[發明專利]一種測量并聯巖心泡沫驅氣相分流量的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210309145.0
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102865898A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 李松巖;李兆敏;張東;李賓飛;張超
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01F22/02
• 分類號: G01F22/02;G01N7/10
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種測量并聯巖心泡沫驅氣相分流量的裝置，其特征在于，該裝置包括泡沫發生裝置、盛放地層水的中間容器（4）、盛放原油的中間容器（5）、恒溫箱（27）、巖心管（10）、巖心管（11）和數據采集系統；所述的巖心管（10）及巖心管（11）并聯安裝在所述的恒溫箱（27）內；所述的泡沫發生裝置、盛放地層水的中間容器（4）、盛放原油的中間容器（5）分別通過六通閥（9）與巖心管（10）及巖心管（11）的入口相連；所述的數據采集系統包括分別與計算機（25）相連的壓力傳感器（26）、稱重傳感器（19）和稱重傳感器（20），所述的壓力傳感器（26）安裝在六通閥（9）處，即巖心管（10）及巖心管（11）入口端，所述巖心管（10）出口通過回壓閥（13）與產出液收集器（15）相連，所述巖心管（11）出口通過回壓閥（14）與產出液收集器（16）相連；所述的回壓閥（13）和回壓閥（14）分別與手搖泵（12）相連；所述的回壓閥（13）和回壓閥（14）受手搖泵（12）控制壓力；所述稱重傳感器（19）安裝在產出液收集器（15）的底部，所述稱重傳感器（20）安裝在產出液收集器（16）的底部；所述的壓力傳感器（26）用于監測所述巖心管（10）及（11）的入口壓力，所述的稱重傳感器（19）及（20）用于監測所述巖心管（10）及巖心管（11）出口分液量的重量；廣口瓶（23）通過氣體計量器（21）與產出液收集器（15）相連；廣口瓶（24）通過氣體計量器（22）與產出液收集器（16）相連。

2.根據權利要求1所述的一種測量并聯巖心泡沫驅氣相分流量的裝置，其特征在于，所述泡沫發生裝置，包括氣瓶（1）、平流泵（6）、平流泵（7）、盛放氣體的中間容器（2）、盛放起泡劑溶液的中間容器（3）和泡沫發生器（8）；所述盛放氣體的中間容器（2）和盛放起泡劑溶液的中間容器（3）的出料端分別與所述的泡沫發生器（8）的入口相連，所述平流泵（6）與盛放氣體的中間容器（2）底部相連，所述平流泵（7）分別與盛放起泡劑溶液的中間容器（3）、盛放原油的中間容器（5）和盛放地層水的中間容器（4）的底部相連，所述泡沫發生器（8）通過六通閥（9）與巖心管（10）及巖心管（11）的入口相連。

3.一種利用如權利要求1所述裝置測量并聯巖心泡沫驅氣相分流量的方法，其特征在于，包括步驟如下：

（1）模擬油田地層條件：將石英砂按照配比分別填制巖心管（10）及巖心管（11）；

（2）利用氣測滲透率儀測量所述巖心管（10）及巖心管（11）的滲透率，稱取填砂后的巖心管（10）及巖心管（11）的干重分別為m1、m2；

（3）將填砂后的巖心管（10）及巖心管（11）抽真空，保持4~5小時；

（4）將巖心管（10）及巖心管（11）分別飽和地層水：調節六通閥（9），利用平流泵（7）將盛放地層水的中間容器（4）中的地層水驅替至填砂后的并聯的巖心管（10）及巖心管（11）；

（5）關閉平流泵（7），分別稱取填砂后的巖心管（10）及巖心管（11）的濕重m′₁、m′₂，根據公式①計算所述各巖心管的孔隙體積V₀

V0=m′-mρ]]>3①

式中，V₀—填砂后的巖心管的孔隙體積，mL；m—填砂后的巖心管干重，g；m′—填砂后的巖心管濕重，g；ρ—地層水的密度，g/cm³；

（6）利用恒溫箱（27）對填砂后的巖心管（10）及（11）進行加熱，恒溫至要模擬地層溫度，待用；

（7）控制手搖泵（12），調節回壓閥（13）及（14）的壓力至模擬地層壓力P_h；

（8）打開平流泵（7），向并聯巖心管（10）及（11）同時注入起泡劑溶液段塞；

（9）測量得到并聯巖心管入口壓力為P₀；打開氣瓶（1），向中間容器（2）充氣至壓力P₀；

（10）打開平流泵（6）驅替中間容器（2）中的氣體，氣體與起泡劑溶液按體積比1：1混合，經過泡沫發生器（8）形成泡沫后，經過六通閥（9），所述泡沫以1~5ml/min的速度注入并聯巖心管（10）及巖心管（11）中，注入泡沫的體積為0.3~6PV，記錄六通閥（9）處的壓力，即并聯的巖心管入口壓力；

（11）關閉平流泵（6）；

（12）打開平流泵（7），將地層水按1~5ml/min的速度注入并聯的巖心管（10）及巖心管（11）中，對注入泡沫后的巖心管（10）及巖心管（11）進行后續水驅，記錄六通閥（9）處的壓力，即并聯的巖心管入口壓力；利用質量傳感器（19）及質量傳感器（20）記錄并聯的巖心管（10）、（11）出口端液相分流量數據，同時利用氣體計量器（21）及（22）分別記錄并聯巖心管（10）和（11）出口端氣相分流量數據：

液相分流量數據，沿并聯的巖心管（10）和巖心管（11）出口端流出的液體分別進入產出液收集器（15）及產出液收集器（16）中，通過天平（17）稱量相同時間間隔下的產出液收集器（15）的質量，即巖心管（10）出口端液相分流質量；通過天平（18）稱量相同時間間隔下的產出液收集器（16）的質量，即巖心管（11）出口端液相分流質量；

氣相分流量數據，沿并聯的巖心管（10）和巖心管（11）出口端流出的氣體分別進入氣體計量器（21）及氣體計量器（22）中，通過調整廣口瓶（23）的高度，使得廣口瓶（23）中的液面高度與氣體計量器（21）中的液面相平，記錄相同時間間隔下氣體計量器（21）中液面的讀數，即巖心管（10）出口端的氣相分流體積；通過調整廣口瓶（24）的高度，使得廣口瓶（24）中的液面高度與氣體計量器（22）中的液面相平，記錄相同時間間隔下氣體計量器（22）中液面的讀數，即巖心管（11）出口端的氣相分流體積；

(13)計算上述n個時間點的并聯的巖心管（10）和巖心管（11）出口端的液相分流量數據：巖心管（10）的出口液相分流質量為M₁，M₂，……M_n，則巖心管（10）的出口液相分流體積為（n大于等于1）；巖心管（11）的出口液相分流質量為N₁，N₂，……，N_n，則巖心管（10）的出口液相分流體積為（n大于等于1），將注入巖心管中的流體的PV_n對應并聯的巖心管（10）出口端的液相體積V_ln繪制關系曲線a，將注入巖心管中的流體的PV_n對應并聯的巖心管（11）出口端的液相體積V′_ln繪制關系曲線b，其中，PV_n的物理含義是指注入流體的孔隙體積倍數，（n大于等于1），其中V為流體注入流速，mL/min，具體指起泡劑段塞的注入速度、注泡沫速度、后續水驅速度，上述三者速度都相等；

（14）將注入巖心管中的流體的PV_n對應巖心管（10）出口端的氣相分流體積V_g1，V_g2，……，V_gn繪制關系曲線c，將注入巖心管中的流體的PV_n對應巖心管（11）出口端的氣相分流體積V′_g1，V′_g2，……，V′_gn繪制關系曲線d；

（15）計算并聯巖心管兩端的壓力差ΔP_n，其中ΔP₁＝P₁-P_h，……，ΔP_n＝P_n-P_h（n大于等于1）結合時間點對應的注入巖心管中的流體的PVn繪制關系曲線e。