CN205374408U - 多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，包括微量抽吸泵、流量计数节流阀、三个中间过渡容器、压力传感器、微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、气液分离鼓泡塔装置、中央控制计算机、三维视频显微镜、自动热水循环加热器和恒温循环水浴，所述气液分离鼓泡塔装置由罐体、位于罐体上侧表面上的进液口、位于罐体底端侧表面上的进气口、位于罐体顶端上的出气口、位于罐体底端上的出液口、位于出液口端的多用途替换机构、位于罐体内的淋液盘机构共同构成的。本实用新型的有益效果是，结构简单，实用性强。

Description

多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及孔隙级模拟领域，特别是多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置。

背景技术

随着油田进入高/特高含水期，油田注水开发存在的问题越来越复杂，稳油控水的难度也越来越大，传统的调剖技术作用半径小，封堵强度有限、增产有效期短、效果差，已不能满足调剖的要求。为此，各种深部调剖技术相继被提出，并得到了广泛的应用。其中，孔喉尺度弹性微球深部调驱技术以孔喉尺度弹性微球的独特性质得到了足够的重视。

与传统的无机颗粒、体膨颗粒、凝胶类等调驱剂相比，孔喉尺度弹性微球具有耐温、耐盐能力强，封堵强度高，注入方便、经济效益好等优点，其主要原理是针对油藏岩石的纳微米级孔喉尺寸特征，合成与之匹配的孔喉尺度弹性微球，孔喉尺度弹性微球依靠自身的弹性,通过在岩石多孔介质运移过程中的“封堵、流体分流—变形、恢复、运移—深部封堵、流体分流”机制，在高渗透带不断地封堵和运移，直达油层深部，从而提高油层深部剩余油富集区的波及体积和驱替效率，大幅度提高原油的采收率。

因此，要全面地揭示孔喉尺度弹性微球的运移机制和提高采收率机理，就需要从真实油藏岩石孔喉特征及孔喉尺度弹性微球的尺寸特点出发，构建新的微观可视化模型及模拟系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，包括微量抽吸泵、流量计数节流阀、三个中间过渡容器、压力传感器微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、气液分离鼓泡塔装置、中央控制计算机、三维视频显微镜、自动热水循环加热器和恒温循环水浴，所述微量抽吸泵通过管线依次与三个中间过渡容器、压力传感器、微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、气液分离鼓泡塔装置相连，所述压力传感器通过数据线与中央控制计算机相连，所述三维视频显微镜置于微观可视化透明石英砂模型的上方，所述三维视频显微镜通过数据线与中央控制计算机相连，所述热水循环加热器置于微观可视化透明石英砂模型的下面，通过进水管和出水管与恒温循环水浴相连，所述取样器内设置有取样杯，所述真空泵通过三通接头与取样器和气液分离鼓泡塔装置相连，所述气液分离鼓泡塔装置由罐体、位于罐体上侧表面上的进液口、位于罐体底端侧表面上的进气口、位于罐体顶端上的出气口、位于罐体底端上的出液口、位于出液口端的多用途替换机构、位于罐体内的淋液盘机构共同构成的。

所述多用途替换机构由位于出液口外表面上的外螺纹、位于一端内表面上带有内螺纹的三通管、位于三通管的管体每个拐角处设有不同渗透级数的渗透膜、位于三通管另外两端的端口处的活动挡板机构共同构成的。

所述活动挡板机构由位于固定安装在管体端口处且旋转端为水平的旋转电机、边沿处与旋转电机旋转端固定连接的挡盖和固定安装在管体端口处的流量计数器二共同构成的。

所述淋液盘机构由边沿侧表面固定安装在罐体内的圆形淋液板、均匀开在圆形淋液板的多个圆孔、固定安装在圆形淋液板下表面上且与圆孔一一对应的机械分离板机构共同构成的。

所述机械分离板机构固定安装在圆形淋液板下表面上且伸缩端向下的一组微型推动直线电机，一端与两个微型推动直线电机伸缩端固定连接且相互平行的两个竖直拉杆、固定安装在两个竖直拉杆上且从上至下依次排列的三个分离板、开在每个分离板上的分离孔共同构成的。

所述三个分离板的直径从上到下依次减小。

所述中央控制计算机与气液分离鼓泡塔装置电性连接。

所述三个中间过渡容器分别用于存放模拟地层水、模拟油和孔喉尺度弹性微球悬浮液。

所述微量抽吸泵流速的可调范围为0.001-1500ml/h,所述压力传感器的测量精度为0.005KPa，采集频率为10次/s。

所述三维视频显微镜配套有图像采集分析软件。

利用本实用新型的技术方案制作的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，在一定的温度条件下，将孔喉尺度弹性微球悬浮液注入到微观可视化透明石英砂模型中，实现孔喉尺度弹性微球运移过程和分布状态图像以及剩余油分布图像的实时观察和采集及定量分析；通过压力传感器，实现孔喉尺度弹性微球运移和驱油过程中注入压力的实时测量；通过取样器中的取样杯分离和计量产出流体，实现孔喉尺度弹性微球产出浓度、含水率、产油量的计量和分析。通过显微观察和定量分析相结合的方法，研究孔喉尺度弹性微球的运移机制及提高采收率机理。

附图说明

图1是本实用新型所述多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置的气液分离鼓泡塔装置放大图；

图3是本实用新型所述气液分离鼓泡塔装置的淋液盘机构放大图；

图4是本实用新型所述气液分离鼓泡塔装置的多用途替换机构放大图；

图中，1、微量抽吸泵；2、流量计数节流阀；3、管线；4、三个中间过渡容器；5、压力传感器；6、微观可视化透明石英砂模型；7、取样器；8、三通接头；9、真空泵；10、气液分离鼓泡塔装置；11、数据线；12、中央控制计算机；13、三维视频显微镜；14、热水循环加热器；15、进水管；16、恒温循环水浴；17、出水管；18、取样杯；19、罐体；20、进液口；21、进气口；22、出气口；23、出液口；24、外螺纹；25、内螺纹；26、三通管；27、渗透膜；28、旋转电机；29、挡盖；30、流量计数器二；31、圆形淋液板；32、圆孔；33、微型推动直线电机；34、竖直拉杆；35、分离板；36、分离孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-4所示，多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，包括微量抽吸泵(1)、流量计数节流阀(2)、三个中间过渡容器(4)、压力传感器(5)、微观可视化透明石英砂模型(6)、取样器(7)、真空泵(9)、气液分离鼓泡塔装置(10)、中央控制计算机(12)、三维视频显微镜(13)、自动热水循环加热器(14)和恒温循环水浴(16)，所述微量抽吸泵(1)通过管线(3)依次与三个中间过渡容器(4)、压力传感器(5)、微观可视化透明石英砂模型(6)、取样器(7)、真空泵(9)、气液分离鼓泡塔装置(10)相连，所述压力传感器(5)通过数据线(11)与中央控制计算机(12)相连，所述三维视频显微镜(13)置于微观可视化透明石英砂模型(6)的上方，所述三维视频显微镜(13)通过数据线(11)与中央控制计算机(12)相连，所述热水循环加热器(14)置于微观可视化透明石英砂模型(6)的下面，通过进水管(15)和出水管(17)与恒温循环水浴(16)相连，所述取样器(7)内设置有取样杯(18)，所述真空泵(9)通过三通接头(8)与取样器(7)和气液分离鼓泡塔装置(10)相连，所述气液分离鼓泡塔装置(10)由罐体(19)、位于罐体(19)上侧表面上的进液口(20)、位于罐体(19)底端侧表面上的进气口(21)、位于罐体(19)顶端上的出气口(22)、位于罐体(19)底端上的出液口(23)、位于出液口(23)端的多用途替换机构、位于罐体(19)内的淋液盘机构共同构成的；所述多用途替换机构由位于出液口(23)外表面上的外螺纹(24)、位于一端内表面上带有内螺纹(25)的三通管(26)、位于三通管(26)的管体每个拐角处设有不同渗透级数的渗透膜(27)、位于三通管(26)另外两端的端口处的活动挡板机构共同构成的；所述活动挡板机构由位于固定安装在管体端口处且旋转端为水平的旋转电机(28)、边沿处与旋转电机(28)旋转端固定连接的挡盖(29)和固定安装在管体端口处的流量计数器二(30)共同构成的；所述淋液盘机构由边沿侧表面固定安装在罐体(19)内的圆形淋液板(31)、均匀开在圆形淋液板(31)的多个圆孔(32)、固定安装在圆形淋液板(31)下表面上且与圆孔(32)一一对应的机械分离板机构共同构成的；所述机械分离板机构固定安装在圆形淋液板(31)下表面上且伸缩端向下的一组微型推动直线电机(33)，一端与两个微型推动直线电机(33)伸缩端固定连接且相互平行的两个竖直拉杆(34)、固定安装在两个竖直拉杆(34)上且从上至下依次排列的三个分离板(35)、开在每个分离板(35)上的分离孔(36)共同构成的；所述三个分离板(35)的直径从上到下依次减小；所述中央控制计算机(12)与气液分离鼓泡塔装置(10)电性连接；所述三个中间过渡容器(4)分别用于存放模拟地层水、模拟油和孔喉尺度弹性微球悬浮液；所述微量抽吸泵(1)流速的可调范围为0.001-1500ml/h,所述压力传感器(5)的测量精度为0.005KPa，采集频率为10次/s；所述三维视频显微镜(13)配套有图像采集分析软件。

本实施方案的特点为，包括微量抽吸泵、流量计数节流阀、三个中间过渡容器、压力传感器、微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、气液分离鼓泡塔装置、中央控制计算机、三维视频显微镜、自动热水循环加热器和恒温循环水浴，微量抽吸泵通过管线依次与三个中间过渡容器、压力传感器、微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、气液分离鼓泡塔装置相连，压力传感器通过数据线与中央控制计算机相连，三维视频显微镜置于微观可视化透明石英砂模型的上方，三维视频显微镜通过数据线与中央控制计算机相连，热水循环加热器置于微观可视化透明石英砂模型的下面，通过进水管和出水管与恒温循环水浴相连，取样器内设置有取样杯，真空泵通过三通接头与取样器和气液分离鼓泡塔装置相连，气液分离鼓泡塔装置由罐体、位于罐体上侧表面上的进液口、位于罐体底端侧表面上的进气口、位于罐体顶端上的出气口、位于罐体底端上的出液口、位于出液口端的多用途替换机构、位于罐体内的淋液盘机构共同构成的。

在本实施方案中，首先将模拟地层水、模拟油和孔喉尺度弹性微球悬浮液分别置于中间容器，并设置恒温循环水浴温度，待温度稳定后，设定微量抽吸泵流量，进行孔喉尺度弹性微球微观运移实验和孔喉尺度弹性微球微观驱油实验。将孔喉尺度弹性微球悬浮液注入到微观可视化透明石英砂模型中，通过三维视频显微镜的录像和拍照功能，实时观察和采集孔喉尺度弹性微球运移过程和分布状态图像以及剩余油分布图像；通过三维视频显微镜的测量功能，定量分析孔喉尺度弹性微球的分布状态图像以及剩余油分布图像；通过压力传感器，实时测量孔喉尺度弹性微球运移和驱油过程中注入压力的变化规律；通过取样器中的取样杯分离和计量产出流体，计算含水率、产油量的变化规律，并利用分光光度计测定孔喉尺度弹性微球的产出浓度。通过显微观察和定量分析相结合的方法，研究孔喉尺度弹性微球的运移机制及提高采收率机理。

在本实施方案中，在气液分离鼓泡塔装置中，石油通过鼓泡塔侧表面上的进液口进入鼓泡塔，其中进液口处设有流量计数器，能够检测进入鼓泡塔石油液体流量，石油进入鼓泡塔后落到淋液盘上，然后通过淋液盘上的圆形孔进入到机械分离板机构，同时，分离液体所需的气体从底端表面上的进气口进入鼓泡塔与石油发生反应，而反应后产生的气体和反应剩余的气体通过鼓泡塔上方的出气口输出，在机械分离板机构中，采用多个机构同时进行分离操作，提高了工作效率，分离提纯完的石油从鼓泡塔底端的出液口排出，液体排出出液口后会进入三通管道，两端的管道内设有渗透密度不同的渗透膜，从而对石油进行二次分离，进一步提高石油的纯度，也可以根据所需的石油类型，设置相匹配的渗透膜，分离出所需的材料，在管道两端设有流量计数器，能检测管道中液体的流量，从而完成对石油分离、提纯操作。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，包括微量抽吸泵(1)、流量计数节流阀(2)、三个中间过渡容器(4)、压力传感器(5)、微观可视化透明石英砂模型(6)、取样器(7)、真空泵(9)、气液分离鼓泡塔装置(10)、中央控制计算机(12)、三维视频显微镜(13)、自动热水循环加热器(14)和恒温循环水浴(16)，所述微量抽吸泵(1)通过管线(3)依次与三个中间过渡容器(4)、压力传感器(5)、微观可视化透明石英砂模型(6)、取样器(7)、真空泵(9)、气液分离鼓泡塔装置(10)相连，所述压力传感器(5)通过数据线(11)与中央控制计算机(12)相连，所述三维视频显微镜(13)置于微观可视化透明石英砂模型(6)的上方，所述三维视频显微镜(13)通过数据线(11)与中央控制计算机(12)相连，所述热水循环加热器(14)置于微观可视化透明石英砂模型(6)的下面，通过进水管(15)和出水管(17)与恒温循环水浴(16)相连，所述取样器(7)内设置有取样杯(18)，所述真空泵(9)通过三通接头(8)与取样器(7)和气液分离鼓泡塔装置(10)相连，所述气液分离鼓泡塔装置(10)由罐体(19)、位于罐体(19)上侧表面上的进液口(20)、位于罐体(19)底端侧表面上的进气口(21)、位于罐体(19)顶端上的出气口(22)、位于罐体(19)底端上的出液口(23)、位于出液口(23)端的多用途替换机构、位于罐体(19)内的淋液盘机构共同构成的。

2.根据权利要求1所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述多用途替换机构由位于出液口(23)外表面上的外螺纹(24)、位于一端内表面上带有内螺纹(25)的三通管(26)、位于三通管(26)的管体每个拐角处设有不同渗透级数的渗透膜(27)、位于三通管(26)另外两端的端口处的活动挡板机构共同构成的。

3.根据权利要求2所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述活动挡板机构由位于固定安装在管体端口处且旋转端为水平的旋转电机(28)、边沿处与旋转电机(28)旋转端固定连接的挡盖(29)和固定安装在管体端口处的流量计数器二(30)共同构成的。

4.根据权利要求1所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述淋液盘机构由边沿侧表面固定安装在罐体(19)内的圆形淋液板(31)、均匀开在圆形淋液板(31)的多个圆孔(32)、固定安装在圆形淋液板(31)下表面上且与圆孔(32)一一对应的机械分离板机构共同构成的。

5.根据权利要求4所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述机械分离板机构固定安装在圆形淋液板(31)下表面上且伸缩端向下的一组微型推动直线电机(33)，一端与两个微型推动直线电机(33)伸缩端固定连接且相互平行的两个竖直拉杆(34)、固定安装在两个竖直拉杆(34)上且从上至下依次排列的三个分离板(35)、开在每个分离板(35)上的分离孔(36)共同构成的。

6.根据权利要求5所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述三个分离板(35)的直径从上到下依次减小。

7.根据权利要求1所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述中央控制计算机(12)与气液分离鼓泡塔装置(10)电性连接。

8.根据权利要求1所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述三个中间过渡容器(4)分别用于存放模拟地层水、模拟油和孔喉尺度弹性微球悬浮液。

9.根据权利要求1所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述微量抽吸泵(1)流速的可调范围为0.001-1500ml/h,所述压力传感器(5)的测量精度为0.005KPa，采集频率为10次/s。

10.根据权利要求1所述的多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，其特征在于，所述三维视频显微镜(13)配套有图像采集分析软件。