[發明專利]一種超聲波稠油降粘動態模擬實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201911345111.5
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111088968B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 梁偉;張雷;蓋平原;謝志勤;劉冬青;沈靜;趙延茹;劉延峰;尚躍強;張紫軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B49/00
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 鄭向群

本發明屬于稠油開采物理模擬實驗技術領域，具體涉及一種超聲波改變稠油粘度的動態模擬實驗裝置及方法。該裝置包括巖心夾持器、圍壓泵、超聲波發生器、超聲波換能器、換能?驅替接頭、驅替泵、控制閥一、控制閥二、中間容器一、中間容器二、加熱套、盛液容器、出液口控制閥、驅替壓力表、圍壓壓力表、圍壓控制閥、進液控制閥、三通閥、控壓閥。所述的圍壓泵與巖心夾持器通過管線相連，之間依次連接圍壓壓力表和圍壓控制閥。所述的超聲波發生器，將電能轉化為與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號，與超聲波換能器連接。本發明實驗裝置及方法，對超聲波降粘室內研究和現場試驗起到進一步的推動作用，為稠油油藏物理法降粘合理應用提供堅實的理論基礎和室內模擬手段。

技術領域

本發明屬于稠油開采物理模擬實驗技術領域，具體涉及一種超聲波改變稠油粘度的動態模擬實驗裝置及方法。

背景技術

我國稠油資源豐富已探明儲量約40億噸，占石油總儲量的20%以上，分布在遼河油田、新疆油田、勝利油田、河南油田和渤海油田五大稠油開發生產區，成為我國石油資源增儲上產的主力軍。但由于稠油的粘度較大，在地層中的流動阻力較大，常規開采方式難以奏效。目前，稠油開采一般采用注蒸汽熱采方式，由于常規注蒸汽熱采是以物理降粘為主，隨溫度降低稠油粘度迅速恢復，導致熱采周期較短，仍存在層內流動難、甚至不能流動等問題；同時，受稠油粘度反彈的影響，稠油井筒舉升及地面輸運難度逐漸加大，目前主要靠摻稀油、摻水化學乳化或電加熱的方法降粘，但受到就地稀油資源、經濟效益和環境污染控制壓力等的限制。聲波降粘采油技術通過聲波來處理油層，解除油層堵塞，提高地層內流體的滲流能力，以達到增加油井產量，提高原油采收率的目的，以其適應性強、具有明顯的增油控水效應、工藝簡單成本低、對油層無傷害等優勢，正逐步受到國內外石油工業的高度重視。

許洪星等發明的專利“超聲波輔助稠油化學催化裂解靜態模擬實驗裝置及方法”（ZL201210086308.3），公開了一種超聲波輔助稠油化學催化裂解靜態模擬實驗裝置及方法，其靜態模擬實驗裝置包括內部裝有實驗溶液的反應罐、對反應罐內所裝實驗溶液進行恒溫加熱的恒溫加熱裝置、溫度檢測單元、壓力檢測單元、安裝在反應罐上且對反應罐內所裝實驗溶液進行超聲波處理的超聲波換能器、與超聲波換能器相接的超聲波發生器、安裝在反應罐上的排氣閥和實驗前向反應罐內充入氮氣的高壓氮氣瓶，反應罐置于恒溫加熱裝置內，開展降粘實驗。該專利屬于靜態模擬實驗裝置及方法，和真實油藏相比，其未考慮超聲波對稠油的作用距離、聲腔衰弱和稠油狀態的考慮。

董惠娟等發表的文獻“原油超聲波降黏實驗研究”（石油學報，2010年，31（3）），采用全波長聚能型壓電超聲換能器及變幅桿浸入式反應器，對原油油樣進行了超聲降黏處理，測定了黏溫曲線。分析超聲處理時間、換能器工作電流和含水率對原油超聲降黏效果的影響，屬于超聲波對原油靜態降粘實驗方法，無法模擬油藏條件下降粘效果。

發明內容

本發明針對現有技術的不足而提供一種超聲波稠油降粘動態模擬實驗裝置及方法。本發明的實驗裝置結構簡單、設計合理且安裝、操作方便，投入成本低，工作性能可靠且模擬效果好，適用面廣。

本發明的目的之一公開了一種超聲波稠油降粘動態模擬實驗裝置，包括：巖心夾持器1、圍壓泵2、超聲波發生器3、超聲波換能器4、換能-驅替接頭5、驅替泵6、控制閥一7、控制閥二8、中間容器一9、中間容器二10、加熱套11、盛液容器12、出液口控制閥13、驅替壓力表14、圍壓壓力表15、圍壓控制閥16、進液控制閥17、三通閥18、控壓閥19。

所述的圍壓泵2與巖心夾持器1通過管線相連，之間依次連接圍壓壓力表15和圍壓控制閥16。

所述的超聲波發生器3，將電能轉化為與超聲波換能器4相匹配的高頻交流電信號，與超聲波換能器4連接。

所述的超聲波換能器4，將輸入的功率轉化為超聲波再傳遞出去，一端與超聲波發生器3連接，另一端與換能-驅替接頭5連接。

所述的換能-驅替接頭5一端與超聲波換能器4相連另一端與巖心夾持器1相連。