[發(fā)明專利]多孔介質(zhì)中孔喉尺度彈性微球運(yùn)移的孔隙級模擬實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310674311.1
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103674806A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚傳進(jìn);雷光倫;程明明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 李貴蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔介質(zhì)中孔喉尺度彈性微球運(yùn)移的孔隙級模擬實(shí)驗(yàn)裝置，屬于孔隙級流動模擬技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著油田進(jìn)入高/特高含水期，油田注水開發(fā)存在的問題越來越復(fù)雜，穩(wěn)油控水的難度也越來越大，傳統(tǒng)的調(diào)剖技術(shù)作用半徑小，封堵強(qiáng)度有限、增產(chǎn)有效期短、效果差，已不能滿足調(diào)剖的要求。為此，各種深部調(diào)剖(驅(qū))技術(shù)相繼被提出，并得到了廣泛的應(yīng)用。其中，孔喉尺度彈性微球深部調(diào)驅(qū)技術(shù)以孔喉尺度彈性微球的獨(dú)特性質(zhì)得到了足夠的重視。

與傳統(tǒng)的無機(jī)顆粒、體膨顆粒、凝膠類等調(diào)驅(qū)劑相比，孔喉尺度彈性微球具有耐溫、耐鹽能力強(qiáng)，封堵強(qiáng)度高，注入方便、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，其主要原理是針對油藏巖石的納微米級孔喉尺寸特征，合成與之匹配的孔喉尺度彈性微球，孔喉尺度彈性微球依靠自身的彈性，通過在巖石多孔介質(zhì)運(yùn)移過程中的“封堵、流體分流—變形、恢復(fù)、運(yùn)移—深部封堵、流體分流”機(jī)制，在高滲透帶不斷地封堵和運(yùn)移，直達(dá)油層深部，從而提高油層深部剩余油富集區(qū)的波及體積和驅(qū)替效率，大幅度提高原油的采收率。

孔喉尺度彈性微球在多孔介質(zhì)中的滲流是一個極其復(fù)雜的過程，它涉及到孔喉尺度彈性微球在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移、封堵、變形機(jī)理，還涉及到其與原油、巖石間的相互作用。決定孔喉尺度彈性微球深部調(diào)驅(qū)技術(shù)應(yīng)用前景的關(guān)鍵問題是：科學(xué)合理地描述孔喉尺度彈性微球在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移機(jī)制和提高采收率機(jī)理。因此，開展多孔介質(zhì)中孔喉尺度彈性微球運(yùn)移的孔隙級模擬研究，不僅具有重要的理論意義，而且具有重要的實(shí)際價值。

為了全面揭示孔喉尺度彈性微球的運(yùn)移機(jī)制和提高采收率機(jī)理，就需要借助微觀可視化模型。目前，最常用的微觀可視化模型是微觀刻蝕模型。微觀刻蝕模型是采用光刻蝕技術(shù)將放大后的巖石孔喉特征光刻在玻璃等材料上，經(jīng)氫氟酸刻蝕后高溫?zé)Y(jié)成型而成。但是，該模型是二維模型，刻蝕在玻璃等材料上的是放大后的巖石孔喉特征，不能準(zhǔn)確反映真實(shí)油藏巖石的多孔介質(zhì)特征；同時，由于孔喉尺度彈性微球的大小與微觀刻蝕模型的孔喉大小屬于同一個數(shù)量級，致使孔喉尺度彈性微球注入微觀刻蝕模型后，很難清洗，重復(fù)性較差，而且無法實(shí)現(xiàn)定量測量。

因此，要全面地揭示孔喉尺度彈性微球的運(yùn)移機(jī)制和提高采收率機(jī)理，就需要從真實(shí)油藏巖石孔喉特征及孔喉尺度彈性微球的尺寸特點(diǎn)出發(fā)，構(gòu)建新的微觀可視化模型及模擬系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種多孔介質(zhì)中孔喉尺度彈性微球運(yùn)移的孔隙級模擬實(shí)驗(yàn)裝置，本發(fā)明的目的是根據(jù)真實(shí)油藏巖石的孔喉特征及孔喉尺度彈性微球的尺寸特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種適用于孔喉尺度彈性微球的微觀可視化透明石英砂模型，并構(gòu)建圖像實(shí)時采集及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過顯微觀察和定量分析相結(jié)合的方法，從本質(zhì)上認(rèn)識孔喉尺度彈性微球的運(yùn)移機(jī)制和提高采收率機(jī)理，從而為孔喉尺度彈性微球深部調(diào)驅(qū)技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種多孔介質(zhì)中孔喉尺度彈性微球運(yùn)移的孔隙級模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括微量泵、第一中間容器、第二中間容器、第三中間容器、壓力傳感器、微觀可視化透明石英砂模型、取樣器、真空泵、鼓泡塔和計(jì)算機(jī)，其中，微量泵上設(shè)置有管線及閥門依次與第一中間容器、第二中間容器、第三中間容器、壓力傳感器、微觀可視化透明石英砂模型、取樣器、真空泵、鼓泡塔相連接；壓力傳感器通過第一數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連；微觀可視化透明石英砂模型的上方設(shè)置有三維視頻顯微鏡，三維視頻顯微鏡上設(shè)置有第二數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連；微觀可視化透明石英砂模型的下面設(shè)置有熱水循環(huán)加熱器，熱水循環(huán)加熱器上設(shè)置有進(jìn)水管和出水管與恒溫循環(huán)水浴相連，取樣器中放置有取樣杯，取樣器上設(shè)置有三通接頭與一側(cè)的真空泵和鼓泡塔相連。

上述裝置中，微量泵流速的可調(diào)范圍為0.001～1200mL/h；第一中間容器、第二中間容器、第三中間容器分別用于存放模擬地層水、模擬油和孔喉尺度彈性微球懸浮液；壓力傳感器的測量精度為0.001kPa，采集頻率為5次/s；三維視頻顯微鏡配套有圖像采集分析軟件，可以進(jìn)行錄像和拍照，錄像速度上限為360幀/s、拍照功能像素上限為1600萬，也可以對長、寬、直徑、角度、面積等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，長度的測量精度為0.001μm、角度的測量精度為0.001度；調(diào)整恒溫循環(huán)水浴的溫度，可以控制微觀可視化透明石英砂模型中流體的溫度；取樣杯用于分離和計(jì)量產(chǎn)出流體；真空泵用來對微觀可視化透明石英砂模型進(jìn)行抽真空飽和模擬地層水；鼓泡塔中的液體為去離子水。