CN114352243A - 岩心驱替实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种岩心驱替实验装置，包括：填砂装置、加热恒温装置、数据采集装置、动力装置和辅助装置；所述填砂装置为预设长度的管形容器，所述管形容器中填充有多孔介质；所述管形容器的两端分别连接所述动力装置；所述管形容器的多孔介质出口一端连接所述辅助装置；其中，所述数据采集装置用于采集岩心驱替实验过程中的图像；所述动力装置用于向所述管形容器中填充多孔介质和驱替介质；所述辅助装置用于采集所述管形容器中的多孔介质和驱替介质；所述加热恒温装置用于对所述管形容器进行加热。本发明能够最大限度的模拟油田现场的井间条件；实现了高温高压条件下气驱渗流特征的直观观测以及实验过程中关键参数的实时采集、记录。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发实验技术领域，具体涉及一种岩心驱替实验装置。
背景技术
随着气驱技术的发展，气驱技术在基础理论和现场应用方面都取得显著的进步，但制约气驱技术应用和推广的共性关键问题仍有待进一步攻关解决，例如：原油与注入气混相困难，致使油藏注采的调控空间小，开发效果差；油藏非均质性强，气窜严重，波及体积小，导致采收率提高幅度有限；开展气驱试验时间较短，试验区块少，对气驱动态规律认识尚浅，需进一步明确不同类型油藏开发特征与主要指标变化规律等等。以上问题可以通过机理实验得到解决，但同时也对室内实验装置和实验方法提出了新的、更高的要求。
目前，研究气驱技术中的驱油效率和注气方式的机理实验为长岩心驱替实验。长岩心驱替实验由于采用实际岩心而更接近于油田现场情况，可以进行驱油效率和注气方式研究，是油藏注气开发室内研究重要的组成部分，长期以来一直作为气驱机理和驱替特征的主要实验方法，得到了业界的广泛应用和认可。
但是，长岩心驱替实验存在的缺陷也是无法回避的，例如：岩心长度最大仅有1米，与实际井距仍有很大差距；获取单根长度1米的天然岩心困难，只能用短岩心柱拼接，无法避免末端效应；仅能通过驱油效率判断油气是否混相，判别方法单一。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种岩心驱替实验装置，包括：填砂装置、加热恒温装置、数据采集装置、动力装置和辅助装置；
所述填砂装置为预设长度的管形容器，所述管形容器中填充有多孔介质；所述管形容器的两端分别连接所述动力装置；所述管形容器的多孔介质出口一端连接所述辅助装置；
其中，所述数据采集装置用于采集岩心驱替实验过程中的图像；所述动力装置用于向所述管形容器中填充多孔介质和驱替介质；所述辅助装置用于采集所述管形容器中的多孔介质和驱替介质；所述加热恒温装置用于对所述管形容器进行加热。
其中，所述填砂装置为30米长的管形容器，且所述填砂装置每间隔1米弯折180度。
其中，所述加热恒温装置包括：恒温箱以及设置在所述恒温箱内的加热套；
所述加热套设置在所述恒温箱的侧壁上，对放置在所述恒温箱内的填砂装置进行加热。
其中，所述恒温箱的恒温范围为25℃至-150℃。
其中，所述数据采集装置包括：支架、高速相机、体视显微镜和工业摄像机；
所述高速相机、所述体视显微镜和所述工业摄像机均设置在所述支架上。
其中，所述动力装置包括：驱替泵和真空泵；
所述驱替泵设置在所述管形容器的入口处，用于向所述管形容器中填充固体介质；所述真空泵设置在所述管形容器的出口处，用于抽空所述管形容器气体介质。
其中，所述辅助装置包括：气液分离器和电子天平；
所述气液分离器设置在所述管形容器的出口处，用于采集管形容器中的介质进行气液分离。
其中，所述管形容器上每间隔1米设置有一个透明的观察窗。
由上述技术方案可知，本发明提供一种地岩心驱替实验装置，包括：填砂装置、加热恒温装置、数据采集装置、动力装置和辅助装置；所述填砂装置为预设长度的管形容器，所述管形容器中填充有多孔介质；所述管形容器的两端分别连接所述动力装置；所述管形容器的多孔介质出口一端连接所述辅助装置；其中，所述数据采集装置用于采集岩心驱替实验过程中的图像；所述动力装置用于向所述管形容器中填充多孔介质和驱替介质；所述辅助装置用于采集所述管形容器中的多孔介质和驱替介质；所述加热恒温装置用于对所述管形容器进行加热。本发明能够最大限度的模拟油田现场的井间条件；实现了高温高压条件下气驱渗流特征的直观观测以及实验过程中关键参数的实时采集、记录。
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为本发明实提供的地岩心驱替实验装置中填砂装置的结构示意图。
图2为本发明实提供的地岩心驱替实验装置中加热恒温装置的结构示意图。
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、完整的描述，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。
本发明提供一种岩心驱替实验装置的实施例，具体包含有如下内容：
本发明提供一种岩心驱替实验装置，包括：填砂装置、加热恒温装置、数据采集装置、动力装置和辅助装置；
所述填砂装置为预设长度的管形容器，所述管形容器中填充有多孔介质；所述管形容器的两端分别连接所述动力装置；所述管形容器的多孔介质出口一端连接所述辅助装置；
其中，所述数据采集装置用于采集岩心驱替实验过程中的图像；所述动力装置用于向所述管形容器中填充多孔介质和驱替介质；所述辅助装置用于采集所述管形容器中的多孔介质和驱替介质；所述加热恒温装置用于对所述管形容器进行加热。
参见图1，所述填砂装置为30米长的管形容器，其内径25.4毫米，每间隔1米设置一个透明的观察窗，该观察窗为20毫米×100毫米的矩形，通过观察窗可以直观观察期内介质运移状态。且填砂装置每间隔1米弯折180度。
参见图2，加热恒温装置包括：恒温箱以及设置在所述恒温箱内的加热套；
所述加热套设置在所述恒温箱的侧壁上，对放置在所述恒温箱内的填砂装置进行加热。其中，所述恒温箱的恒温范围为25℃至-150℃可调，满足模拟油藏温度要求。
所述数据采集装置可长期不间断实时采集并保存实验过程中的图像，由铝型材的支架、高速相机、体视显微镜及30部工业摄像机组成；所述高速相机、所述体视显微镜和所述工业摄像机均设置在所述支架上。
所述动力装置用于输入不同介质至管形容器内，并提供和控制压力、流量；动力装置包括：驱替泵和真空泵；
所述驱替泵设置在所述管形容器的入口处，用于向所述管形容器中填充固体介质；所述真空泵设置在所述管形容器的出口处，用于抽空所述管形容器气体介质。
所述辅助装置用于采集管形容器各段的流体进行分离和计量，并分析其状态。辅助装置包括：气液分离器和电子天平；
所述气液分离器设置在所述管形容器的出口处，用于采集管形容器中的介质进行气液分离。
需要说明的是，上述实验装置的技术指标如下：
1、耐压：30MPa，压力精度：0.01MPa；
2、耐温：150℃，温度精度：±0.1℃；
3、模型总长30m，直径(内径)2.54cm，每米内含10cm可视段；
4、每米布设1个压力传感器、1个温度传感器、1个取样口；
5、取样瓶共30个，每个容积50ml；
6、密封件耐酸性气体腐蚀；
7、固体介质：石英砂。
可以理解的是，上述实验装置能够模拟石英砂内油、气、水多相渗流；通过可视化观察气驱油过程及作用现象；可随时取样分析多相流体物性，间隔1米取样口，共30个；实现高温高压，30MPa和150℃；以及温度、压力、注入、产出、可视图像等数据实时采集。
本实验装置的工作过程如下：
(1)实验的同时可以利用摄像设备对模型中间隔1米的可视窗位置油、气、水的运移过程跟踪拍摄，以准确描述油气水渗流特征、油气界面的推进以及剩余油的分布状态；
(2)实验过程中，可根据不同可视窗采集图像的变化，在重要时间节点对油、气、水进行取样，测试组份组成、粘度、密度等关键参数的变化规律，为气驱机理的深入研究提供可靠的依据；
(3)实验过程中，间隔一定时间采集、记录沿程30个节点的压力、温度数据，为模型不同位置压力梯度计算和气驱相态特征变化规律的研究提供关键参数。
从上述描述可知，本发明实施例提供的岩心驱替实验装置，能够最大限度的模拟油田现场的井间条件；实现了高温高压条件下气驱渗流特征的直观观测以及实验过程中关键参数的实时采集、记录，并具有以下有益效果：
1.室内实验最大限度的模拟油田现场的井间条件(30米长模型)；
2.实现了高温高压条件下气驱渗流特征的直观观测；
3.实验过程中关键参数的实时采集、记录；
4.丰富和完善了气驱机理实验研究手段和方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种岩心驱替实验装置，其特征在于，包括：填砂装置、加热恒温装置、数据采集装置、动力装置和辅助装置；
所述填砂装置为预设长度的管形容器，所述管形容器中填充有多孔介质；所述管形容器的两端分别连接所述动力装置；所述管形容器的多孔介质出口一端连接所述辅助装置；
其中，所述数据采集装置用于采集岩心驱替实验过程中的图像；所述动力装置用于向所述管形容器中填充多孔介质和驱替介质；所述辅助装置用于采集所述管形容器中的多孔介质和驱替介质；所述加热恒温装置用于对所述管形容器进行加热。
2.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述填砂装置为30米长的管形容器，且所述填砂装置每间隔1米弯折180度。
3.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述加热恒温装置包括：恒温箱以及设置在所述恒温箱内的加热套；
所述加热套设置在所述恒温箱的侧壁上，对放置在所述恒温箱内的填砂装置进行加热。
4.根据权利要求3所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述恒温箱的恒温范围为25℃至-150℃。
5.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述数据采集装置包括：支架、高速相机、体视显微镜和工业摄像机；
所述高速相机、所述体视显微镜和所述工业摄像机均设置在所述支架上。
6.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述动力装置包括：驱替泵和真空泵；
所述驱替泵设置在所述管形容器的入口处，用于向所述管形容器中填充固体介质；所述真空泵设置在所述管形容器的出口处，用于抽空所述管形容器气体介质。
7.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述辅助装置包括：气液分离器和电子天平；
所述气液分离器设置在所述管形容器的出口处，用于采集管形容器中的介质进行气液分离。
8.根据权利要求1所述的岩心驱替实验装置，其特征在于，所述管形容器上每间隔1米设置有一个透明的观察窗。
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