CN113187451A - 一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，包括增压模块、可视溶解釜组件模块、驱油模拟模块；所述增压模块、所述溶解釜模块及所述驱油模拟模块依次连接；本发明用于开展与气驱开发技术有关的注气混相/非混相驱油效率评价、气驱油过程中的渗流特征、气驱过程的流度控制技术以及注气方式优化等方面的实验研究。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程和工艺技术领域技术领域，更具体的说是涉及一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置。
背景技术
目前，二氧化碳驱油技术就是把二氧化碳注入油层中以提高油田采油率的技术。在二氧化碳与地层原油初次接触时并不能形成混相，但在合适的压力、温度和原油组分的条件下，二氧化碳可以形成混相前缘。超临界流体将从原油中萃取出较重的碳氢化合物，并不断使驱替前缘的气体浓缩。二氧化碳和原油就变成混相的液体，形成单一液相，从而可以有效地将地层原油驱替到生产井。纯液态CO2粘度极低，仅0.1mPa.s，而油相的粘度在2-100mPa.s，甚至更高。使得液体CO2作为驱替液，虽然混相会降低原油粘度，但其流度比依然过大不利于驱替，且是造成指进和气窜的主因；二氧化碳的超临界点远低于储层条件，CO2临界温度为31.26℃，临界压力为7.38MPa,在超临界状态下，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，更加不利于驱替，很容易发生提前气窜。能否大幅度增加CO2的粘度，大幅度提升CO2的超临界点，像聚合物驱油一样明显改善流度比，提高驱替效率，抑制气窜。
因此，针对上述问题的二氧化碳驱油模拟装置是本领域技术人员亟需解决的关键问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，用于开展与气驱开发技术有关的注气混相/非混相驱油效率评价、气驱油过程中的渗流特征、气驱过程的流度控制技术以及注气方式优化等方面的实验研究，可以很好地为改善低渗透油藏开发效果和提高低渗透油藏采收率提供技术支持，为数模研究提供数据准备。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，包括增压模块、可视溶解釜组件模块、驱油模拟模块；
所述增压模块、所述可视溶解釜组件模块及所述驱油模拟模块依次连接。
优选的，所述可视溶解釜组件模块包括：主泵组件、可视溶解釜组件、温度控制装置、压力测量装置、第一搅拌装置、第二搅拌装置、体积采集装置及数据处理装置；
所述主泵组件与所述可视溶解釜组件连接，所述可视溶解釜组件与所述第一搅拌装置及所述第二搅拌装置连接；
所述可视溶解釜组件与所述压力测量装置及所述温度控制装置电性连接，所述主泵组件与所述体积采集装置电性连接，所述温度控制装置、所述压力测量装置及所述体积采集装置与所述数据处理装置电性连接。
优选的，所述驱油模拟模块包括恒温箱。
优选的，所述恒温箱内设有夹持器，所述夹持器的一端与所述注入阀连接，所述夹持器与所述注入阀之间设有压力进口，所述夹持器的另一端与所述冷凝器连接，所述夹持器与所述冷凝器之间设有压力出口，所述夹持器还与所述手动泵连接。
优选的，所述增压模块包括依次连接的空压机、增压泵、储气罐及调压阀，用于将钢瓶低压气体利用气体增压泵进行增压变成高压气体，储存在高压储气罐中，通过精密调压阀，将高压气体的输出压力调整稳定并注入物理模型。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，用于开展与气驱开发技术有关的注气混相/非混相驱油效率评价、气驱油过程中的渗流特征、气驱过程的流度控制技术以及注气方式优化等方面的实验研究，可以很好地为改善低渗透油藏开发效果和提高低渗透油藏采收率提供技术支持，为数模研究提供数据准备。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置结构示意图；
图2附图为本发明提供的可视溶解釜组件模块的结构原理框图；
图3附图为本发明实施例提供的可视溶解釜组件模块的结构图。
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。
参见附图1所示，本发明实施例公开了一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，包括增压模块1、可视溶解釜组件模块2、驱油模拟模块3；
增压模块1、可视溶解釜组件模块2及驱油模拟模块3依次连接。
参见附图2所示，在一个具体的实施例中，可视溶解釜组件模块2包括：主泵组件21、可视溶解釜组件22、温度控制装置23、压力测量装置24、第一搅拌装置25、第二搅拌装置26、体积采集装置27及数据处理装置28；主泵组件21与可视溶解釜组件22连接，可视溶解釜组件22与第一搅拌装置25及第二搅拌装置26连接；
可视溶解釜组件22与压力测量装置24及温度控制装置23电性连接，主泵组件21与体积采集装置27电性连接，温度控制装置23、压力测量装置24及体积采集装置27与数据处理装置28电性连接。
具体的，参见附图3所示，主泵组件21包含压帽211、前支承212、拉杆213、加厚螺母214、滚珠丝杠215、扶正架216、柱塞、滑套217、丝杠螺母218、后支承219、小轴承盖220、小轴套221、涡轮222、蜗杆223、左衔接套224、后轴承盖225、蜗杆轴承盖226、减速机固定座227、联轴器228、丝杠保护罩229、电机一230、减速机231；
蜗杆223两端与放有轴承在后支承中与涡轮222配合，减速机231与蜗杆223连有联轴器228，通过减速机固定座227与后支承219用螺钉固定连接，滚珠丝杠215与丝杠螺母218配合后与柱塞通过螺纹连接，小轴套221与丝杠螺母218通过螺钉固定连接，涡轮222通过螺钉与左衔接套224和小轴套221固定连接，左衔接套224与小轴套221安装轴承后放置在后支承中并分别通过小轴承盖与后轴承盖225限位，小轴承盖与后轴承盖225通过螺钉连接固定在后支承219上；丝杠保护罩229通过螺钉连接与后轴承盖225固定，拉杆与滑套配合后与扶正架配合；柱塞与扶正架配合。
可视溶解釜组件22可以包含可视玻璃压板、长窗紫铜密封垫、长窗玻璃、长窗玻璃密封垫圈、泵体及泵体水夹套；
长窗玻璃放置在泵体中并通过长窗玻璃密封垫圈进行密封，长窗紫铜密封垫放置在长窗玻璃上，可视玻璃压板压住并通过螺钉连接与泵体固定，水夹套固定在泵体两侧。
具体的，第一搅拌装置25包含旋转固定板251、旋转固定板B252、旋转固定板C253、旋转轴254、旋转轴B255、搅拌块一256及搅拌块二257；
旋转固定板C与旋转固定板和旋转固定板B通过螺钉连接，旋转轴与旋转轴B通过螺钉与旋转固定板C连接。
具体的，第二搅拌装置26包含搅拌头筒体261、搅拌杆262、搅拌桨263、电机下支承板264、内磁保护套265、外磁套266、小堵头267、深沟球轴承、轴承垫圈、电机上支承板268、电机支承杆269及电机二270；
电机下支承板264通过螺纹与搅拌头筒体261连接，搅拌桨263通过螺钉与搅拌杆262连接，搅拌杆262安装轴承后与搅拌头筒体261连接，小堵头267通过螺纹与搅拌头筒体261连接；安装轴承后与外磁套连接，两轴承间装有轴承垫圈，电机上支承板268与电机下支承板264通过电机支承杆269连接定位，电机二270与电机上支承板268和外磁套266连接。
可视溶解釜组件22的主泵筒与可视溶解釜组件合二为一，通过主泵拉杆式活塞运动实现对压力进行控制，直接对溶解釜内样品的压力和体积参数进行精密测量和记录；对操作者安全无伤害。泵采用拉杆式活塞结构，泵筒材料和上堵头材料为耐腐蚀材料制作。可视溶解釜组件内无柱塞环形空间，死体积很小，泵筒内孔采用珩磨技术精良加工，尺寸精确。泵体传动通过蜗轮蜗杆、传动丝杆带动活塞杆运动。传动丝杆为滚动式双丝杆，精度高，传动灵活，操作方便。
可视溶解釜组件内流体样品搅拌采用180度电动翻摆搅拌。通过电机、减速机链条链轮传动，带动主泵可180度摆动搅拌，摆动频率0～20次/分可调。同时可视溶解釜组件顶部的磁力搅拌电机通过电磁感应带动可视溶解釜组件顶部内永磁旋转叶轮对筒内的流体样品进行旋转搅拌，旋转搅拌叶轮的速度可以通过磁力搅拌电机进行调节，旋转速度范围为0-100rpm，2种搅拌形式同时进行，样品搅拌充分均匀，搅拌效率高，可视溶解釜组件内的样品短时间内充分达到热相平衡，提高样品的分析精度。
在一个具体的实施例中，驱油模拟模块3包括恒温箱31。
在一个具体的实施例中，恒温箱31内设有夹持器32，夹持器32的一端与注入阀33连接，夹持器32与注入阀33之间设有压力进口，夹持器32的另一端与冷凝器34连接，夹持器32与冷凝器34之间设有压力出口，夹持器32还与手动泵35连接。
在一个具体的实施例中，增压模块1包括依次连接的空压机11、增压泵12、储气罐13及调压阀14。
本发明涉及的增稠的二氧化碳驱油可视化模拟装置的具体使用过程如下：
(1)按照实验所需要求在增压模块中对CO2气体进行增压；
(2)在可视溶解釜中控制温度进行CO2与增粘剂混合，提高CO2粘度；
(3)测试岩心模型渗透率，孔隙度，而后饱和地层水；
(4)将岩心恒温至地层温度后，将模拟油注入饱和水的岩心，直至流出液全部为油，计算岩心中油水饱和度；
(5)在恒温箱中恒温状态下，将(1)(2)两步处理过的CO2气体以一定压力向岩心模型中注入，在注入压力下保持5min，然后打开出口阀门，使油气吐出，直到岩心内无压力且没有流体流出为止，分别计量油、水、气的体积。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，其特征在于，包括增压模块(1)、可视溶解釜组件模块(2)、驱油模拟模块(3)；
所述增压模块(1)、所述可视溶解釜组件模块(2)及所述驱油模拟模块(3)依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，其特征在于，所述可视溶解釜组件模块(2)包括：主泵组件(21)、可视溶解釜组件(22)、温度控制装置(23)、压力测量装置(24)、第一搅拌装置(25)、第二搅拌装置(26)、体积采集装置(27)及数据处理装置(28)；
所述主泵组件(21)与所述可视溶解釜组件(22)连接，所述可视溶解釜组件(22)与所述第一搅拌装置(25)及所述第二搅拌装置(26)连接；
所述可视溶解釜组件(22)与所述压力测量装置(24)及所述温度控制装置(23)电性连接，所述主泵组件(21)与所述体积采集装置(27)电性连接，所述温度控制装置(23)、所述压力测量装置(24)及所述体积采集装置(27)与所述数据处理装置(28)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，其特征在于，所述驱油模拟模块(3)包括恒温箱(31)。
4.根据权利要求3所述的一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，其特征在于，所述恒温箱(31)内设有夹持器(32)，所述夹持器(32)的一端与所述注入阀(33)连接，所述夹持器(32)与所述注入阀(33)之间设有压力进口，所述夹持器(32)的另一端与所述冷凝器(34)连接，所述夹持器(32)与所述冷凝器(34)之间设有压力出口，所述夹持器(32)还与所述手动泵(35)连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种增稠二氧化碳驱油可视化模拟装置，其特征在于，所述增压模块(1)包括依次连接的空压机(11)、增压泵(12)、储气罐(13)及调压阀(14)。
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