[發明專利]一種二氧化碳泡沫封竄實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010693370.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111810139A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 時維才;余曉玲;呂紅梅;崔永亮
• 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江蘇油田分公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/16;E21B33/13
• 代理公司: 北京文苑專利代理有限公司 11516
• 代理人: 王煒

為了解決目前實驗裝置不能模擬泡沫在地層長時間運動過程的問題，本申請提供了一種二氧化碳泡沫封竄實驗裝置及方法，該裝置包括注入系統、循環驅替系統、回壓系統、加熱保溫系統和數據采集系統；注入系統用于將二氧化碳、地層水、起泡劑通入循環驅替系統；回壓系統用于向循環驅替系統提供壓力，以使循環驅替系統達到設定的壓力；加熱保溫系統用于向循環驅替系統提供熱量，以使循環驅替系統達到設定的溫度；循環驅替系統用于模擬地層條件下泡沫生成及流動過程；數據采集系統用于采集循環驅替系統的實驗數據。本申請通過循環驅替模擬二氧化碳泡沫體系在地層長時間運動的過程，從而探索泡沫體系封竄機理。

技術領域

本發明涉及油田開采領域，具體而言，涉及一種二氧化碳泡沫封竄實驗裝置及方法。

背景技術

二氧化碳驅油技術是把二氧化碳注入油層中以提高油田采油率的技術。氣竄是二氧化碳驅工藝普遍存在的問題，治理氣竄的方法主要有泡沫封竄、凝膠封竄、有機胺鹽封竄等，泡沫封竄由于注入性好、污染小而具有獨特優勢，而且在現場試驗已經取得明顯效果，是治理二氧化碳氣竄最具潛力的一項工藝技術。

針對泡沫封竄的評價裝置主要是泡沫儀，用于測定產生泡沫的體積、泡沫半衰期以及泡沫形態，如羅氏泡沫儀。泡沫儀僅是評價特定壓力下的起泡性能，不能模擬泡沫在地層的動態情況。目前模擬泡沫在地層運動形態的實驗裝置一般是填砂管驅替實驗裝置或玻璃平板模型，但這些實驗裝置不能模擬泡沫在地層長時間運動的過程。

發明內容

為了解決目前實驗裝置不能模擬泡沫在地層長時間運動過程的問題，本發明實施例提供了一種二氧化碳泡沫封竄實驗裝置及方法，通過循環驅替模擬二氧化碳泡沫體系長時間在地層長時間運動的過程，從而探索泡沫體系封竄機理。

第一方面，本發明實施例提供了一種二氧化碳泡沫封竄實驗裝置，包括注入系統、循環驅替系統、回壓系統、加熱保溫系統和數據采集系統，所述循環驅替系統分別與注入系統、回壓系統、加熱保溫系統、數據采集系統連接；所述注入系統用于將二氧化碳、地層水、起泡劑通入所述循環驅替系統；所述回壓系統用于向所述循環驅替系統提供壓力，以使所述循環驅替系統達到設定的壓力；所述加熱保溫系統用于向所述循環驅替系統提供熱量，以使所述循環驅替系統達到設定的溫度；所述循環驅替系統用于模擬地層條件下泡沫生成及流動過程；所述數據采集系統用于采集所述循環驅替系統的實驗數據。

其中，所述循環驅替系統包括循環泵、儲層模擬器單元，所述循環泵與所述儲層模擬器單元連接且形成回路；所述儲層模擬器單元包括多個串聯或并聯的儲層模擬器，所述儲層模擬器用于填砂，或者用于安裝巖心，以模擬地層巖石物性參數。

其中，所述儲層模擬器連接有高壓視窗，所述高壓視窗位于所述循環泵與所述儲層模擬器形成的回路中，所述高壓視窗用于觀察在設定溫度、壓力條件下泡沫形態以及泡沫經歷起泡、消泡、再起泡的過程。

其中，所述注入系統包括二氧化碳氣瓶、第一活塞容器、第二活塞容器、平流泵，所述第一活塞容器用于存儲地層水，所述第二活塞容器用于存儲起泡劑，所述二氧化碳氣瓶、第一活塞容器、第二活塞容器均與所述循環驅替系統的儲層模擬器連接；所述平流泵分別與所述第一活塞容器、第二活塞容器連接。

其中，所述回壓系統包括環壓泵、回壓泵、緩沖罐、回壓閥，所述環壓泵與所述循環驅替系統的儲層模擬器連接，所述回壓閥分別與所述回壓泵、緩沖罐、所述循環驅替系統連接。

其中，所述加熱保溫系統包括恒溫箱，所述循環驅替系統的儲層模擬器位于所述恒溫箱中。

第二方面，本發明實施例還提供一種二氧化碳泡沫封竄實驗方法，應用上述任一項所述的二氧化碳泡沫封竄實驗裝置，包括：通過回壓系統向所述循環驅替系統提供壓力，以使所述循環驅替系統達到設定的壓力；通過加熱保溫系統向所述循環驅替系統提供熱量，以使所述循環驅替系統達到設定的溫度；通過注入系統將地層水通入循環驅替系統；通過所述循環驅替系統模擬地層條件下泡沫生成及流動過程；通過數據采集系統采集所述循環驅替系統的實驗數據。