CN211669154U - 一种驱油用泡沫体系评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种驱油用泡沫体系评价装置，属于油田开发领域。一种驱油用泡沫体系评价装置，泡沫评价腔体的腔体壁上设有透明视窗和刻度标尺，腔体壁外围设有温控装置，腔体内设有温度传感器；其顶部设有腔体顶盖，腔体顶盖上设有第二快速连接头，泡沫评价腔体的底部设有泡沫发生器和腔体底盖，腔体底盖上设有第一快速连接头；气源通过第一三通阀分别与第一四通阀和第一快速连接头相连，第一四通阀另外三个接头分别与第二快速连接头、回压控制系统及第一管道相连，第一管道为放空管道，以上部件之间的管道上均设有针阀。该驱油用泡沫体系评价装置，有效避免了泡沫液死体积和观察盲区的产生，减少测量误差且能够评价多种气体。

Description

一种驱油用泡沫体系评价装置

技术领域

本实用新型属于油田开发领域，尤其是一种驱油用泡沫体系评价装置。

背景技术

泡沫驱作为一种有效的增产技术手段，广泛应用于油田以提高原油采收率。泡沫驱所用泡沫包括气体(空气、氮气、二氧化碳、烃类气体等气体)、水和泡沫，在泡沫驱技术研究中，泡沫体系筛选评价是泡沫驱技术研究的核心内容之一。

目前驱油用泡沫体系评价的主流方法是Ross-Miles法和Warning Blender法，上述方法虽然能在一定程度上定性评价泡沫体系的基本性能，但由于受评价装置所限，无法开展模拟油藏的高温高压条件，无法对这种情况的泡沫体系性能做出评价。此外，Ross-Miles法和Warning Blender法无法隔绝空气，因此，仅仅能评价空气泡沫，无法评价氮气、二氧化碳、烃类等气体泡沫的性能。

近年来，陆续出现了一些能够模拟油藏高温高压条件下评价不同气体泡沫性能的实验装置。如专利201720921713.0公布了一种泡沫评价装置，由搅拌法发泡，通过耐高压玻璃视窗实现模拟油藏高温高压条件下泡沫体系性能的可视化评价。该装置由于采用搅拌法发泡，发泡器搅拌桨内部空间不在视窗可观察范围内，因此无法确定搅拌桨内部未发泡的泡沫体系溶液体积，导致泡沫高度测量结果误差较大，无法准确表征泡沫体系的发泡能力。此外，该装置评价泡沫稳定性能的指标为泡沫半衰期，由于泡沫和发泡剂溶液具有较大的密度差异，这种差异使得泡沫在消泡过程中存在泡沫面高低不平的现象，从而导致泡沫液面高度很难准确测量，使得测量结果存在较大误差，因此，该装置无法准确评价泡沫体系的稳定性；专利201110391299.4公布了一种泡沫剂评价实验装置，由气液混配注入系统、泡沫生成系统、泡沫性能测量系统和消泡系统组成，利用高压气体输出组件和发泡液输出组件分别向发泡器中同时输出气液并发泡。由于气液输出组件非同一动力源，而气液在可压缩和输送性质等方面存在较大的差异，气液同注时两边输送组件会出现严重的压力不平衡，导致发泡过程中很难按设定的气液比进行发泡，继而造成测试结果重现性差。除上述两种泡沫评价装置外，现有的高温高压条件下泡沫体系性能评价装置，泡沫体系均采用依靠泵输入发泡装置的设计，这种设计存在一定缺陷：一方面，泵输入时输送管线存在较大的死体积，会造成测试过程中气液比存在误差。另一方面，在实际应用过程中，可能会要求在短时间内完成多种甚至几十种泡沫体系的筛选评价，将泡沫体系采用泵输的设计，会导致盛装泡沫体系的中间容器和输送管线等面临频繁的泄压、清洗、倒换和调试问题，严重影响工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在中评价气体单一、测量误差大的缺点，提供一种驱油用泡沫体系评价装置。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种驱油用泡沫体系评价装置，包括气源、第一三通阀、泡沫评价腔体和第一四通阀；

所述泡沫评价腔体的腔体壁上设有透明视窗和刻度标尺，腔体壁外围设有温控装置，泡沫评价腔体内设有温度传感器；

泡沫评价腔体的顶部设有腔体顶盖，腔体顶盖上设有第二快速连接头，泡沫评价腔体的底部设有泡沫发生器和腔体底盖，腔体底盖上设有第一快速连接头；

气源通过第一三通阀分别与第一四通阀和第一快速连接头相连，以上部件之间的管道上均设有针阀；

第一四通阀另外三个接头分别与第二快速连接头、回压控制系统及第一管道相连，第一管道为放空管，以上部件之间的管道上均设有针阀。

进一步的，腔体顶盖与第二快速连接头的连通处设有冲洗喷头，冲洗喷头面向泡沫评价腔体内部。

进一步的，所述回压控制系统包括依次连接的回压阀、活塞式中间容器和平流泵；

回压阀的进气端与第一四通阀相连，控制端与活塞式中间容器相连，回压阀接有泄压管路。

进一步的，气源和第一三通阀之间还设有干燥器、压力调节器和气体流量控制器。

进一步的，泡沫发生器为多孔介质，通过螺纹旋盖与腔体底盖连接；

当带有泡沫发生器的腔体底盖装在泡沫评价腔体底部时，泡沫发生器与泡沫评价腔体内部空间无缝对接，其上端面与刻度标尺零刻度线相平齐。

进一步的，多孔介质为模拟油藏孔隙特征的石英烧结板或油藏岩心。

进一步的，第一管道的另一端接有第二四通阀，第二四通阀的另外三个接头分别接有清洗管路、第一压力表和放空管路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的驱油用泡沫体系评价装置，采用回压阀进行压力控制，带有控温系统，安全性能好，能模拟不同油藏温度和压力条件下开展空气、氮气、二氧化碳、烃类气等各种气体泡沫体系的筛选及评价，发泡装置水平面与观察视窗刻度平齐，有效避免了泡沫液死体积和观察盲区的产生，减少测量误差；进一步的，冲洗喷头的存在方便腔体的清洗；进一步的，用油藏岩心或者模拟油藏孔隙特征的多孔介质作为发泡器，能较为真实的反应油藏条件下泡沫体系的起泡特征；该装置适用于油田提高采收率研究过程中以空气、氮气、二氧化碳、烃类气等各种气体为发泡介质的泡沫体系筛选评价研究。

附图说明

图1为本实用新型的驱油用泡沫体系评价装置的结构图。

其中：1-气源；2-干燥器；3-压力调节器；4-气体流量控制器；5-第一三通阀；6-第一单向阀；7-第二单向阀；8-第一快速连接头；9-泡沫发生器；10-腔体底盖；11-透明视窗；12-外壳；13-泡沫评价腔体；14-刻度标尺；15-支架连接头；16-冲洗喷头；17-腔体顶盖；18-温度传感器；19-第二快速连接头；20-第一四通阀；21-清洗管路；22-第二四通阀；23-第一压力表；24-放空管道路；25-回压阀泄压管路；26-回压阀；27-支架；28-第二压力表；29-活塞式中间容器；30-平流泵。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，图1为本实用新型的驱油用泡沫体系评价装置的结构图，包括气体输入及计量系统、泡沫发生及评价系统、放空及清洗系统和回压控制系统，气体输入及计量系统；其中，气体输入及计量系统通过第一三通阀5及管线分别与泡沫发生及评价系统的顶部的第一四通阀20和底部第一快速连接头8相连，泡沫发生及评价系统的泡沫评价腔体13的中部连接在支架连接头15上并能够可控旋转，放空及清洗系统通过第二四通阀22与泡沫发生及评价系统顶部的第一四通阀20相连，回压控制系统通过管线与泡沫发生及评价系统顶部的第一四通阀20相连。

所述气体输入及计量系统，由依次用耐高压管线连接的气源1、针阀、干燥器2、压力调节器3、针阀、气体流量控制器4、第一三通阀5以及通过第一三通阀5连接的一路针阀、第二单向阀7和一路第一单向阀6，其中气源1为高压天然气瓶，通过第一三通阀5的两路中，一路即由耐高压管线连接的针阀、第二单向阀7与泡沫发生及评价系统底部的第一快速接头8连接，一路即由耐高压管线连接的第一单向阀6与泡沫发生及评价系统顶部的第一四通阀20连接，第一单向阀6与第一四通阀20之间设有针阀。

所述泡沫发生及评价系统，包括泡沫评价腔体13、壁体12、腔体底盖10、泡沫发生器9、腔体顶盖17和支架27，所述泡沫评价腔体13，是由不锈钢制成的圆柱形容器(内径为3.569cm，高为100cm)，其两个对称面上下交替设置若干个由耐高压透明有机玻璃制成的透明视窗11，透明视窗11两侧设有长度为100cm最小刻度为1mm的刻度标尺14，通过透明视窗11可观察并计量泡沫评价腔体13内部泡沫及泡沫液的高度和性状，泡沫评价腔体13外安装有带温控装置的壁体12，壁体12通过支架连接头15设在支架27内，并能实现壁体12的可控旋转；所述腔体底盖10与泡沫评价腔体13底部连接，其底部设置有快速连接接头8，腔体底盖10内部有一可拆卸的泡沫发泡器9。所述泡沫发生器9为平均孔径为2μmμm的多孔的石英烧结板，泡沫发生器9通过螺纹旋盖与腔体底盖10连接，当装有泡沫发生器9的腔体底盖10安装在泡沫评价腔体13底部后，泡沫发生器9与泡沫评价腔体13内部空间无缝对接，并与腔体底部刻度标尺14零刻度线处保持平齐；所述腔体顶盖17与泡沫评价腔体13顶部连接，腔体顶盖17内部设有一冲洗喷头16。腔体顶盖17内装有温度传感器18，可实时监控腔体13内部空间温度。腔体顶盖17外部设置有快速连接头19，快速连接头19一端设置有第一四通阀20，第一四通阀出口分别与回压控制系统、气源管路以及放空及清洗系统中第二四通阀22连接。

所述放空及清洗系统，包括第二四通阀22、第一压力表23、放空管道路24和清洗管路21，通过第二四通阀22一端与泡沫评价腔体顶盖19处的第一四通阀20相连，其他三端分别与压力表22、清洗管路21和放空管道路24相连，所述清洗管路24一端接自来水，所述放空管道路24接室外放空，以上管路之间设有针阀

所述回压控制系统，包括由耐高压管线依次连接的平流泵30、针阀、活塞式中间容器29、压力表28、回压阀26，其出口端与泡沫评价腔体顶盖17处第一四通阀20相连。所述回压阀26设置有一泄压管路25，泄压管路25接室外放空。

利用本实用新型的驱油用泡沫体系评价装置的评价方法，采用单路气源的鼓气法发泡，规避了气液同注时气液供应两端产生的压力波动，确保了泡沫体系性能评价数据的重现性和可靠性；泡沫液由顶部置入，简化了泡沫液供给流程，有效避免了常规评价装置在工作时面临的盛装泡沫液用中间容器和输送管线的频繁泄压、清洗、倒换和调试问题，大大提高了工作效率，为模拟油藏高温高压条件下泡沫体系科学、高效的筛选评价提供了有力支持。

实施例1

长庆油田五里湾一区油藏条件为：油藏温度54℃，地层压力14.7MPa，开展发泡剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，发泡气体介质为氮气的泡沫体系性能评价方法如下：

1)实验准备

利用五里湾一区注入水配制质量浓度为0.4％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂溶液200mL，选择压力为18MPa容量为8L的氮气瓶作为气源，直径为3cm孔径为2μm的石英烧结板作为发泡器。按实施例1所示连接装置流程，其中，连接回压阀泄压管路25和放空管道路24至室外。开始试压，检查装置气密性。

2)泡沫液加注

利用放空管道路24将泡沫评价腔体13泄压至大气压；打开腔体顶盖17，从泡沫评价腔体13上部倒入配制好的浓度为0.4％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠溶液50mL，盖紧腔体顶盖17，通过泡沫评价腔体13外刻度标尺14读取倒入腔体内泡沫液的高度并做好记录。

3)温度和回压设置

打开温控装置，设置实验温度为54℃，开始加温至54℃。同时，打开回压控制系统，设置回压控制压力值为14.7MPa。

4)腔体加压

打开气源1，启动压力调节器3和气体流量控制器4，使气源气体加注到泡沫评价腔体13中，直至腔体压力稳定为14.7MPa为止；

5)泡沫发生及评价

设置气体质量流量为100mL/min，以100mL/min的速度往泡沫评价腔体13内注入氮气1L，关闭气体输入及计量系统；通过泡沫评价腔体外刻度标尺14读取产生的泡沫高度，并记录泡沫液析出一半时的时间。

6)考察本实用新型装置评价结果的重现性

在同等条件下开展第一步所配置的0.4％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂溶液的发泡体积和半衰期3次，完成1次测试并获取数据后，先利用腔体顶盖处放空管道路进行泡沫评价腔体的泄压，然后重复第二至第五步。如此重复2次，并记录实验结果。

7)系统清洗

实验完毕后，以1MPa为阶梯逐步减小回压阀26的回压设置压力直至为零，完成回压控制系统和泡沫评价腔体13的泄压；泄压完成后，打开泡沫评价腔体底盖10，用废液桶接泡沫评价腔体底部流出的废液；同时连接清洗管路21末端的自来水开关，开始冲洗泡沫评价腔体13直至冲洗干净为止；打开泡沫发生器9，取出发泡器石英烧结板，冲洗干净。

上述实验取得的数据如表1所示，从表1中的3次评价结果来看，本实用新型的一种驱油用泡沫体系性能评价装置及利用该装置进行泡沫体系评价，在同等条件下，不同试验所取得的实验数据一致性较好，满足驱油用泡沫体系筛选评价应用要求。

表1实施例1得到的实验数据

实验组别	发泡体积/mL	析液半衰期/s
			第1次	655	960
第2次	653	955
			第3次	656	958

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，包括气源(1)、第一三通阀(5)、泡沫评价腔体(13)和第一四通阀(20)；

所述泡沫评价腔体(13)的腔体壁上设有透明视窗(11)和刻度标尺(14)，腔体壁外围设有温控装置，泡沫评价腔体(13)内设有温度传感器(18)；

泡沫评价腔体(13)的顶部设有腔体顶盖(17)，腔体顶盖(17)上设有第二快速连接头(19)，泡沫评价腔体(13)的底部设有泡沫发生器(9)和腔体底盖(10)，腔体底盖(10)上设有第一快速连接头(8)；

气源(1)通过第一三通阀(5)分别与第一四通阀(20)和第一快速连接头(8)相连，第一四通阀(20)的另外三个接头分别与第二快速连接头(19)、回压控制系统及第一管道相连，第一管道为放空管道，以上部件之间的管道上均设有针阀。

2.根据权利要求1所述的驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，腔体顶盖(17)与第二快速连接头(19)的连通处设有冲洗喷头(16)，冲洗喷头(16)面向泡沫评价腔体(13)内部。

3.根据权利要求1所述的驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，所述回压控制系统包括依次连接的回压阀(26)、活塞式中间容器(29)和平流泵(30)；

回压阀(26)的进气端与第一四通阀(20)相连，控制端与活塞式中间容器(29)相连，回压阀(26)接有泄压管路(25)。

4.根据权利要求1所述的驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，气源(1)和第一三通阀(5)之间还设有干燥器(2)、压力调节器(3)和气体流量控制器(4)。

5.根据权利要求1所述的驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，泡沫发生器(9)为多孔介质，通过螺纹旋盖与腔体底盖(10)连接；

当带有泡沫发生器(9)的腔体底盖(10)装在泡沫评价腔体(13)底部时，泡沫发生器(9)与泡沫评价腔体(13)内部空间无缝对接，其上端面与刻度标尺(14)零刻度线相平齐。

6.根据权利要求5所述的驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，多孔介质为模拟油藏孔隙特征的石英烧结板或油藏岩心。

7.根据权利要求1所述的驱油用泡沫体系评价装置，其特征在于，第一管道的另一端接有第二四通阀(22)，第二四通阀(22)的另外三个接头分别接有清洗管路(21)、第一压力表(23)和放空管道路(24)。