CN116148130A - 一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置及其工作方法，包括流体注入系统、乳状液生成系统、乳状液测试系统和产出液收集系统；实验过程中，水相和油相通过流体注入系统泵入乳状液生成系统，生成乳状液后经六通阀进入乳状液测试系统，同步测量乳状液的相态、粘度和稳定性，最后由产出液收集系统进行收集处理。本发明实现了高压实验条件下岩心多孔介质中乳状液的生成及其相态、粘度和稳定性同步测定，可为进一步研究乳状液在多孔介质中的生成及演化特征提供多功能一体化实验装置。

Description

一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置及 其工作方法

技术领域

本发明涉及一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置及其工作方法，属于油气田开发技术领域。

背景技术

我国稠油储量大，目前多以水驱和蒸汽吞吐开发为主，整体采收率偏低。此外，稠油热采普遍存在高排放、高成本、效益差的难题。在我国深入实施“双碳”战略背景下，化学复合冷采技术成为多轮次吞吐稠油油藏、低效水驱稠油油藏降排增产的重要潜力技术之一。

乳化作用是稠油化学复合冷采技术提高原油采收率的主要机理，具体是指通过向稠油油藏注入含乳化剂、稳定剂的水溶液，在多孔介质中将大粘度的稠油原位乳化形成乳状液，从而促使难以流动的稠油被驱替采出。乳状液的相态、粘度和稳定性对多孔介质中乳状液的渗流具有重要影响。因此，有必要在实验室采用不同条件制备多样乳状液，并深入研究乳状液相态、粘度和稳定性等特性。

目前，实验室多采用膜乳化、高速搅拌、超声乳化、微流控等技术制备乳状液，然后将制备得到的乳状液分别移送至不同分析仪器分别进行特性测定。其中，膜乳化技术可操作性差且价格昂贵、高速搅拌和超声乳化对设备要求高、能耗高、制备条件剧烈，微流控技术受芯片限制且制备效率低。此外，首先生成乳状液再分别移送至不同仪器分别进行特性测定，难以保证测定结果的时效性和可比性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，同步实现了多孔介质内部稠油原位乳化以及乳状液相态、粘度和稳定性的测定，用于满足稠油乳化开采过程中乳状液的生成及特性同步测定实验装置需求，为深入研究乳状液渗流特性提供了可靠实验装置，有利于稠油化学复合冷采技术的推广实施，从而有效减少热能消耗及二氧化碳等有害气体排放。

本发明还提供了上述乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法。

术语解释：

乳状液的相态：是指乳状液的形貌或类型，一般包括水包油型和油包水型两种，其中水包油型乳状液是指油相以离散液滴形式分散在与其不相混溶的连续水相中形成的分散体系，油包水型乳状液是指水相以离散液滴形式分散在与其不相混溶的连续油相中形成的分散体系。

粘度：是流体抗剪切能力的一种度量，乳状液的粘度决定其在油藏中的渗流能力，其大小与油水体积比、离散液滴粒径等因素有关。

稳定性：是指离散液滴抗聚结、避免油水两相分离甚至乳状液破乳分层的能力。

本发明的技术方案为：

一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，包括流体注入系统、乳状液生成系统、乳状液测试系统和产出液收集系统；

实验过程中，水相和油相通过流体注入系统泵入乳状液生成系统，生成乳状液后进入乳状液测试系统，同步测量乳状液的相态、粘度和稳定性，最后由产出液收集系统进行收集处理。

根据本发明优选的，所述流体注入系统包括依次连接的微量注入泵、耐温耐压中间容器、流量调控器；耐温耐压中间容器包括储存水相的耐温耐压中间容器和储存油相的耐温耐压中间容器；

微量注入泵将蒸馏水分别泵入并驱动储存水相的耐温耐压中间容器、储存油相的耐温耐压中间容器中的活塞；流量调控器调节水相与油相的混合比例，模拟不同含水条件下储层中的稠油乳化情况。

根据本发明优选的，所述乳状液生成系统包括数显压力控制器、嵌套式微量进样器、岩心夹持器、人造岩心模型及围压装置；嵌套式微量进样器的出口端连接岩心夹持器的入口端和数显压力控制器，岩心夹持器内放置人造岩心模型，岩心夹持器连接围压装置；

其中，数显压力控制器用于采集乳状液生成及渗流过程中的注入压力，人造岩心模型用于模拟多孔介质中生成乳状液，围压装置用于控制人造岩心模型内的压力状态。

进一步优选的，所述人造岩心模型为圆柱体。

进一步优选的，所述嵌套式微量进样器由内管、外管嵌套组成，内管嵌入外管内，内管、外管两管轴向平行并固定；所述嵌套式微量进样器的尾部为锥状汇集口，实验过程中，水相由外管泵入，油相由内管泵入，水相和油相以同轴流体聚焦式经锥状汇集口泵入人造岩心模型中。

根据本发明优选的，所述乳状液测试系统包括相态判定装置、粘度测量装置和稳定性分析装置；

相态判定装置用于测量乳状液的相态；粘度测量装置用于测量乳状液的粘度；稳定性分析装置用于测量乳状液的稳定性。

根据本发明优选的，相态判定装置包括针筒式液滴喷射器、亲水陶瓷板、可视玻璃观察窗、可调节距离支架；亲水陶瓷板垂直于针筒式液滴喷射器的出口端；

针筒式液滴喷射器将乳状液以液滴形式喷射至亲水陶瓷板；亲水陶瓷板通过其表面亲水特性控制喷射至亲水陶瓷板的不同相态乳状液的赋存形式；

可视玻璃观察窗用来显微观察乳状液在亲水陶瓷板表面的赋存形态；

可调节距离支架通过旋转螺旋控制亲水陶瓷板与针筒式液滴喷射器的出口端的距离；

进一步优选的，相态判定装置还包括显微镜、高速摄像机和计算机；

显微镜安装在亲水陶瓷板的正上方，并与高速摄像机和计算机连接，用于判定生成乳状液的相态。

进一步优选的，针筒式液滴喷射器包括进口导管、盖帽、固定钢套、密封圈、伸缩控制器、柔性铰链位移槽、流体室、伸缩板、单向阀、缩颈孔、出口导管和微流控控制片；

流体室左侧设置有盖帽，流体室的上侧及下侧均设置有固定钢套，盖帽和固定钢套形成的空间为流体室；流体室的上侧的固定钢套下面依次设置有柔性铰链位移槽、密封圈；流体室的下侧的固定钢套上面依次设置有柔性铰链位移槽、密封圈；流体室内纵向设置有伸缩板，将流体室分为伸缩板前端的流体室和伸缩板后端的流体室，伸缩板上设置有单向阀；流体室右侧依次设置有缩颈孔、出口导管及微流控控制片；微流控控制片上设置有微孔；

实验过程中，乳状液通过进口导管进入伸缩板前端的流体室，并经过单向阀进入伸缩板后端的流体室；伸缩控制器控制伸缩板沿柔性铰链位移槽向出口导管方向快速移动，从而对伸缩板后端的流体室产生急速增压作用，推动乳状液经缩颈孔进入出口导管，并最终由出口导管末端微流控控制片上的微孔喷射出去；每当完成一次喷射后，伸缩控制器控制伸缩板沿柔性铰链位移槽向进口导管方向缓慢移动，促使伸缩板前端的流体室内的乳状液再次经单向阀进入伸缩板后端的流体室，重复上述喷射过程。

进一步优选的，盖帽和固定钢套为303型不锈钢材质。

根据本发明优选的，所述粘度测量装置包括毛细管束模型、量筒、微压差计；其中，毛细管束模型入口端连接乳状液输入管线，毛细管束模型出口端连接量筒，微压差计分别连接在毛细管束模型的入口端和出口端；

实验过程中，通过量筒收集单位时间内流经毛细管束模型的乳状液体积，通过微压差计测量毛细管束模型两端的压差，在此基础上计算得到乳状液的粘度。

根据本发明优选的，所述稳定性分析装置包括电导率仪、带刻度玻璃集液管、电导率探针、电导率分析系统；

电导率仪的电导率探针放置在带刻度玻璃集液管的底端，与电导率分析系统连接；电导率分析系统实时采集乳状液电导率信号，分析电导率变化；

实验过程中，由电导率探针上不同位置处安装的电极准确测定该位置处的液体电导信号，并通过导线传输到电导率分析系统，同时绘制不同时间、不同位置处的电导率数值变化曲线；若不同时间、不同位置处电导率数值恒定，则表明乳状液稳定性较好；若一定时间内带刻度玻璃集液管上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，则表明乳状液发生破乳分层，稳定性较差。

根据本发明优选的，产出液收集系统为产出液收集装置，收集实验过程中剩余的乳状液。

上述乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法，包括：

水相和油相通过流体注入系统泵入乳状液生成系统；在乳状液生成系统中生成乳状液后进入乳状液测试系统，同步测量乳状液的相态、粘度和稳定性，最后由产出液收集系统进行收集处理。

上述乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法，具体步骤包括：

(1)将乳化剂和稳定剂溶解于地层水中形成的水溶液作为实验用水相储存在耐温耐压中间容器，将实际油藏采出的原油脱水后作为实验用油相储存在耐温耐压中间容器；通过微量注入泵和流量调控器调控水相和油相的注入速度，通过围压装置设置实验中的回压大小；

(2)将油相和水相分别由嵌套式微量进样器的内管和外管注入人造岩心模型中生成乳状液，经人造岩心模型的出口端流入六通阀，进入乳状液测试系统；

(3)在相态判定实验中，乳状液由六通阀进入针筒式液滴喷射器，调节亲水陶瓷板与针筒式液滴喷射器之间的可调节距离支架，使得乳状液经过微流控控制片后，恰好赋存在亲水陶瓷板上，通过显微镜和高速摄像机观察可视玻璃观察窗中乳状液的赋存状态，如果乳状液在亲水陶瓷板上形成液珠则为油包水型乳状液，如果乳状液成薄的乳膜铺展在亲水陶瓷板上则为水包油型乳状液，通过计算机存储乳状液赋存状态；

在粘度测量实验中，乳状液由六通阀进入毛细管束模型的入口端，流经毛细管束模型后由出口端进入量筒进行收集，并计量单位时间内流经毛细管束模型的乳状液体积；同时，采用微压差计测量乳状液流动过程中毛细管束模型两端的压差；在此基础上计算得到乳状液的粘度；

在稳定性分析实验中，乳状液由六通阀进入带刻度玻璃集液管，通过电导率探针上不同位置处安装的电极准确测定该位置处的液体电导率信号，并通过导线传输到电导率分析系统，同时绘制不同时间、不同位置处的电导率数值变化曲线；若不同时间、不同位置处电导率数值恒定，则表明乳状液稳定性较好；若一定时间内带刻度玻璃集液管上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，则表明乳状液发生破乳分离，稳定性较差；

实验过程中生成的过量乳状液由六通阀进入产出液收集装置进行收集处理。

根据本发明优选的，乳状液的粘度的计算公式如式(I)所示：

式(I)中，η表示乳状液的粘度，Q表示单位时间内流经毛细管束模型的乳状液体积，ΔP表示毛细管束模型两端的压差，n表示毛细管束模型中布置的平行毛细管条数，r表示每条毛细管的半径，L表示每条毛细管的长度。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过流量调控器、嵌套式微量进样器、人造岩心模型和围压装置，可以实现不同孔喉结构、不同油水比、不同压力、不同水动力学条件下多孔介质内部乳状液的原位生成，有效覆盖真实油藏化学复合冷采过程中乳状液生成的多样性，保证实验结果的广泛代表性。

2、本发明通过乳状液生成及其相态、粘度和稳定性的同步测定，在避免乳状液特性测定相互影响干扰的同时，确保上述三种特性测定结果属于同一条件下生成的完全相同的乳状液。

附图说明

图1为一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置示意图；

图2为嵌套式微量进样器结构示意图；

图3为针筒式液滴喷射器结构示意图；

图4为乳状液赋存状态显微照片；

图5为带刻度玻璃集液器上端和下端位置处电导率变化曲线示意图。

1、微量注入泵，2、储存水相的耐温耐压中间容器，3、储存油相的耐温耐压中间容器，4、流量调控器，5、嵌套式微量进样器，6、岩心夹持器，7、数显压力控制器，8、人造岩心模型，9、围压装置，10、针筒式液滴喷射器，11、亲水陶瓷板，12、可视玻璃观察窗，13、500x显微镜，14、高速摄像机，15、六通阀，16、计算机，17、可调节距离支架，18、毛细管束模型，19、量筒，20、电导率仪，21、带刻度玻璃集液管，22、电导率探针，23、电导率分析系统，24、产出液收集装置，25、内管，26、外管，27、进口导管，28、盖帽，29、固定钢套，30、密封圈，31、伸缩控制器，32、柔性铰链位移槽，33、流体室，34、伸缩板，35、单向阀，36、缩颈孔，37、出口导管，38、微流控控制片，39、微孔，40、微压差计。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明进行详细描述，但不限于此。

实施例1

一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，如图1所示，包括流体注入系统、乳状液生成系统、乳状液测试系统和产出液收集系统；

实验过程中，水相和油相通过流体注入系统泵入乳状液生成系统，生成乳状液后经六通阀15进入乳状液测试系统，同步测量乳状液的相态、粘度和稳定性，最后由产出液收集系统进行收集处理。

本发明实现了高压实验条件下岩心多孔介质中乳状液的生成及其相态、粘度和稳定性同步测定，可为进一步研究乳状液在多孔介质中的生成及演化特征提供多功能一体化实验装置。

实施例2

根据实施例1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其区别在于：

流体注入系统包括依次连接的微量注入泵1、耐温耐压中间容器、流量调控器4；耐温耐压中间容器包括储存水相的耐温耐压中间容器2和储存油相的耐温耐压中间容器3；

微量注入泵1与储存水相的耐温耐压中间容器2和储存油相的耐温耐压中间容器3相连，流量调控器4和乳状液生成系统的嵌套式微量进样器5的入口相连，用于提供乳状液生成的流体注入条件。

微量注入泵1将蒸馏水分别泵入并驱动储存水相的耐温耐压中间容器2、储存油相的耐温耐压中间容器3中的活塞；流量调控器4调节水相与油相的混合比例，模拟不同含水条件下储层中的稠油乳化情况。其中，注入的水相为乳化剂和稳定剂溶解于地层水中形成的水溶液，注入的油相为实际油藏采出的脱水原油。水相中的乳化剂为阴离子表面活性剂石油磺酸盐RSO₃M，其中，R基表示碳原子数平均为14～18个的直链脂肪族烷基，乳化剂密度为1.08g/ml、固含量为45％、HLB值为8～11，水相中乳化剂的质量百分数为0.1％～1％；水相中的稳定剂为氧化铝纳米颗粒，其平均直径为20nm，质量分数为0.1％～0.2％。

乳状液生成系统包括数显压力控制器7、嵌套式微量进样器5、岩心夹持器6、人造岩心模型8及围压装置9；嵌套式微量进样器5的出口端连接岩心夹持器6的入口端和数显压力控制器7，岩心夹持器6内放置人造岩心模型8，岩心夹持器6连接围压装置9；

其中，数显压力控制器7用于采集乳状液生成及渗流过程中的注入压力，人造岩心模型8用于模拟多孔介质中生成乳状液，围压装置9用于控制人造岩心模型8内的压力状态。

人造岩心模型8为圆柱体。其长度为5cm，直径为2.5cm。

如图2所示，嵌套式微量进样器5由内管25、外管26嵌套组成，内管25嵌入外管26内，内管25、外管26两管轴向平行并焊接固定；内管25管径为2mm，外管26管径为5mm，耐压管壁厚度为1mm。嵌套式微量进样器5的尾部为锥状汇集口，锥状汇集口处安装单向流阀门，实验过程中，水相由外管26泵入，油相由内管25泵入，水相和油相以同轴流体聚焦式经锥状汇集口泵入人造岩心模型8中。

乳状液测试系统包括相态判定装置、粘度测量装置和稳定性分析装置；

相态判定装置用于测量乳状液的相态；粘度测量装置用于测量乳状液的粘度；稳定性分析装置用于测量乳状液的稳定性。

相态判定装置包括针筒式液滴喷射器10、一块80mm×80mm的方形的亲水陶瓷板11、可视玻璃观察窗12、可调节距离支架17；针筒式液滴喷射器10与六通阀15连接，亲水陶瓷板11垂直于针筒式液滴喷射器10的出口端；

针筒式液滴喷射器10将乳状液以液滴形式喷射至亲水陶瓷板11；亲水陶瓷板11通过其表面亲水特性控制喷射至亲水陶瓷板11的不同相态乳状液的赋存形式；具体的，亲水陶瓷板11可将油包水型乳状液团聚为液珠形式，而将水包油型乳状液铺展为薄乳膜形式；

可视玻璃观察窗12用来显微观察乳状液在亲水陶瓷板11表面的赋存形态；

可调节距离支架17通过旋转螺旋控制亲水陶瓷板11与针筒式液滴喷射器10的出口端的距离；

相态判定装置还包括500x显微镜13、高速摄像机14和计算机16；显微镜安装在亲水陶瓷板11的正上方，并与高速摄像机14和计算机16连接，用于判定生成乳状液的相态。

如图3所示，针筒式液滴喷射器10包括进口导管27、盖帽28、固定钢套29、密封圈30、伸缩控制器31、柔性铰链位移槽32、流体室33、伸缩板34、单向阀35、缩颈孔36、出口导管37和微流控控制片38；

流体室33左侧设置有盖帽28，流体室33的上侧及下侧均设置有固定钢套29，盖帽28和固定钢套29形成的空间为流体室33；流体室33的上侧的固定钢套29下面依次设置有柔性铰链位移槽32、密封圈30；流体室33的下侧的固定钢套29上面依次设置有柔性铰链位移槽32、密封圈30；流体室33内纵向设置有伸缩板34，将流体室33分为伸缩板34前端的流体室33和伸缩板34后端的流体室33，伸缩板34上设置有单向阀35；流体室33右侧依次设置有缩颈孔36、出口导管37及微流控控制片38；微流控控制片38上设置有微孔39；

实验过程中，乳状液通过进口导管27进入伸缩板34前端的流体室33，并经过单向阀35进入伸缩板34后端的流体室33；伸缩控制器31控制伸缩板34沿柔性铰链位移槽32向出口导管37方向快速移动，从而对伸缩板34后端的流体室33产生急速增压作用，推动乳状液经缩颈孔36进入出口导管37，并最终由出口导管37末端微流控控制片38上的微孔39喷射出去；每当完成一次喷射后，伸缩控制器31控制伸缩板34沿柔性铰链位移槽32向进口导管27方向缓慢移动，促使伸缩板34前端的流体室33内的乳状液再次经单向阀35进入伸缩板34后端的流体室33，重复上述喷射过程。实验结束后，可拆卸盖帽28并注入溶剂清洗喷射器腔体。

盖帽28和固定钢套29为303型不锈钢材质。

粘度测量装置包括毛细管束模型18、量筒19、微压差计40；其中，毛细管束模型18入口端与六通阀15连接，毛细管束模型18出口端连接量筒19，微压差计40分别连接在毛细管束模型18的入口端和出口端；

实验过程中，通过量筒19收集单位时间内流经毛细管束模型18的乳状液体积，通过微压差计40测量毛细管束模型18两端的压差，在此基础上计算得到乳状液的粘度。

稳定性分析装置包括电导率仪20、带刻度玻璃集液管21、电导率探针22、电导率分析系统23；

带刻度玻璃集液管21与六通阀15连接，电导率仪20的电导率探针22放置在距离带刻度玻璃集液管21的底端的1/3位置处，与电导率分析系统23连接；其中，电导率探针22上安装的电极采用镀铂金处理，以增加流体导电性；电导率分析系统23实时采集乳状液电导率信号，分析电导率变化；

实验过程中，由电导率探针22上不同位置处安装的电极准确测定该位置处的液体电导率信号，并通过导线传输到电导率分析系统23，同时绘制不同时间、不同位置处的电导率数值变化曲线；若不同时间、不同位置处电导率数值恒定，则表明乳状液稳定性较好；若一定时间内带刻度玻璃集液管21上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，则表明乳状液发生破乳分层，稳定性较差。

产出液收集系统为产出液收集装置24，产出液收集装置24的进口端连接六通阀15，收集实验过程中剩余的乳状液。

实施例3

实施例2所述的乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法，包括：

水相和油相通过流体注入系统泵入乳状液生成系统；在乳状液生成系统中生成乳状液后经六通阀15进入乳状液测试系统，同步测量乳状液的相态、粘度和稳定性，最后由产出液收集系统进行收集处理。

上述乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法，具体步骤包括：

(1)将乳化剂和稳定剂溶解于地层水中形成的水溶液作为实验用水相储存在耐温耐压中间容器，将实际油藏采出的原油脱水后作为实验用油相储存在耐温耐压中间容器；通过微量注入泵1和流量调控器4调控水相和油相的注入速度，通过围压装置9设置实验中的回压大小；

(2)将油相和水相分别由嵌套式微量进样器5的内管25和外管26注入人造岩心模型8中生成乳状液，经人造岩心模型8的出口端流入六通阀15，进入乳状液测试系统；

(3)在相态判定实验中，乳状液由六通阀15进入针筒式液滴喷射器10，调节方形的亲水陶瓷板11与针筒式液滴喷射器10之间的可调节距离支架17，使得乳状液经过包括3×3微孔39的微流控控制片38后，恰好赋存在方形的亲水陶瓷板11上，通过显微镜和高速摄像机14观察可视玻璃观察窗12中乳状液的赋存状态，如果乳状液在方形的亲水陶瓷板11上形成液珠则为油包水型乳状液，如果乳状液成薄的乳膜铺展在方形的亲水陶瓷板11上则为水包油型乳状液，实验过程中通过计算机16存储乳状液赋存状态；图4所示为实验测得的乳状液铺展为薄乳膜赋存状态的显微照片，根据上述分析可以判定该乳状液相态为水包油型；

在粘度测量实验中，乳状液由六通阀15进入毛细管束模型18的入口端，流经毛细管束模型18后由出口端进入量筒19进行收集，并计量单位时间内流经毛细管束模型18的乳状液体积；同时，采用微压差计40测量乳状液流动过程中毛细管束模型18两端的压差；在此基础上计算得到乳状液的粘度；

乳状液的粘度的计算公式如式(I)所示：

式(I)中，η表示乳状液的粘度，Q表示单位时间内流经毛细管束模型18的乳状液体积，为0.001cm³；ΔP表示毛细管束模型18两端的压差，为1.2Pa；n表示毛细管束模型18中布置的平行毛细管条数，为5；r表示每条毛细管的半径，为0.1cm；L表示每条毛细管的长度，为5cm；计算得到乳状液的粘度为47.1mPa.s；

在稳定性分析实验中，乳状液由六通阀15进入带刻度玻璃集液管21，通过电导率探针22上不同位置处安装的电极准确测定该位置处的液体电导率信号，并通过导线传输到电导率分析系统23，同时绘制不同时间、不同位置处的电导率数值变化曲线；若不同时间、不同位置处电导率数值恒定，则表明乳状液稳定性较好；若一定时间内带刻度玻璃集液管21上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，则表明乳状液发生破乳分离，稳定性较差；如图5所示，可以看出一定时间后集液管上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，说明乳状液发生破乳分层，因此稳定性较差；

实验过程中生成的过量乳状液由六通阀15进入产出液收集装置24进行收集处理。

本发明实现了高压实验条件下岩心多孔介质中乳状液的生成及其相态、粘度和稳定性同步测定，可为进一步研究乳状液在多孔介质中的生成及演化特征提供多功能一体化实验装置。

Claims (10)

1.一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，包括流体注入系统、乳状液生成系统、乳状液测试系统和产出液收集系统；

实验过程中，水相和油相通过流体注入系统泵入乳状液生成系统，生成乳状液后进入乳状液测试系统，同步测量乳状液的相态、粘度和稳定性，最后由产出液收集系统进行收集处理。

2.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，所述流体注入系统包括依次连接的微量注入泵、耐温耐压中间容器、流量调控器；耐温耐压中间容器包括储存水相的耐温耐压中间容器和储存油相的耐温耐压中间容器；

微量注入泵将蒸馏水分别泵入并驱动储存水相的耐温耐压中间容器、储存油相的耐温耐压中间容器中的活塞；流量调控器调节水相与油相的混合比例，模拟不同含水条件下储层中的稠油乳化情况。

3.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，所述乳状液生成系统包括数显压力控制器、嵌套式微量进样器、岩心夹持器、人造岩心模型及围压装置；嵌套式微量进样器的出口端连接岩心夹持器的入口端和数显压力控制器，岩心夹持器内放置人造岩心模型，岩心夹持器连接围压装置；

其中，数显压力控制器用于采集乳状液生成及渗流过程中的注入压力，人造岩心模型用于模拟多孔介质中生成乳状液，围压装置用于控制人造岩心模型内的压力状态；

进一步优选的，所述人造岩心模型为圆柱体；

进一步优选的，所述嵌套式微量进样器由内管、外管嵌套组成，内管嵌入外管内，内管、外管两管轴向平行并固定；所述嵌套式微量进样器的尾部为锥状汇集口，实验过程中，水相由外管泵入，油相由内管泵入，水相和油相以同轴流体聚焦式经锥状汇集口泵入人造岩心模型中。

4.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，所述乳状液测试系统包括相态判定装置、粘度测量装置和稳定性分析装置；

相态判定装置用于测量乳状液的相态；粘度测量装置用于测量乳状液的粘度；稳定性分析装置用于测量乳状液的稳定性。

5.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，相态判定装置包括针筒式液滴喷射器、亲水陶瓷板、可视玻璃观察窗、可调节距离支架；亲水陶瓷板垂直于针筒式液滴喷射器的出口端；

针筒式液滴喷射器将乳状液以液滴形式喷射至亲水陶瓷板；亲水陶瓷板通过其表面亲水特性控制喷射至亲水陶瓷板的不同相态乳状液的赋存形式；

可视玻璃观察窗用来显微观察乳状液在亲水陶瓷板表面的赋存形态；

可调节距离支架通过旋转螺旋控制亲水陶瓷板与针筒式液滴喷射器的出口端的距离；

进一步优选的，相态判定装置还包括显微镜、高速摄像机和计算机；

显微镜安装在亲水陶瓷板的正上方，并与高速摄像机和计算机连接，用于判定生成乳状液的相态；

进一步优选的，针筒式液滴喷射器包括进口导管、盖帽、固定钢套、密封圈、伸缩控制器、柔性铰链位移槽、流体室、伸缩板、单向阀、缩颈孔、出口导管和微流控控制片；

流体室左侧设置有盖帽，流体室的上侧及下侧均设置有固定钢套，盖帽和固定钢套形成的空间为流体室；流体室的上侧的固定钢套下面依次设置有柔性铰链位移槽、密封圈；流体室的下侧的固定钢套上面依次设置有柔性铰链位移槽、密封圈；流体室内纵向设置有伸缩板，将流体室分为伸缩板前端的流体室和伸缩板后端的流体室，伸缩板上设置有单向阀；流体室右侧依次设置有缩颈孔、出口导管及微流控控制片；微流控控制片上设置有微孔；

实验过程中，乳状液通过进口导管进入伸缩板前端的流体室，并经过单向阀进入伸缩板后端的流体室；伸缩控制器控制伸缩板沿柔性铰链位移槽向出口导管方向快速移动，从而对伸缩板后端的流体室产生急速增压作用，推动乳状液经缩颈孔进入出口导管，并最终由出口导管末端微流控控制片上的微孔喷射出去；每当完成一次喷射后，伸缩控制器控制伸缩板沿柔性铰链位移槽向进口导管方向缓慢移动，促使伸缩板前端的流体室内的乳状液再次经单向阀进入伸缩板后端的流体室，重复上述喷射过程；

进一步优选的，盖帽和固定钢套为303型不锈钢材质。

6.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，所述粘度测量装置包括毛细管束模型、量筒、微压差计；其中，毛细管束模型入口端连接乳状液输入管线，毛细管束模型出口端连接量筒，微压差计分别连接在毛细管束模型的入口端和出口端；

实验过程中，通过量筒收集单位时间内流经毛细管束模型的乳状液体积，通过微压差计测量毛细管束模型两端的压差，在此基础上计算得到乳状液的粘度。

7.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，所述稳定性分析装置包括电导率仪、带刻度玻璃集液管、电导率探针、电导率分析系统；

电导率仪的电导率探针放置在带刻度玻璃集液管的底端，与电导率分析系统连接；电导率分析系统实时采集乳状液电导率信号，分析电导率变化；

实验过程中，由电导率探针上不同位置处安装的电极准确测定该位置处的液体电导信号，并通过导线传输到电导率分析系统，同时绘制不同时间、不同位置处的电导率数值变化曲线；若不同时间、不同位置处电导率数值恒定，则表明乳状液稳定性较好；若一定时间内带刻度玻璃集液管上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，则表明乳状液发生破乳分层，稳定性较差。

8.根据权利要求1所述的一种乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置，其特征在于，产出液收集系统为产出液收集装置，收集实验过程中剩余的乳状液。

9.权利要求1-8任一所述的乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法，其特征在于，具体步骤包括：

(1)将乳化剂和稳定剂溶解于地层水中形成的水溶液作为实验用水相储存在耐温耐压中间容器，将实际油藏采出的原油脱水后作为实验用油相储存在耐温耐压中间容器；通过微量注入泵和流量调控器调控水相和油相的注入速度，通过围压装置设置实验中的回压大小；

(2)将油相和水相分别由嵌套式微量进样器的内管和外管注入人造岩心模型中生成乳状液，经人造岩心模型的出口端流入六通阀，进入乳状液测试系统；

(3)在相态判定实验中，乳状液由六通阀进入针筒式液滴喷射器，调节亲水陶瓷板与针筒式液滴喷射器之间的可调节距离支架，使得乳状液经过微流控控制片后，恰好赋存在亲水陶瓷板上，通过显微镜和高速摄像机观察可视玻璃观察窗中乳状液的赋存状态，如果乳状液在亲水陶瓷板上形成液珠则为油包水型乳状液，如果乳状液成薄的乳膜铺展在亲水陶瓷板上则为水包油型乳状液，通过计算机存储乳状液赋存状态；

在粘度测量实验中，乳状液由六通阀进入毛细管束模型的入口端，流经毛细管束模型后由出口端进入量筒进行收集，并计量单位时间内流经毛细管束模型的乳状液体积；同时，采用微压差计测量乳状液流动过程中毛细管束模型两端的压差；在此基础上计算得到乳状液的粘度；

在稳定性分析实验中，乳状液由六通阀进入带刻度玻璃集液管，通过电导率探针上不同位置处安装的电极准确测定该位置处的液体电导率信号，并通过导线传输到电导率分析系统，同时绘制不同时间、不同位置处的电导率数值变化曲线；若不同时间、不同位置处电导率数值恒定，则表明乳状液稳定性较好；若一定时间内带刻度玻璃集液管上端电导率数值降低、下端电导率数值变高，则表明乳状液发生破乳分离，稳定性较差；

实验过程中生成的过量乳状液由六通阀进入产出液收集装置进行收集处理。

10.根据权利要求9所述的乳状液制备和特性同步测定的多功能一体化实验装置的工作方法，其特征在于，乳状液的粘度的计算公式如式(I)所示：

式(I)中，η表示乳状液的粘度，Q表示单位时间内流经毛细管束模型的乳状液体积，ΔP表示毛细管束模型两端的压差，n表示毛细管束模型中布置的平行毛细管条数，r表示每条毛细管的半径，L表示每条毛细管的长度。

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