端的温度。

进一步地，上述采油模拟装置中，所述第一管道与所述第三管道的倾斜部分与水平方向的夹角为0-90度。

可选的，上述第一管道与所述第三管道为玻璃管。

可选的，上述压缩机输出的气体为惰性气体。

进一步地，上述采油模拟装置，还包括，计算模块；所述计算模块用于采用M/M0计算原油采收率，其中，M为所述储液装置收集到的液体中原油的质量，M0为被原油饱和的岩心中原油的质量。

进一步地，上述采油模拟装置，还包括，蒸馏器；所述蒸馏器用于获取所述储液装置收集到的液体中原油的质量。

本发明提供的采油模拟装置，通过设置第一管道、压缩机、气量测试系统、第一单向调节阀、两端设有通孔的中空的圆柱体、第二管道、第三管道、气液分离器、储液装置和气体回收装置；并将第一管道设置为包括竖直部分、倾斜部分和水平部分，而且竖直部分、倾斜部分和水平部分依次连接，将压缩机通过第二管道与第一管道的竖直部分的开口一端连接，将气量测试系统设置在第二管道上，用于获取流经第二管道的气体的流量，将第一单向调节阀设置在压缩机与气量测试系统之间的第二管道上，用于调节流经第二管道的气体的流量大小；将第一管道的水平部分的开口一端通过圆柱体一端的通孔与圆柱体连接；第三管道与所述第一管道结构相同；将第三管道的水平部分的开口一端通过圆柱体另一端的通孔与圆柱体连接；将气液分离器与第三管道的竖直部分的开口一端连接；将储液装置与气液分离器连接；将气体回收装置与所述气液分离器连接。使得该模拟装置可以模拟真实油藏中的残余油的采集过程，实际生产过程中，向油藏中注入气体的流量不同时，对应的原油采收率不同。而该模拟装置可控制注入气体的流量的大小，因此可以通过多次试验获取原油采收率最高时对应的注入气体的流量值，从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到最大原油采收率时所注入气体的流量值为依据，向油藏中注入相应流量的气体，从而增加残余油的采收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1为本发明提供的采油模拟装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的采油模拟装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的采油模拟装置实施例三的结构示意图。

附图标记说明：

10：第一管道； 101：第一管道的竖直部分；

102：第一管道的倾斜部分； 103：水平部分；

11：压缩机； 12：气量测试系统；

13：第一单向调节阀； 14：圆柱体；

15：第二管道； 16：第三管道；

17：气液分离器； 18：储液装置；

19：气体回收装置； 20：储水装置；

21：泵； 22：计量水箱；

25：第四管道； 24：第二单向调节阀；

26：压力传感器； 27：温度传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要解释的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。

现有技术中，工作人员通常根据经验值向油藏中注入一定量的水或气，进而提高地层天然压力，完成对残余油的再次采集。但是，现有技术中这种注水量或注气量由工作人员的经验决定的采油方法，可能会导致残余油的采收率不高。本发明旨在解决现有技术的如下技术问题。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图1为本发明提供的采油模拟装置实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的采油模拟装置，包括：第一管道10、压缩机11、气量测试系统12、第一单向调节阀13、两端设有通孔的中空的圆柱体14、第二管道15、第三管道16、气液分离器17、储液装置18和气体回收装置19；所述第一管道10包括竖直部分101、倾斜部分102和水平部分103，所述竖直部分101、倾斜部分102和水平部分103依次连接，所述压缩机11通过第二管道15与所述第一管道10的竖直部分101的开口一端连接；所述气量测试系统12设置在所述第二管道15上，用于获取流经所述第二管道15的气体的流量；所述第一单向调节阀13设置在所述压缩机11与所述气量测试系统12之间的第二管道15上，用于调节流经第二管道15的气体的流量大小；所述第一管道10的水平部分103的开口一端通过所述圆柱体14一端的通孔与所述圆柱体14连接；所述第三管道16与所述第一管道10结构相同；所述第三管道16的水平部分163的开口一端通过所述圆柱体14另一端的通孔与所述圆柱体14连接；所述气液分离器17与所述第三管道16的竖直部分161的开口一端连接；所述储液装置18与所述气液分离器17连接；所述气体回收装置19与所述气液分离器17连接。

可选的，压缩机11提供的气体可以为惰性气体，也可以为二氧化碳或氮气。

需要说明的是，在使用上述采油模拟装置模拟残余油的采集过程之前，需选取与圆柱体14尺寸适配的岩心，并对岩心称重，获取岩心质量m1,然后用原油对该岩心进行饱和，并对被原油饱和过的岩心进行再次称重，获取被原油饱和过的岩心的质量m2，用m2减去m1，获取饱和岩心中的原油的质量M0；上述被原油饱和过的岩心相当于真实地层中存有残余油的油藏，将该被原油饱和的岩心放入第一圆柱体14内，以进行后续操作。

使用上述采油模拟装置对真实油藏中的残余油的采集过程进行模拟的原理为：打开压缩机11，压缩机11向第二管道15内输出气体，设置在第二管道15上的气量测试系统12对流经第二管道15上的气体进行计量，可选的，上述气量测试系统12记录的流经第二管道15的的气量可以为体积流量，也可为质量流量。上述气体继续向第一管道10内流动，并通过与第一管道10连接的圆柱体14的通孔进入圆柱体14内，由此开始对圆柱体14内饱和岩心中的原油进行驱替，饱和在岩心中的原油经过上述驱替作用后，通过与第三管道16连接的圆柱体14的另一通孔继续向第三管道16中流动，进而继续向与第三管道16连接的气液分离器17流动，气液分离器17可将流入的气液混合物进行分离，经过气液分离器17的作用，气液混合物被分为气体和液体两部分，被分离出来的气体流入与气液分离器17连接的气体回收装置19中，被分离出来的液体即为注入的气体所驱替出来的原油，该原油被收集在储液装置18中，对储液装置18中的原油进行称重，获取被注入的气体所驱替出来的原油的质量M。

其中，第一管道10的倾斜部分102和第三管道16的倾斜部分162与水平方向的夹角θ的范围均为0-90度，当第一管道10的倾斜部分102和第三管道16的倾斜部分162与水平方向的夹角θ均为0度时，该采油模拟装置中的第一管道与第三管道相当于真实采油过程中的水平井。当第一管道10的倾斜部分102和第三管道16的倾斜部分162与水平方向的夹角θ均为90度时，该采油模拟装置中的第一管道与第三管道相当于真实采油过程中的竖直井。

可选的，该采油模拟装置还包括计算模块，在获得上述M0和M的情况下，计算模块采用公式M/M0可计算得到原油采收率的值，其中，M为上述储液装置18收集到原油的质量，M0为饱和在岩心中的原油的质量。

需要说明的是，上述第一单向调节阀13可调节由压缩机11输出的气体流量的大小，而且压缩机11输出的气体的流量不同时，储液装置18收集到的原油的质量不同，计算得到的原油采收率也不同，因此，该模拟装置可以通过多次试验获取所注入气体的流量的最佳值，以使从饱和岩心中驱替出来的原油最多，使原油采收率的最高。从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到最大采收率时所注入气体的流量为依据，向油藏中注入相应流量的气体，从而增加残余油的采收率。

本发明提供的采油模拟装置，通过设置第一管道、压缩机、气量测试系统、第一单向调节阀、两端设有通孔的中空的圆柱体、第二管道、第三管道、气液分离器、储液装置和气体回收装置；并将第一管道设置为包括竖直部分、倾斜部分和水平部分，而且竖直部分、倾斜部分和水平部分依次连接，将压缩机通过第二管道与第一管道的竖直部分的开口一端连接，将气量测试系统设置在第二管道上，用于获取流经第二管道的气体的流量，将第一单向调节阀设置在压缩机与气量测试系统之间的第二管道上，用于调节流经第二管道的气体的流量大小；将第一管道的水平部分的开口一端通过圆柱体一端的通孔与圆柱体连接；第三管道与所述第一管道结构相同；将第三管道的水平部分的开口一端通过圆柱体另一端的通孔与圆柱体连接；将气液分离器与第三管道的竖直部分的开口一端连接；将储液装置与气液分离器连接；将气体回收装置与所述气液分离器连接。该模拟装置可以模拟真实油藏中的残余油的采集过程，实际生产过程中，向油藏中注入气体的流量不同时，对应的原油采收率不同。而该模拟装置可控制注入气体的流量的大小，因此可以通过多次试验获取原油采收率最高时对应的注入气体的流量值，从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到最大原油采收率时所注入气体的流量值为依据，向油藏中注入相应流量的气体，从而增加残余油的采收率。

图2为本发明提供的采油模拟装置实施例二的结构示意图，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例提供的采油模拟装置，还包括：储水装置20、泵21、第四管道25、计量水箱22和第二单向调节阀24；所述储水装置20与所述泵21连接，所述泵21通过第四管道25与所述第二管道15连接，所述计量水箱22设置在所述第四管道25上，用于获取流经所述第四管道25的水的流量；所述第四管道25与所述第二管道15的接口位于所述第一管道10的竖直部分101的开口一端与所述气量测试系统12之间，所述接口与所述气量测试系统12之间设有第二单向调节阀24。

为了研究在上述实施例中注入的气体中加入水时对原油采收率的影响，本实施例在上述实施例的基础上加入了储水装置20、泵21、第四管道25、计量水箱22和第二单向调节阀24，使用本实施例中的采油模拟装置对真实油藏中的残余油的采集过程进行模拟的原理为：打开压缩机11的同时打开泵21，该泵21将储水装置20中的水通过第四管道25输出，设置在第四管道25上的计量水箱22对流经第四管道25上的水进行计量，可选的，上述计量水箱22记录的流经第四管道25的的水量可以为体积流量，也可为质量流量。上述水流与压缩机输出的气体混合后流经第一管道10，并通过与第一管道10连接的圆柱体14的通孔进入圆柱体14内，由此开始对圆柱体14内岩心中饱和的原油进行驱替，饱和在岩心中的原油经过上述驱替作用后，通过与第三管道16连接的圆柱体14的另一通孔流入第三管道16中，进而流入与第三管道16连接的气液分离器17，气液分离器17可将流入的气液混合物进行分离，经过气液分离器17的作用，气液混合物被分为气体和液体两部分，被分离出来的气体流入与气液分离器17连接的气体回收装置19中，被分离出来的液体流入储液装置18中，该被分离出来的液体为水和原油的混合物，该原油即为对饱和岩心注入气水混合物的情况下，从饱和岩心中驱替出来的原油。采用蒸馏器对储液装置18中水和原油的混合物进行处理，获取该混合物中原油的质量M。

可选的，为了便于观察管道内气水混合物的流动情况，可将上述第一管道10设置为玻璃管。

在获得上述M0和M的情况下，计算模块采用公式M/M0对原油采收率进行计算，其中，M为上述储液装置18收集到的水和原油的混合物中原油的质量，M0为饱和在岩心中的原油的质量。

需要说明的是，根据气量测试系统12可计算出由压缩机11输出的气体的总体积G，根据计量水箱22可计算出由泵21输出的水的总体积W，采用G/W可计算出注入饱和岩心中的气和水的比值，而且该气水比不同时，储液装置18收集到的混合液体中原油的质量不同，由此计算得到的原油采收率也不同；而本实施例中第一单向调节阀13可调节由压缩机11输出的气体流量的大小，泵21可调节由泵21所输出的水的流量的大小，因此，该模拟装置可以通过多次试验获取所注入气水混合物的最佳气水比，以使从饱和岩心中驱替出来的原油最多，即原油采收率的最高。从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到的原油采收率最大时所对应的气水比为依据，向油藏中注入相应气水比的气水混合物，从而增加残余油的采收率。

本发明提供的采油模拟装置，通过设置储水装置、泵、第四管道、计量水箱和第二单向调节阀，使得该模拟装置可以模拟真实油藏中被注入气水混合物时残余油的采集过程，实际生产过程中，向油藏中注入气水混合物的气水比不同时，对应的原油采收率不同。而该模拟装置可控制向饱和岩心中注入的气水混合物的气水比，因此，该模拟装置可以通过多次试验获取所注入气水混合物的最佳气水比，以使从饱和岩心中驱替出来的原油最多，即原油采收率的最高。从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到的原油采收率最大时所对应的气水比为依据，向油藏中注入相应气水比的气水混合物，从而增加残余油的采收率。

图3为本发明提供的采油模拟装置实施例三的结构示意图，如图3所示，在上述实施例的基础上，上述第一管道10与所述第三管道16的水平部分163设置有压力传感器26，用于检测所述圆柱体14两端的压力。

为了研究注入的气水混合物的压力对原油采收率的影响，本实施例在上述实施例的基础上加入了压力传感器26，用于检测岩心两端注入的气水混合物的压力。使用本实施例中的采油模拟装置对真实油藏中的残余油的采集过程进行模拟的原理为：该压力传感器26可对饱和岩心两端气水混合物的压力进行实施检测，而且该压力不同时，储液装置18收集到的混合液体中原油的质量不同，计算得到的原油采收率也不同，因此，该模拟装置可以通过多次试验获取上述饱和岩心两端的最佳压力值，以使从饱和岩心中驱替出来的原油最多，即原油采收率的最高。从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到的原油采收率最大时所对应的岩心两端的压力值为依据，对油藏中注入气水混合物的压力进行控制，从而增加残余油的采收率。

进一步地，为了研究注入的气水混合物的温度对原油采收率的影响，本实施例提供的采集装置中，所述第一管道10与所述第三管道16的水平部分163设置有温度传感器27，用于检测所述圆柱体14两端的温度。使用本实施例中的采油模拟装置对真实油藏中的残余油的采集过程进行模拟的原理为：该温度传感器27可对饱和岩心两端的温度进行实施检测，而且该温度不同时，储液装置18收集到的混合液体中原油的质量不同，计算得到的原油采收率也不同，因此，该模拟装置可以通过多次试验获取上述饱和岩心两端的最佳温度值，以使从饱和岩心中驱替出来的原油最多，即原油采收率的最高。从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到的原油采收率最大时所对应的岩心两端的温度值为依据，对油藏中注入气水混合物的温度进行控制，从而增加残余油的采收率。

本发明提供的采油模拟装置，通过设置压力传感器和温度传感器，使得该模拟装置可以模拟真实油藏中温度和压力不同时残余油的采集过程，实际生产过程中，油藏中温度和压力不同时，对应的原油采收率不同。因此，该模拟装置可以通过多次试验获取上述饱和岩心两端的最佳温度值和最佳压力，以使从饱和岩心中驱替出来的原油最多，即原油采收率的最高。从而，在对真实地层中油藏内的残余油进行采集时，可以以该模拟装置获取到的原油采收率最大时所对应的岩心两端的压力值和温度值为依据，对油藏中注入气水混合物的压力和温度进行控制，从而增加残余油的采收率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例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各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种采油模拟装置，其特征在于，包括：

第一管道、压缩机、气量测试系统、第一单向调节阀、两端设有通孔的中空的圆柱体、第二管道、第三管道、气液分离器、储液装置和气体回收装置；

所述第一管道包括竖直部分、倾斜部分和水平部分，所述竖直部分、倾斜部分和水平部分依次连接，所述压缩机通过第二管道与所述第一管道的竖直部分的开口一端连接；所述气量测试系统设置在所述第二管道上，用于获取流经所述第二管道的气体的流量；所述第一单向调节阀设置在所述压缩机与所述气量测试系统之间的第二管道上，用于调节流经第二管道的气体的流量大小；所述第一管道的水平部分的开口一端通过所述圆柱体一端的通孔与所述圆柱体连接；所述第三管道与所述第一管道结构相同；所述第三管道的水平部分的开口一端通过所述圆柱体另一端的通孔与所述圆柱体连接；所述气液分离器与所述第三管道的竖直部分的开口一端连接；所述储液装置与所述气液分离器连接，用于收集所述气液分离器分离出来的液体；所述气体回收装置与所述气液分离器连接；

还包括：储水装置、泵、第四管道、计量水箱和第二单向调节阀；

所述储水装置与所述泵连接，所述泵通过第四管道与所述第二管道连接，所述计量水箱设置在所述第四管道上，用于获取流经所述第四管道的水的流量；所述第四管道与所述第二管道的接口位于所述第一管道的竖直部分的开口一端与所述气量测试系统之间，所述接口与所述气量测试系统之间设有第二单向调节阀。

2.根据权利要求1所述的采油模拟装置，其特征在于，所述第一管道与所述第三管道的水平部分设置有压力传感器，用于检测所述圆柱体两端的压力。

3.根据权利要求1所述的采油模拟装置，其特征在于，所述第一管道与所述第三管道的水平部分设置有温度传感器，用于检测所述圆柱体两端的温度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的采油模拟装置，其特征在于，所述第一管道与所述第三管道的倾斜部分与水平方向的夹角为0-90度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的采油模拟装置，其特征在于，所述第一管道与所述第三管道为玻璃管。

6.根据权利要求5所述的采油模拟装置，其特征在于，所述压缩机输出的气体为惰性气体。

7.根据权利要求5所述的采油模拟装置，其特征在于，还包括：计算模块；

所述计算模块用于采用M/M0计算原油采收率，其中，M为所述储液装置收集到的液体中原油的质量，M0为被原油饱和的岩心中原油的质量。

8.根据权利要求7所述的采油模拟装置，其特征在于，还包括：蒸馏器；

所述蒸馏器用于获取所述储液装置收集到的液体中原油的质量。

Images