[發明專利]對比二氧化碳-泡沫驅驅替階段的方法與裝置

在審

• 申請號: 201711491240.6
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108179999A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 劉麗;皮彥夫;何影;王利生;范家偉;劉金鑫;李靜
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/22;E21B47/00;B01F7/16;B01F3/04
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

1.一種對比二氧化碳-泡沫驅驅替階段的方法，其特征在于：依據實際要模擬的礦場情況，根據礦場進行二氧化碳-泡沫驅之前的水驅采收率即水驅階段采出程度，來確定室內實驗的水驅截止時間節點；在進行二氧化碳-泡沫驅的對比實驗方案時，水驅階段的階段采出程度誤差范圍需要控制在±0.01%之間，從而使得在實驗室內進行水驅的基礎上，二氧化碳-泡沫驅階段開始前的剩余油飽和度保持一致; 之后,進行二氧化碳-泡沫驅的對比實驗，按照各對比實驗中的二氧化碳-泡沫驅階段采出程度提高幅度，優選出二氧化碳-泡沫驅參數或最優二氧化碳-泡沫驅方案，實現有效對比。

2.根據權利要求1所述的對比二氧化碳-泡沫驅驅替階段的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟，

第一步，根據要模擬的礦場區塊確定此礦場區塊的動態開采特征，根據此動態開采特征確定水驅階段采出程度;該水驅階段采出程度的數值表示為A，以礦場水驅階段含水率達到98%時的水驅階段采出程度來確定；確定所述礦場區塊的地質特征, 所述礦場區塊的地質特征包括孔隙度、滲透率、區塊粒度分布、膠黏劑含量及地層破裂壓力；

第二步，根據第一步中確定的礦場區塊的地質特征制備人造巖心；

第三步，根據礦場情況以及相似區塊的二氧化碳驅開發情況，確定要注入的二氧化碳參數和發泡劑的種類；

第四步，從第二步中制備完畢的巖心中篩選出若干塊巖心，所述巖心的數量為B，對所述若干塊巖心進行實驗準備，即分別依次抽空、飽和水和飽和油；

第五步，按照第三步中確定的二氧化碳參數確定實驗用二氧化碳的純度以及注入壓力，將二氧化碳裝入注二氧化碳活塞容器，將發泡劑按照一定質量比配制成發泡液，并裝入注發泡液活塞容器，準備注入用水并將其裝入注水活塞容器；

第六步，連接驅替實驗裝置，開始實驗；

第七步，將第四步中獲得的B塊巖心分別水驅至礦場水驅階段含水率達到98%時的水驅階段采出程度C，當C值與第一步中確定的水驅階段采出程度A值相同或誤差范圍在±0.01%之間時，水驅階段停止；

第八步，對第七步中水驅階段已完成的B塊巖心依照二氧化碳-泡沫驅對比設計方案進行二氧化碳-泡沫驅階段驅替，驅替至設計方案，停止；

第九步，對比第八步各對比實驗中的二氧化碳-泡沫驅階段采出程度提高幅度，優選出二氧化碳-泡沫驅參數或最優二氧化碳-泡沫驅方案，實現有效對比。

3.一種對比二氧化碳-泡沫驅驅替階段的裝置，包括人造巖心、高壓驅替泵、鋼管線、六通、注水活塞容器、注二氧化碳活塞容器、注發泡液活塞容器、上部閥門、下部閥門、壓力表、控制閥門、巖心夾持器、普通電纜和隔熱電纜，其特征在于：所述裝置還包括發泡器、自動計量裝置、恒溫箱、攪拌器和計算機、高壓觀察窗、回壓閥、氣體質量流量控制器以及氣量計；

所述發泡器具有入口端和出口端以及觀察窗，在發泡器內置有噴嘴和抽吸速度設置器；

其中，所述高壓驅替泵通過鋼管線和六通連接，六通通過鋼管線分別和注水活塞容器、注二氧化碳活塞容器的下部閥門連接，注水活塞容器的上部閥門通過鋼管線和六通連接，注二氧化碳活塞容器上部和氣體質量流量控制器連接，氣體質量流量控制器通過鋼管線和發泡器連接；高壓驅替泵通過鋼管線和注發泡液活塞容器的下部閥門相連，注發泡液活塞容器的上部閥門通過鋼管線和發泡器連接；發泡器下部通過鋼管線和六通連接，六通上連接壓力表，六通通過鋼管線和巖心夾持器上左部的控制閥門連接，巖心夾持器右部的控制閥門通過鋼管線和高壓觀察窗連接，高壓觀察窗通過鋼管線和回壓閥連接，回壓閥通過鋼管線和自動計量裝置連接，自動計量裝置一端通過鋼管線和氣量計連接，自動計量裝置另一端通過隔熱電纜與計算機相連，計算機通過普通電纜和高壓驅替泵相連；

所述高壓驅替泵給整個驅替裝置提供動力，額定工作壓力不低于50MPa；所述六通為裝置提供多個通路；所述注水活塞容器、注二氧化碳活塞容器和注發泡液活塞容器為注入水、注入二氧化碳以及注發泡液的容器，其最大承壓為50MPa；

所述氣體質量流量控制器用于控制氣體流量，耐壓40MPa，流量范圍0-50mL/min，其流量和高壓驅替泵驅替速度保持一致；

所述發泡器中設置的噴嘴和攪拌器，用于使發泡劑和二氧化碳充分接觸，從而產生泡沫；所述發泡器中內置有抽吸泵，用于將泡沫排入后續鋼管線，其抽吸速度與驅替泵流速設置一致；所述壓力表用于記錄液體的注入壓力；

所述人造巖心為與礦場區塊物性接近的模型；所述高壓觀察窗額定工作壓力不低于50MPa，用于觀察采出端流體的相態；所述回壓閥用于控制采出端壓力，保證整個注入裝置中的壓力穩定；所述自動計量裝置承接采出液，可顯示出當前油量和液量，并會將上述值傳輸給所述計算機；所述氣量計用于計量采出氣的體積；

所述計算機在內置計算機程序的控制下可以通過人造巖心的飽和油量來計算水驅階段采出程度達到一定值時的采出油量，當該計算采出油量和自動計量裝置中采集的當前油量一致時，計算機會通過普通電纜給高壓驅替泵傳遞出停止注液的指令，使高壓驅替泵停止工作；所述計算機計算采出油量后會得到實際水驅階段采出程度，該數值與礦場含水率達到98%時的階段采出程度之間允許的誤差范圍在±0.01%之間；

所述恒溫箱使整個實驗流程保持在地層溫度下。