[發明專利]大液量恒壓驅替室內物理模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201510322248.4
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104963663B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 李斌會;余昭艷;李宜強;劉哲宇;郭虎;席彥強;孔德彬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙)11367
• 代理人: 孫海波

技術領域

本發明屬于油氣田開發技術領域，涉及一種巖芯驅替模擬實驗裝置，尤其涉及一種大液量恒壓驅替室內物理模擬實驗裝置。

背景技術

在油氣田開發技術領域中，通常采用巖芯驅替實驗模擬油氣田實際開采原油的過程。該實驗有時需要注入大量的驅替液（通常為水），整個實驗一般需要驅替至少半個月以上，在驅替過程中需要不斷地向中間容器中補充驅替液，這將大大增加科研人員的勞動強度，而且影響實驗進度。在進行大液量驅替實驗時，驅替液中的雜質和氣體（在添加驅替液時，驅替液不斷震蕩，使得氣體在驅替液中溶解）不斷地在巖芯中累積，雜質和氣體進入巖芯，對油水兩相的滲流影響很大，從而導致水驅滲流規律和驅油效果產生異常，嚴重時還會造成巖芯堵塞，使驅替實驗失敗。在進行大液量驅替實驗時，驅替時間和PV數遠遠大于常規的水驅油實驗，若仍采用普通試管計量油水產出量，則存在較大的累積誤差。因此，急需開發一種大液量恒壓驅替室內物理模擬實驗裝置，以實現能夠自動添加驅替液、有效去除雜質和溶解氣、有效分離油水和精確計量產油量等功能。

現有的巖芯驅替裝置雖然可以模擬室內驅替實驗，但通常是模擬小液量的驅替實驗，若進行大液量驅替實驗，則需要不斷地補充驅替液，而且在每次添加驅替液時，都需要將中間容器頂部的蓋子擰開，加滿驅替液后，再將蓋子擰緊，這不僅增加工作強度，而且影響實驗進度；在大液量驅替實驗中，雜質和驅替液中的溶解氣產生的影響不斷累積，這對實驗結果的影響比一般驅替實驗大得多，現有技術解決沉淀及結垢物進入巖芯的方法主要是采用不銹鋼材質的中間容器，或者在中間容器的內壁上涂覆防腐層，以防止中間容器腐蝕和生銹，但是容器中的驅替液本身產生的沉淀及結垢物是無法阻止的，這仍然會造成巖芯堵塞。公布號為CN102536180A的發明專利公開了一種巖芯驅替裝置，該裝置能有效避免沉淀及結垢物進入巖芯，但是仍存在很多缺陷，無法解決現有技術中存在的問題，該裝置在巖芯的管線入口端包裹一層過濾膜以去除雜質，但是在實際操作過程中，僅依靠簡單的包裹是無法保證該專利所述的陶瓷和膠結石英砂等硬質材料與管線充分接觸而不留大空隙的，因此不能有效去除雜質和溶解氣；該裝置中包裹有過濾膜的管線設置在中間容器的底部，一方面使得更換過濾膜存在困難，另一方面當中間容器的活塞運移到底部時，要么造成活塞被包裹有過濾膜的管線卡死，要么造成包裹有過濾膜的管線折斷，因此操作性很差。此外，在進行大液量驅替實驗時，需要精確計量油水的體積，而現有技術中多采用試管接液計量，每次讀數產生的誤差不斷累積，造成最終結果的誤差很大，整個實驗至少驅替半個月以上，需要不斷更換試管，工作量很大；在驅替實驗中，向中間容器添加驅替液時容易發生震蕩，大量氣體在液體中溶解，現有技術沒有對此采取任何措施，這將對實驗結果產生很大影響。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種大液量恒壓驅替室內物理模擬實驗裝置，其目的在于：實現大液量驅替過程中自動加水、有效去除雜質和水中的溶解氣、降低油水計量誤差及提高可操作性等功能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種大液量恒壓驅替室內物理模擬實驗裝置，包括自動加水裝置、加油裝置、除雜裝置、壓力采集裝置、油水計量裝置和巖芯夾持裝置，所述自動加水裝置包括自動加水裝置Ⅰ和自動加水裝置Ⅱ，所述除雜裝置包括除雜裝置Ⅰ和除雜裝置Ⅱ，所述自動加水裝置Ⅰ和自動加水裝置Ⅱ均與除雜裝置Ⅰ連接，所述加油裝置與除雜裝置Ⅱ連接。

本發明采用兩套自動加水裝置，可為大液量恒壓驅替實驗提供充足的水源，在驅替過程中，當水容器Ⅰ中的水不充分或者用完時，水容器Ⅱ中的水開始進行驅替工作，此時水容器Ⅰ開始上水，當水容器Ⅱ中的水不充分或者用完時，水容器Ⅰ中的水又開始進行驅替工作，以此類推，確保水源充足，不影響實驗進度。此外，本發明還采用兩套除雜裝置，除雜裝置Ⅰ用于除去水中的雜質，除雜裝置Ⅱ用于除去油中的雜質。

優選的是，所述自動加水裝置Ⅰ包括控制裝置、水源Ⅰ、水源Ⅰ電磁開關、水容器Ⅰ、水容器Ⅰ電磁開關、液位傳感器Ⅰ、換向閥門電磁開關Ⅰ、換氣電磁開關、真空泵、氣源Ⅰ、氣源Ⅰ電磁開關、管線和數據線。氣源Ⅰ為水容器Ⅰ中的水進入巖芯提供動力；液位傳感器Ⅰ測量并傳輸水容器Ⅰ中的水面高度；真空泵一方面為水容器Ⅰ上水提供動力，另一方面通過抽真空除去水中的溶解氣，從而減少水中的溶解氣對驅替實驗的影響；數據線用于傳輸數據和給相關設備供電；管線可作為流體流動的通道。所述換向閥門可采用六通閥門，至少留出一個通孔以確保空氣進入水容器Ⅰ中。