CN202202850U - 多介质驱油物理模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多介质驱油物理模拟实验装置，包括模拟油藏的模型部分、产生高压驱替介质并向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高压驱替泵、第一~第三中间容器、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生蒸汽的蒸汽生成装置、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生泡沫的泡沫生成装置。本实用新型的实验装置可满足化学驱、热水驱、蒸汽驱、泡沫驱的驱油物模实验要求，集成化程度高，布局合理，能够承担多种介质驱油的实验研究任务，可大大降低实验投入成本。

Description

多介质驱油物理模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及采油技术中的多种介质驱油研究的物理模拟实验装置。

背景技术

现有技术中的用于采油的驱剂的物理模拟实验，是通过室内模拟油藏条件下不同驱剂在多孔介质中流动性能和油藏条件下驱剂的驱油效率，分析测定不同驱剂对开采原油的效果，进行开发方案筛选，为矿场开展不同驱剂采油提供必要的技术支持。要开展这项研究就需要物理模拟实验装置，该类实验装置的基本构成如中国专利公告号CN 2752886Y所公开的一种蒸汽驱油物理模拟装置那样，主要是模拟油藏的模型部分、向模型部分提供高压驱替介质的注入部分、收集从模型流出产出液的出液采集检测部分、采集并检测模型部分的温度压力等参数的检测部分构成，目前，各实验室用的物理模拟装置功能比较专一，如化学驱油物理模拟实验装置，蒸汽驱油物理模拟装置，泡沫驱油物理模拟装置，这类实验装置的注入部分只能产生单一的高压驱替介质，而不能进行多介质驱油物理模拟实验。

另外，现有技术中采用带有压力传感器的压力检测装置对模拟油藏的岩心管的压力进行检测，压力传感器的信号采集端直接与岩心管的测口连接，这样在实验时岩心管中的杂质就会进入压力传感器而影响检测甚至破坏压力传感器。另外，现有技术中蒸汽驱油物理模拟实验装置中采用蒸汽生成装置对驱替泵送入的液体（通常为二次水）加热生成蒸汽，但现有的蒸汽生成装置的产出的蒸汽的温度有限，无法获得热蒸汽驱油实验所需的温度为370℃的过热蒸汽。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种注入部分可根据需要产生不同驱替介质的多介质驱油物理模拟实验装置。

本实用新型的技术方案是：一种多介质驱油物理模拟实验装置，包括模拟油藏的模型部分、产生高压驱替介质并向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高压驱替泵，所述注入部分还包括分别容纳相应驱替介质的第一~第三中间容器、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生蒸汽的蒸汽生成装置、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生泡沫的泡沫生成装置；所述蒸汽生成装置主要包括蒸汽发生器，所述泡沫生成装置包括用于汇合驱替剂和高压气体以生成泡沫的泡沫发生器，泡沫发生器的第一个进口经管道对应的与所述第三中间容器的出口相连，泡沫发生器的第二个进口上连有用于提供高压气体的经管道依次串接的气瓶、增压泵；所述高压驱替泵的出口经管道与一个第一多通分配阀的进口连接，第一多通分配阀的多个出口经管道分别对应的与第一~第三中间容器的各个进口、蒸汽发生器的进口相连，蒸汽发生器的出口以及第一、第二中间容器的各个出口经管道分别与一个第二多通分配阀的各个对应的进口相连，所述泡沫发生器的出口经管道与第二多通分配阀的对应进口相连；第二多通分配阀的出口经管道与模拟部分的进口相连。

所述蒸汽发生器的出口与所述模拟部分进口之间连有串接第二多通分配阀的热介质管道，所述的蒸汽生成装置为过热蒸汽生成装置，所述过热蒸汽生成装置还包括套装于所述热介质管道上的对应部分的对水蒸汽加热以生成过热蒸汽的高温烘箱。

所述热介质管道上除了套设高温烘箱之外的部分上还套设有保温管。 

所述高温烘箱设于模型部分的进口处。

所述泡沫发生器上还连有用于观测泡沫生成情况的泡沫观察器。

所述实验装置还包括出液采集检测部分、检测部分，检测部分包括温度检测装置、压力检测装置和计算机，所述模型部分为岩心管，所述压力检测装置包括采集岩心管相应位置压力信号的压力传感器以及将压力传感器获得的信号转换、显示并输送给计算机的检测电路，压力检测装置还包括在各个压力传感器与岩心管的各对应测口之间连接的用于对压力传感器进行隔离保护的隔离容器，隔离容器具有在工作时充满蒸馏水的内部腔体，隔离容器具有与内部腔体相通的两个接口，其中一个接口与岩心管的测口连接，另一个接口与压力传感器的信号采集端连接。

本实用新型的实验装置可满足化学驱、热水驱、蒸汽驱、泡沫驱的驱油物模实验要求，集成化程度高，布局合理，能够承担多种介质驱油的实验研究任务，可大大降低实验投入成本。 

另外，本实用新型的蒸汽生成装置是一种可对蒸汽发生器所配套的蒸汽管路进行二次加热的过热蒸汽生成装置，可对水蒸汽进行梯次加热，使过热水蒸汽温度达到过热蒸汽驱物理模拟实验的要求，而可以进行过热蒸汽驱油物理模拟实验。

另外，本实用新型的压力检测装置中设有用于隔离传感器和岩心管并可以传递压力的隔离容器，从而能够有效的保护压力传感器不受异物污染而损坏。

附图说明

图1是本实用新型的多介质驱油物理模拟实验装置的实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的过热蒸汽生成装置的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的多介质驱油物理模拟实验装置的实施例，包括用于用于模拟油藏的模型部分、向模型部分提供多种高压驱替介质的注入部分、对模型部分的出液进行采集并检测的出液采集检测部分、对模型部分的温度及压力进行检测的检测部分。

本实施例中的模型部分为岩心管6，属于现有技术，它具有与注入部分相连的进口、与出液采集检测部分相连的出口以及供检测部分提取相应信号的测口。

本实施例中的出液采集检测部分属于现有技术，包括在岩心管6的出口所连的下游管道上依次串接的冷凝器11、回压控制器12、量筒13、手动增压泵14。

本实施例中的所述注入部分包括用于对相应驱替介质提供输送压力的高压驱替泵1、分别容纳相应的驱替介质的第一~第三中间容器51~53、与所述高压驱替泵1配合产生蒸汽的蒸汽生成装置、与所述高压驱替泵1及相应中间容器配合产生泡沫的泡沫生成装置。

如图2的本实用新型实施例中的蒸汽生成装置是一种可生成过热蒸汽的过热蒸汽生成装置，过热蒸汽生成装置的原理图所示，所述过热蒸汽生成装置主要包括经管道接于高压驱替泵1下游的用于将高压驱替泵1提供的液体变成水蒸汽的蒸汽发生器2、套装于蒸汽发生器2出口所连热介质管道上的对应部分的对水蒸汽加热以生成过热蒸汽的高温烘箱17，热介质管道是指所述蒸汽发生器的出口与所述模拟部分进口之间所连的管道，另外在蒸汽发生器2出口所连热介质管道上除了套设高温烘箱17之外的部分上还套设有保温管20，另外还在保温套管20上、高温烘箱17上、热介质管道的穿出高温烘箱17的位置上分别设有用于监测蒸汽温度的温控器21、22、23。另外，为了提高热交换效率，所述的通过保温烘箱17和保温套管20的管道做成螺旋状。过热蒸汽生成装置在工作时，将来自驱替泵（高压驱替泵1）的液体（二次水）加热汽化，产生设定温度的水蒸汽并稳定地输送注入岩心管，在输送过程中，高温烘箱17可对水蒸汽进行二次加热，将蒸汽发生器产生的320℃水蒸汽加热到370℃，从而满足过热蒸汽驱物理模拟实验的需要。将二次加热装置——高温烘箱设置在蒸汽输送管道的岩心管入口处，既保证进行370℃过热蒸汽实验时，将水蒸汽温度提高到370℃，又对蒸汽沿程起到保温作用，一举解决提高蒸汽温度和保持蒸汽温度稳定两个技术问题。在本实施例中，所述高温烘箱为最高温度达到400℃的干式加热的保温烘箱，保温烘箱和保温套能够长期稳定地保持在400℃温度运行。本实用新型中的过热蒸汽生成装置，根据实际所需的驱替介质，也可对介质不加热过高温度或不使高温烘箱而获得热水或非过热的蒸汽；上述的过热蒸汽生成装置在本实用新型的实验装置的如图1所示的实施例中，高温烘箱17设于岩心管6的进口处，并且还在蒸汽发生器2出口所连热介质管道上串接第二多通分配阀41（图2为原理图，故省略中间容器和多通控制阀）。

当然，在本实用新型其他实施例中，如果不需要获得过热蒸汽而仅需获得热水和非过热蒸汽，蒸汽生成装置也可以采用不包含高温烘箱的结构。

所述泡沫生成装置包括用于汇合驱替剂（起泡剂水溶液）和高压气体（空气、氮气或二氧化碳气）以生成泡沫的泡沫发生器9，泡沫发生器9的第一个进口经管道对应的与所述第三中间容器53的出口相连，泡沫发生器的第二个进口上连有用于提供高压气体的经管道依次串接的气瓶3、增压泵7、质量流量计8，泡沫发生器9上还连有用于观测泡沫生成情况的泡沫观察器10，泡沫观察窗10可用肉眼或配套摄像头及计算机进行监视。

所述高压驱替泵1的出口经管道与一个第一多通分配阀41的进口连接，第一多通分配阀41的多个出口经管道分别对应的与第一~第三中间容器51~53的各个进口、蒸汽发生器2的进口相连，蒸汽发生器2的出口以及第一、第二中间容器51、52的各个出口经管道分别与一个第二多通分配阀42的各个对应的进口相连，所述泡沫发生器9的出口经管道与第二多通分配阀42的对应进口相连。第二多通分配阀42的出口经管道与岩心管6的进口相连。

本实施例中检测部分包括温度检测装置、压力检测装置和计算机15。其中温度检测装置属于现有技术，包括采集岩心管6相应位置温度信号的温度传感器以及将温度传感器获得的信号转换、显示并输送给计算机15的检测电路30。

本实用新型的压力检测装置包括采集岩心管6相应位置压力信号的压力传感器16以及将压力传感器获得的信号转换、显示并输送给计算机15的检测电路40，检测电路40及压力传感器16属于现有技术，本实施例针对长岩心驱替实验，压力波动大、压差变动大的现象，采用多支不同量程压力传感器16并联阶梯式检测，通过自动切换既满足了压力检测量程，又保证了压力检测精度。为了防止在安装和拆卸压力传感器16时异物进入压力传感器16而导致传感器的损坏，本实用新型的压力检测装置的改进之处在于，本实用新型的压力检测装置还包括在各个压力传感器16与岩心管6的各对应测口之间连接的用于对压力传感器16进行隔离保护的隔离容器18，隔离容器18具有在工作时充满蒸馏水的内部腔体，隔离容器18具有与内部腔体相通的两个接口，其中一个接口通过一个三通阀门与岩心管6的测口连接，另一个接口与压力传感器16的信号采集端连接，在安装和拆卸压力传感器连接时只需要安装和拆卸与阀门连接的管道，避免岩心管中的介质与传感器的接触从而达到保护压力传感器的目的。

另外，为了保持实验环境不受外界温度影响，所述的岩心管6、第一~第三中间容器51~53、泡沫发生器9、压力传感器16、高温烘箱17、隔离容器18被设置于一个恒温箱中。

本实用新型的实验装置在工作时，通过如下对第一、二多通分配阀41、42以及相关管阀件的组合，配合压力检测装置、温度检测装置可进行如下的多种模拟实验：

A、使高压驱替泵1的出口经第一多通分配阀41根据介质的不同可选择与第一或第二中间容器51、52的进口连接，第一、第二中间容器51、52的出口经第二多通分配阀42与岩心管6的进口连接，可以进行普通化学驱物理模拟实验。

B、使高压驱替泵1的出口经第一多通分配阀41与蒸汽发生器2连接，蒸汽发生器2的出口直接经第二多通分配阀42与岩心管6的进口连接。可以进行热水驱、蒸汽驱物理模拟实验，加上高温烘箱17可进行过热蒸汽驱物理模拟实验。

C、使高压气瓶3、气体增压泵7、质量流量计8通过多通分配阀及中间容器与岩心管6连接，可进行气驱物理模拟实验。

D、使高压驱替泵1的出口经第一多通分配阀41与第三中间容器53的进口连接，第三中间容器53的出口与泡沫发生器9的进口连接，泡沫发生器9的出口经第二多通分配阀42与岩心管6的进口连接，可以进行泡沫驱物理模拟实验。

Claims (6)

1.一种多介质驱油物理模拟实验装置，包括模拟油藏的模型部分、产生高压驱替介质并向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高压驱替泵，其特征在于：所述注入部分还包括分别容纳相应驱替介质的第一~第三中间容器、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生蒸汽的蒸汽生成装置、与所述高压驱替泵及相应中间容器配合产生泡沫的泡沫生成装置；所述蒸汽生成装置主要包括蒸汽发生器，所述泡沫生成装置包括用于汇合驱替剂和高压气体以生成泡沫的泡沫发生器，泡沫发生器的第一个进口经管道对应的与所述第三中间容器的出口相连，泡沫发生器的第二个进口上连有用于提供高压气体的经管道依次串接的气瓶、增压泵；所述高压驱替泵的出口经管道与一个第一多通分配阀的进口连接，第一多通分配阀的多个出口经管道分别对应的与第一~第三中间容器的各个进口、蒸汽发生器的进口相连，蒸汽发生器的出口以及第一、第二中间容器的各个出口经管道分别与一个第二多通分配阀的各个对应的进口相连，所述泡沫发生器的出口经管道与第二多通分配阀的对应进口相连；第二多通分配阀的出口经管道与模拟部分的进口相连。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述蒸汽发生器的出口与所述模拟部分进口之间连有串接第二多通分配阀的热介质管道，所述的蒸汽生成装置为过热蒸汽生成装置，所述过热蒸汽生成装置还包括套装于所述热介质管道上的对应部分的对水蒸汽加热以生成过热蒸汽的高温烘箱。

3.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于：所述热介质管道上除了套设高温烘箱之外的部分上还套设有保温管。

4. 根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于：所述高温烘箱设于模型部分的进口处。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述泡沫发生器上还连有用于观测泡沫生成情况的泡沫观察器。

6.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述实验装置还包括出液采集检测部分、检测部分，检测部分包括温度检测装置、压力检测装置和计算机，所述模型部分为岩心管，所述压力检测装置包括采集岩心管相应位置压力信号的压力传感器以及将压力传感器获得的信号转换、显示并输送给计算机的检测电路，压力检测装置还包括在各个压力传感器与岩心管的各对应测口之间连接的用于对压力传感器进行隔离保护的隔离容器，隔离容器具有在工作时充满蒸馏水的内部腔体，隔离容器具有与内部腔体相通的两个接口，其中一个接口与岩心管的测口连接，另一个接口与压力传感器的信号采集端连接。

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