CN110886596B - 一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法，其中装置包括二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置、测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置，该方法能对比原油的启动压力梯度和二氧化碳溶解于原油后原油的启动压力梯度。该方法能对比二氧化碳溶解前后稠油油水两相渗流水驱驱替效率。该装置能模拟不同渗透率、原油粘度、不同温度、不同压力、不同气油比等参数条件下原油的流动状态，测定其启动压力梯度。该装置能模拟不同渗透率、原油粘度、不同温度、不同压力、不同气油比等参数条件下水驱油过程，测定水驱油驱替效率。

Description

一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法

技术领域

本发明涉及石油开采领域，具体地说是一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法。

背景技术

二氧化碳辅助稠油开采技术目前在稠油热采和冷采方式上都得到了广泛应用。对二氧化碳与稠油相互作用，目前主要从高压物性角度揭示其改善开发效果的机理。主要利用高温高压PVT，PVT就是压力、体积、温度，通过改变流体的温度、压力、体积，来改变流体的状态，测量其性质。装置开展了二氧化碳对普通稠油、特稠油、超稠油的溶解压力、溶解气油比、密度、粘度、体积系数、压缩系数及热膨胀系数等高压物性参数的影响进行研究。二氧化碳溶解降粘后稠油在地层条件下的流动能力方面未见显著报道。

二氧化碳溶解降粘后稠油地下渗流的启动压力梯度，影响了稠油油藏的可动用半径；二氧化碳溶解降粘后稠油油藏的水驱驱替效率，表明了二氧化碳提高开发效果程度。发明一种二氧化碳改善稠油流动能力的实验方法，揭示二氧化碳改善开发效果的主导机理，才能更好地指导现场工艺的实施。为此我们发明了一种评价二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法，解决了以上技术问题。

申请号：201610831430.7，公开日2017-02-22提供一种高温高压二氧化碳驱超稠油可视化微观实验装置及方法，实验装置包括夹持有微观可视模型的模型夹持器(24)、驱替系统、回压系统、环压系统、压力监视系统、温度控制系统(10)、气液分离系统以及图像采集系统；其中：模型夹持器(24)包括缸体(35)，缸体(35)上具有流体流入孔(31)、流体流出孔(34)、围压孔(33)以及测温孔(32)；微观可视模型(30)位于缸体(35)中部，微观可视模型(30)设有进口和出口，流体流入孔(31)与进口相通，流体流出孔(34)与出口相通；驱替系统包括二氧化碳气瓶(1)、第一气体流量计(3)，双缸恒速恒压泵(22)、二氧化碳泵入机构(6)、水泵入机构(7)以及油泵入机构(8)，二氧化碳气瓶(1)通过第一气体流量计(3)与二氧化碳泵入机构(6)连接，二氧化碳泵入机构(6)、水泵入机构(7)以及油泵入机构(8)分别与模型夹持器(24)的流体流入孔(31)连接，并通过双缸恒速恒压泵 (22)将二氧化碳泵入机构(6)中的二氧化碳、水泵入机构(7)中的水以及油泵入机构(8)中的油通过流体流入孔(31)泵入到微观可视模型(30)中，二氧化碳泵入机构(6)、水泵入机构(7)和油泵入机构(8)下部管道通入去离子水(25)中；回压系统与模型夹持器(24)的流体流出孔(34)连通，回压系统包括手动泵(19)和回压缓冲罐(18)，手动泵(19)和回压缓冲罐(18)之间设置阀门(26)；围压系统由围压跟踪泵(23)构成，围压跟踪泵(23)为电子数字显示泵，围压跟踪泵(23)与模型夹持器(24)的围压孔(33)连通，使所述微观可视模型(30)始终处于预定压力的环境中；压力监测系统用于监测围压压力、回压压力以及微观可视模型进口和出口的压力；温度控制系统(10)通过测温探头(11)与测温孔(32)连通，为模型夹持器(24)内部的微观可视模型(30)提供一个定温环境；气液分离系统包括气液分离器(15)、储液烧杯(16)、分析天平(17)、干燥剂(14)以及第二气体流量计(13)，油气混合物进入到气液分离器(15)后，气体上升通过干燥剂(14)，经第二气体流量计(13) 测量得到微观可视模型(30)里面流出的气体量，油靠重力沿管壁下滑到气液分离器(15) 的下部，流至储液烧杯(16)，通过分析天平(17)测量微观可视模型(30)里面流出的油量；通过第一气体流量计(3)和第二气体流量计(13)准确测量出二氧化碳气体的消耗量；图像采集系统用于实时显示和记录微观可视模型(30)内的流动状态；所述可视化微观实验装置还包括回压阀(27)，流体流出孔(34)引出的管路其中一支通过回压阀(27)分别连接回压系统的回压缓冲罐(18)和气液分离系统的气液分离器(15)，另一支管路接入真空容器 (20)，真空容器(20)与真空泵(21)相连。该装置控制温度和压力简便，使用空间小，安全性能优越，操作简便，可以准确的模拟油藏实际条件，在可视化条件下可以清晰实时的观察二氧化碳驱替过程中的油气作用变化，对于研究沥青质的析出规律及其对采收率的影响以及二氧化碳驱替实验在石油行业中的广泛应用和推广都具有非常重要的意义。

以上公开文件中是将稠油饱和到岩心中后，用二氧化碳来驱替稠油，其主要体现的是二氧化碳的抽提蒸馏作用，测量的是二氧化碳把稠油中的轻质组分带走后，稠油剩下的组分对采收率的影响。重点研究的是二氧化碳对地层的伤害。本发明测量的是二氧化碳溶解于稠油后，稠油在地下流动能力的改善，测定的是注二氧化碳好的一面)。

公开文件中可实现气体驱油的功能，本发明实现的是先将气体溶解于油中，再测量含气油的流动及水驱油的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置及方法，该方法能对比原油的启动压力梯度和二氧化碳溶解于原油后原油的启动压力梯度。该方法通过原油启动压力梯度的变化，对比二氧化碳溶解前后油藏的动用半径的变化，可得到二氧化碳对稠油波及的影响。该方法能对比二氧化碳溶解前后稠油油水两相渗流水驱驱替效率。该方法综合对比二氧化碳对稠油油藏波及及驱替效率的影响，得到二氧化碳对稠油油藏采收率的影响。该装置能模拟不同渗透率、原油粘度、不同温度、不同压力、不同气油比等参数条件下原油的流动状态，测定其启动压力梯度。该装置能模拟不同渗透率、原油粘度、不同温度、不同压力、不同气油比等参数条件下水驱油过程，测定水驱油驱替效率。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置，包括二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置、测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置，所述二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置包括配样器、高压中间容器，所述配样器上端口与高压中间容器上端口用管道连通，所述配样器下端口、高压中间容器下端口均单独连接各自的高压计量泵；所述测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置包括线性岩心模型、锅炉、回压控制器、高压中间容器，所述高压中间容器上端口、锅炉出口均连接线性岩心模型入口，所述高压中间容器下端口、锅炉入口均单独连接各自的恒速泵，所述线性岩心模型出口连接回压控制器。

所述配样器、高压中间容器、线性岩心模型均需要放置在恒温浴内。

所述配样器上端口安装配样器顶阀，配样器下端口安装配样器底阀，所述高压中间容器上端口安装高压中间容器顶阀，高压中间容器下端口安装高压中间容器底阀。

所述线性岩心模型入口端安装能够测量岩心入口压力的入口压力表，所述线性岩心模型出口端安装能够测量岩心出口压力的出口压力表。

所述锅炉入口端安装锅炉入口阀，锅炉出口端安装锅炉出口阀，线性岩心模型出口端安装岩心模型出口阀。

所述回压控制器出口连接回收箱。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验方法，包括测定二氧化碳降低稠油启动压力梯度的方法和测定二氧化碳提高稠油水驱驱替效率的方法。

所述测定二氧化碳降低稠油启动压力梯度的方法，包括以下步骤：

用双泵法将稠油样品和二氧化碳样品分别转入配样器中，通过高压计量泵打压到实验压力，同时通过恒温浴将配样器中的流体样品加热并恒温在实验温度4h以上，充分搅拌，将稠油样品和二氧化碳样品压成单相；通过恒温浴将高压中间容器中的流体加热并恒温在实验温度4h以上，然后用双泵法将配好的样品转入高压中间容器；将高压中间容器通过高压计量泵打压，压力达到配样器中的压力为止；在保持压力条件下缓慢打开配样器顶阀和高压中间容器顶阀，将所需样品转入高压中间容器中；

关闭高压中间容器顶阀和高压中间容器底阀，线性岩心模型经过填模型、抽真空、饱和水、测渗透率工序，根据实验温度或压力条件设置回压控制器，使回压稳定在设定值，回压应高于该温度下配样压力0.5MPa～1.0MPa；锅炉设定到实验温度，打开锅炉入口阀、出口阀，利用连接锅炉的恒速泵将锅炉中的水注入岩心模型中，低速驱替使得模型逐步达到设定压力至回压阀出口均匀出水为止，启动恒温浴同时加热高压中间容器、线性岩心模型至实验温度并恒温4h以上；

启动连接高压中间容器的恒速泵，打开高压中间容器底阀，关闭锅炉出口阀，打开高压中间容器顶阀，在低速状态下以恒速的方式将原油样品注入岩心模型进行油驱水；

连续低速驱替至模型两端压差趋于稳定时适当提高驱替速度继续驱替1.0倍～2.0 倍孔隙体积后，饱和油完成；

关停连接高压中间容器的恒速泵，关闭高压中间容器顶阀、岩心模型出口阀，恒温状态下老化24h；

打开高压中间容器顶阀、岩心模型出口阀，以0.001mL/min的速度油驱，待岩心出口端有原油样品流出后，关停连接高压中间容器的恒速泵，观察岩心入口压力、岩心出口压力，读数变化情况，记录稳定后的压力读数，此压差即为最小启动压力，计算最小启动压力梯度；

调整连接高压中间容器的恒速泵的排量分别为0.001mL/min，0.002mL/min，0.004mL/min，每一流量下，待岩心两端压力稳定后记录压差、流量；

将压差除以岩心长度，得到压力梯度，绘制压力梯度随流速的关系曲线，将曲线进行回归，得到拟启动压力梯度。

所述测定二氧化碳提高稠油水驱驱替效率的方法，包括如下步骤：

用双泵法将稠油样品和二氧化碳样品分别转入配样器中，通过高压计量泵打压到实验压力，同时通过恒温浴将配样器中的流体样品加热并恒温在实验温度4h以上，充分搅拌，将稠油样品和二氧化碳样品压成单相；通过恒温浴将高压中间容器中的流体加热并恒温在实验温度4h以上，然后用双泵法将配好的样品转入高压中间容器；将高压中间容器通过高压计量泵打压，压力达到配样器中的压力为止；在保持压力条件下缓慢打开配样器顶阀和高压中间容器顶阀，将所需样品转入高压中间容器中；

关闭高压中间容器顶阀和高压中间容器底阀，线性岩心模型经过填模型、抽真空、饱和水、测渗透率工序，根据实验温度或压力条件设置回压控制器，使回压稳定在设定值，回压应高于该温度下配样压力0.5MPa～1.0MPa；锅炉设定到实验温度，打开锅炉入口阀、出口阀，利用连接锅炉的恒速泵将锅炉中的水注入岩心模型中，低速驱替使得模型逐步达到设定压力至回压阀出口均匀出水为止，启动恒温浴同时加热高压中间容器、线性岩心模型至实验温度并恒温4h以上；

启动连接高压中间容器的恒速泵，打开高压中间容器底阀，关闭锅炉出口阀，打开高压中间容器顶阀，在低速状态下以恒速的方式将原油样品注入岩心模型进行油驱水；

连续低速驱替至模型两端压差趋于稳定时适当提高驱替速度继续驱替1.0倍～2.0 倍孔隙体积后，停连接高压中间容器的恒速泵，关闭高压中间容器底阀、岩心模型出口阀，测量饱和油量，计算岩心原始含油饱和度，恒温状态下老化24h；

锅炉恒温到实验温度，打开锅炉入口阀，用连接锅炉的恒速泵打压，当水路压力达到设定压力，打开锅炉出口阀、岩心出口阀,开始水驱油，保持出口压力不变；每隔一段时间记录水注入量、产液量、压力；

见水初期，加密记录；随着产油量的不断下降，逐渐加大记录的时间间隔，当线性岩心模型出口端阶段含水率达到98％以上，实验结束；

计算水驱驱替效率，水驱驱替效率＝累采油量/饱和油量；

用饱和二氧化碳后油样水驱驱替效率减去原油油样水驱驱替效率得到二氧化碳提高驱替水驱驱替效率幅度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

利用高压PVT装置将二氧化碳在设定的温度、压力下均匀溶解于原油中，在保持压力的条件下将PVT桶中溶解二氧化碳的原油转样到高压中间容器中。填制模拟岩心，抽真空、饱和水、测岩心渗透率。将岩心装入驱替模型，设定回压，在保持压力的条件下将高压中间容器中的原油饱和到岩心中。采用恒速泵驱替，流速从小到大，测定不同油流速与岩心管两端的压差关系。用压差除以岩心管的长度，得到压力梯度与原油渗流流速的关系曲线，将曲线进行回归，得到原油在该渗透率、该温度下的启动压力梯度。

利用高压PVT装置将二氧化碳在设定的温度、压力下均匀溶解于原油中，在保持压力的条件下将PVT桶中溶解二氧化碳的原油转样到高压中间容器中。填制模拟岩心，抽真空、饱和水、测岩心渗透率。将岩心装入饱和油流程，设定回压，在保持压力的条件下将高压中间容器中的原油饱和到岩心中。接入水驱油模型，用恒速泵注水驱替，测定该温度下的水驱油驱替效率。

稠油的流动能力包括稠油单相渗流的启动压力梯度和稠油油水两相渗流的水驱油驱替效率。

该方法能对比原油的启动压力梯度和二氧化碳溶解于原油后原油的启动压力梯度。

该方法通过原油启动压力梯度的变化，对比二氧化碳溶解前后油藏的动用半径的变化，可得到二氧化碳对稠油波及的影响。

该方法能对比二氧化碳溶解前后稠油油水两相渗流水驱驱替效率。

该方法综合对比二氧化碳对稠油油藏波及及驱替效率的影响，得到二氧化碳对稠油油藏采收率的影响。

该装置由二氧化碳配样装置、二氧化碳转样装置、油驱装置、水驱装置组成。二氧化碳配样装置、二氧化碳转样装置共同构成二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置，油驱装置、水驱装置共同构成测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置。

该装置能模拟不同渗透率、原油粘度、不同温度、不同压力、不同气油比等参数条件下原油的流动状态，测定其启动压力梯度。

该装置能模拟不同渗透率、原油粘度、不同温度、不同压力、不同气油比等参数条件下水驱油过程，测定水驱油驱替效率。

该装置的技术优点是可以保持压力稳定，防止压力波动造成实验过程中二氧化碳从原油中脱出，实验失败。

该装置可在油藏温度、压力、溶解气油比条件下进行实验，能够真实模拟原油在地下的流动状态。

附图说明

图1为本发明的一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的二氧化碳溶解于稠油的配样及转样的实验装置的结构示意图；

图2为本发明的一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率的实验装置结构示意图。

图中：高压计量泵10、配样器顶阀11、恒温浴12、配样器13、配样器底阀14、高压计量泵15、恒温浴16、高压中间容器顶阀17、高压中间容器18、高压中间容器底阀19；

恒速泵20、恒速泵21、锅炉入口阀22、锅炉23、锅炉出口阀24、岩心入口压力 25、岩心出口压力26、线性岩心模型27、恒温浴28、岩心模型出口阀29、回压控制器 30、回收箱31。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

根据图1和图2所示，一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验装置，包括二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置、测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置，所述二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置包括配样器13、高压中间容器18，所述配样器上端口与高压中间容器上端口用管道连通，所述配样器下端口、高压中间容器下端口均单独连接各自的高压计量泵10、15；所述测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置包括线性岩心模型27、锅炉23、回压控制器30、高压中间容器 18，所述高压中间容器上端口、锅炉出口均连接线性岩心模型入口，所述高压中间容器下端口、锅炉入口均单独连接各自的恒速泵20、21，所述线性岩心模型出口连接回压控制器30。

所述配样器、高压中间容器、线性岩心模型均需要放置在恒温浴内。

所述配样器上端口安装配样器顶阀11，配样器下端口安装配样器底阀14，所述高压中间容器上端口安装高压中间容器顶阀17，高压中间容器下端口安装高压中间容器底阀19。

所述线性岩心模型27入口端安装能够测量岩心入口压力的入口压力表，所述线性岩心模型27出口端安装能够测量岩心出口压力的出口压力表。

所述锅炉入口端安装锅炉入口阀22，锅炉出口端安装锅炉出口阀24，线性岩心模型出口端安装岩心模型出口阀29。

所述回压控制器出口连接回收箱31。

实例一，测定二氧化碳降低稠油启动压力梯度的方法，如图1所示，图1为二氧化碳溶解于稠油的配样及转样结构图。用双泵法将稠油和二氧化碳分别转入配样器13中，关闭配样器顶阀11。通过高压计量泵10打压到实验压力，关闭配样器底阀14。恒温浴 12将配样器13中的流体样品加热然后恒温在实验温度4h以上，利用配样器配样筒的上下摇摆及搅拌块在配样筒中的上下移动，充分搅拌，将样品压成单相。打开配样器底阀 14用高压计量泵10打压。通过恒温浴16将高压中间容器18中的流体加热然后恒温在实验温度4h以上，关闭高压中间容器顶阀17，将高压中间容器18通过高压计量泵15打压，压力达到配样器13中的压力为止。将配样器顶阀11与高压中间容器顶阀17用高压管线连接。缓慢打开配样器顶阀11和高压中间容器顶阀17，开启泵10进泵，泵15退泵，样品缓慢从配样器13转入到高压中间容器18中。样品转完后，关闭配样器顶阀11和高压中间容器顶阀17、关闭配样器底阀14和高压中间容器底阀19。拆除配样器顶阀11和高压中间容器顶阀17之间的连接管线。将高压中间容器18及高压中间容器顶阀17和高压中间容器底阀19接入图2所示工作流程。

解释一下：配样器为密闭的具有搅拌功能的容器，稠油样品和二氧化碳需要转入配样器中，配样器配好样品后，将样品转入高压中间容器，放入到线性模型中去，高压中间容器移动方便，而配样器不好移动，这就是二次转移。这属于本领域常规技术。

高压中间容器内的压力跟配样器中的压力相同，这就体现了双泵，与配样器连接的泵进泵，与高压中间容器连接的泵退泵，压力相同，但是配样器中的样品就转移到高压中间容器中了。这属于本领域常规技术。

如图2所示，图2为测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率工作流程示意图。关闭高压中间容器顶阀17和高压中间容器底阀19，将高压中间容器18及高压中间容器顶阀17和高压中间容器底阀19接入工作流程。线性岩心模型27经过填模型、抽真空、饱和水、测渗透率后接入工作流程。线性岩心模型27为本领域的常规技术。

根据实验温度(或压力条件)设置回压控制器30使回压稳定在设定值，通常情况下回压应高于该温度下配样压力0.5MPa～1.0MPa。锅炉23设定到实验温度，打开锅炉入口阀22、出口阀24，利用恒速泵21将水注入岩心模型中，低速驱替使得模型逐步达到设定压力至回压阀出口均匀出水为止。设置系统为恒压状态，启动恒温浴28加热至实验温度并恒温4h以上。回压控制器30为本领域内常规技术，直接应用即可。恒温浴是生物、植物、物理、化工、医疗、环保等实验科学领域直接或辅助加热的精密仪器，为常规技术，直接应用即可。

启动恒速泵20，打开高压中间容器底阀19，建立油路压力为系统设定压力。关闭锅炉出口阀24，打开高压中间容器底阀19，在低速状态下以恒速的方式将原油样品注入岩心模型进行油驱水。

连续低速驱替至模型两端压差(岩心入口压力25-岩心出口压力26)趋于稳定时适当提高驱替速度继续驱替1.0倍～2.0倍孔隙体积后，饱和油完成。

停泵，关闭高压中间容器底阀19、岩心模型出口阀29，恒温状态下老化24h。

打开高压中间容器底阀19、岩心模型出口阀29，以0.001mL/min的速度油驱，待岩心出口端有原油样品流出后，停泵，观察岩心入口压力25、岩心出口压力26，读数变化情况，记录稳定后的压力读数，此压差即为最小启动压力，计算最小启动压力梯度；

调整恒速泵20的排量分别为0.001mL/min，0.002mL/min，0.004mL/min，(具体流量视具体压差而定)每一流量下，待岩心两端压力稳定后记录压差、流量。

将压差除以岩心长度，得到压力梯度，绘制压力梯度随流速的关系曲线，将曲线进行回归，得到拟启动压力梯度。

实例二、测定二氧化碳提高稠油水驱驱替效率的方法。

如图1所示，图1为二氧化碳溶解于稠油的配样及转样结构图。用双泵法将稠油和二氧化碳分别转入配样器13中，通过高压计量泵10打压到实验压力、恒温浴12将配样器13中的流体样品加热恒温在实验温度4h以上，充分搅拌，将样品压成单相。通过恒温浴16将高压中间容器18中的流体加热恒温在实验温度4h以上，然后用双泵法将配好的样品转入高压中间容器18。将高压中间容器18通过高压计量泵15打压，压力达到配样器13中的压力为止。在保持压力条件下缓慢打开配样器顶阀11和高压中间容器顶阀 17，将所需样品转入高压中间容器18中。

如图2所示，图2为测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率工作流程示意图。关闭高压中间容器顶阀17和高压中间容器底阀19，将高压中间容器18及高压中间容器顶阀17和高压中间容器底阀19接入工作流程。线性岩心模型27经过填模型、抽真空、饱和水、测渗透率后接入工作流程。

根据实验温度(或压力条件)设置回压控制器30使回压稳定在设定值，通常情况下回压应高于该温度下配样压力0.5MPa～1.0MPa。锅炉23设定到实验温度，打开锅炉入口阀22、出口阀24，利用恒速泵21将水注入岩心模型中，低速驱替使得模型逐步达到设定压力至回压阀出口均匀出水为止。设置系统为恒压状态，启动恒温浴28加热至实验温度并恒温4h以上。启动恒速泵20，打开高压中间容器底阀19，建立油路压力为系统设定压力。关闭锅炉出口阀24，打开高压中间容器底阀19，在低速状态下以恒速的方式将原油样品注入岩心模型进行油驱水。

连续低速驱替至模型两端压差(岩心入口压力25-岩心出口压力26)趋于稳定时适当提高驱替速度继续驱替1.0倍～2.0倍孔隙体积后，停泵，关闭高压中间容器底阀19、岩心模型出口阀29，测量饱和油量，计算岩心原始含油饱和度，恒温状态下老化24h。

锅炉恒温到实验温度，打开锅炉入口阀22，用恒速泵21打压，当水路压力达到系统设定压力，打开锅炉出口阀24、岩心出口阀29,开始水驱油，保持出口压力不变。每隔一段时间记录水注入量、产液量、压力。

见水初期，加密记录。随着产油量的不断下降，逐渐加大记录的时间间隔，当出口端阶段含水率达到98％以上，实验结束。

计算水驱驱替效率，水驱驱替效率＝累采油量/饱和油量。

用饱和二氧化碳后油样水驱驱替效率-原油油样水驱驱替效率得到二氧化碳提高驱替水驱驱替效率幅度。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示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，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验方法，其特征在于，包括测定二氧化碳降低稠油启动压力梯度的方法和测定二氧化碳提高稠油水驱驱替效率的方法；

所述测定二氧化碳降低稠油启动压力梯度的方法，包括以下步骤：

用双泵法将稠油样品和二氧化碳样品分别转入配样器中，通过高压计量泵打压到实验压力，同时通过恒温浴将配样器中的流体样品加热并恒温在实验温度4h以上，充分搅拌，将稠油样品和二氧化碳样品压成单相；通过恒温浴将高压中间容器中的流体加热并恒温在实验温度4h以上，然后用双泵法将配好的样品转入高压中间容器；将高压中间容器通过高压计量泵打压，压力达到配样器中的压力为止；在保持压力条件下缓慢打开配样器顶阀和高压中间容器顶阀，将所需样品转入高压中间容器中；

关闭高压中间容器顶阀和高压中间容器底阀，线性岩心模型经过填模型、抽真空、饱和水、测渗透率工序，根据实验温度或压力条件设置回压控制器，使回压稳定在设定值，回压应高于该温度下配样压力0.5MPa～1.0MPa；锅炉设定到实验温度，打开锅炉入口阀、出口阀，利用连接锅炉的恒速泵将锅炉中的水注入岩心模型中，低速驱替使得模型逐步达到设定压力至回压阀出口均匀出水为止，启动恒温浴同时加热高压中间容器、线性岩心模型至实验温度并恒温4h以上；

启动连接高压中间容器的恒速泵，打开高压中间容器底阀，关闭锅炉出口阀，打开高压中间容器顶阀，在低速状态下以恒速的方式将原油样品注入岩心模型进行油驱水；

连续低速驱替至模型两端压差趋于稳定时适当提高驱替速度继续驱替1.0倍～2.0倍孔隙体积后，饱和油完成；

关停连接高压中间容器的恒速泵，关闭高压中间容器顶阀、岩心模型出口阀，恒温状态下老化24h；

打开高压中间容器顶阀、岩心模型出口阀，以0.001mL/min的速度油驱，待岩心出口端有原油样品流出后，关停连接高压中间容器的恒速泵，观察岩心入口压力、岩心出口压力，读数变化情况，记录稳定后的压力读数，此压差即为最小启动压力，计算最小启动压力梯度；

调整连接高压中间容器的恒速泵的排量分别为0.001mL/min，0.002mL/min，0.004mL/min，每一流量下，待岩心两端压力稳定后记录压差、流量；

将压差除以岩心长度，得到压力梯度，绘制压力梯度随流速的关系曲线，将曲线进行回归，得到拟启动压力梯度；

该实验方法使用的实验装置包括二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置、测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置，其特征在于，所述二氧化碳溶解于稠油的配样及转样装置包括配样器、高压中间容器，所述配样器上端口与高压中间容器上端口用管道连通，所述配样器下端口、高压中间容器下端口均单独连接各自的高压计量泵；

所述测量样品在岩心中的启动压力梯度及水驱油驱替效率装置包括线性岩心模型、锅炉、回压控制器、高压中间容器，所述高压中间容器上端口、锅炉出口均连接线性岩心模型入口，所述高压中间容器下端口、锅炉入口均单独连接各自的恒速泵，所述线性岩心模型出口连接回压控制器；

所述配样器、高压中间容器、线性岩心模型均需要放置在恒温浴内；配样器上端口安装配样器顶阀，配样器下端口安装配样器底阀，所述高压中间容器上端口安装高压中间容器顶阀，高压中间容器下端口安装高压中间容器底阀；

所述线性岩心模型入口端安装能够测量岩心入口压力的入口压力表，所述线性岩心模型出口端安装能够测量岩心出口压力的出口压力表；

所述锅炉入口端安装锅炉入口阀，锅炉出口端安装锅炉出口阀，线性岩心模型出口端安装岩心模型出口阀；

所述回压控制器出口连接回收箱。

2.根据权利要求1所述的一种模拟二氧化碳改善稠油流动能力的实验方法，其特征在于，所述测定二氧化碳提高稠油水驱驱替效率的方法，包括如下步骤：

用双泵法将稠油样品和二氧化碳样品分别转入配样器中，通过高压计量泵打压到实验压力，同时通过恒温浴将配样器中的流体样品加热并恒温在实验温度4h以上，充分搅拌，将稠油样品和二氧化碳样品压成单相；通过恒温浴将高压中间容器中的流体加热并恒温在实验温度4h以上，然后用双泵法将配好的样品转入高压中间容器；将高压中间容器通过高压计量泵打压，压力达到配样器中的压力为止；在保持压力条件下缓慢打开配样器顶阀和高压中间容器顶阀，将所需样品转入高压中间容器中；

关闭高压中间容器顶阀和高压中间容器底阀，线性岩心模型经过填模型、抽真空、饱和水、测渗透率工序，根据实验温度或压力条件设置回压控制器，使回压稳定在设定值，回压应高于该温度下配样压力0.5MPa～1.0MPa；锅炉设定到实验温度，打开锅炉入口阀、出口阀，利用连接锅炉的恒速泵将锅炉中的水注入岩心模型中，低速驱替使得模型逐步达到设定压力至回压阀出口均匀出水为止，启动恒温浴同时加热高压中间容器、线性岩心模型至实验温度并恒温4h以上；

启动连接高压中间容器的恒速泵，打开高压中间容器底阀，关闭锅炉出口阀，打开高压中间容器顶阀，在低速状态下以恒速的方式将原油样品注入岩心模型进行油驱水；

连续低速驱替至模型两端压差趋于稳定时适当提高驱替速度继续驱替1.0倍～2.0倍孔隙体积后，停连接高压中间容器的恒速泵，关闭高压中间容器底阀、岩心模型出口阀，测量饱和油量，计算岩心原始含油饱和度，恒温状态下老化24h；

锅炉恒温到实验温度，打开锅炉入口阀，用连接锅炉的恒速泵打压，当水路压力达到设定压力，打开锅炉出口阀、岩心出口阀,开始水驱油，保持出口压力不变；每隔一段时间记录水注入量、产液量、压力；

见水初期，加密记录；随着产油量的不断下降，逐渐加大记录的时间间隔，当线性岩心模型出口端阶段含水率达到98％以上，实验结束；

计算水驱驱替效率，水驱驱替效率＝累采油量/饱和油量；

用饱和二氧化碳后油样水驱驱替效率减去原油油样水驱驱替效率得到二氧化碳提高驱替水驱驱替效率幅度。

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