油藏開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的直讀式中間容器及其計(jì)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中使用的直讀式中間容器以及驅(qū)替介質(zhì)注入量的計(jì)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)是最為基礎(chǔ)并廣為應(yīng)用的研宄方法之一，研宄的目的主要包括評(píng)價(jià)驅(qū)替介質(zhì)的驅(qū)油效率、驅(qū)替方式等因素對(duì)采收率的影響及流體在巖心內(nèi)的滲流特征等。在巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中，所采用的中間容器主要包括圓筒狀的殼體，在該殼體的兩端開(kāi)口處設(shè)有上端蓋和下端蓋，并且在該殼體的內(nèi)部設(shè)有能夠在殼體內(nèi)自如滑動(dòng)的活塞。這樣的中間容器不能直接讀取實(shí)驗(yàn)時(shí)被壓出的驅(qū)替介質(zhì)的體積(即驅(qū)替介質(zhì)的注入量)。
[0003]另外，目前驅(qū)油介質(zhì)注入量計(jì)量所采用的方法是:將驅(qū)替介質(zhì)壓力升高至目標(biāo)壓力，在實(shí)驗(yàn)的不同階段記錄處于中間容器上游的注入泵的讀數(shù)，簡(jiǎn)單地將兩次讀數(shù)之差作為該階段驅(qū)替介質(zhì)的注入量，驅(qū)替介質(zhì)的總注入量為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的注入泵讀數(shù)之差，也就是說(shuō)，驅(qū)替介質(zhì)注入量是借助處于中間容器上游的注入泵來(lái)間接獲取的。
[0004]由于驅(qū)替介質(zhì)一般為液體或氣體，尤其是在驅(qū)替介質(zhì)為0)2等氣體的情況下，其在高溫高壓下具有很強(qiáng)的可壓縮性，并且驅(qū)替過(guò)程所使用的中間介質(zhì)蒸餾水的壓縮性同樣不可忽略。由于該壓縮性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注入端壓力往往隨注入量的變化而大幅波動(dòng)，泵讀數(shù)的簡(jiǎn)單差值有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)入巖心的實(shí)際量，以往需要通過(guò)物質(zhì)平衡的方法(即注入總量與產(chǎn)出總量相等)對(duì)注入量進(jìn)行折算，誤差在3%?5%之間，在很大程度上影響了實(shí)驗(yàn)的精度，已經(jīng)不能滿(mǎn)足目前驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明正是針對(duì)上述問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，本發(fā)明的目的在于，提供一種油藏開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的中間容器、以及驅(qū)替介質(zhì)注入量的計(jì)量方法，所述中間容器具有計(jì)量精度高、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，能夠精確計(jì)量高溫高壓條件下的驅(qū)替介質(zhì)注入量，能夠提高巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的精確度。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明的第一方面為一種油藏開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的直讀式中間容器，其具有一個(gè)圓筒狀的殼體，在殼體的兩端分別設(shè)有上端蓋和下端蓋，在上端蓋開(kāi)設(shè)有驅(qū)替介質(zhì)出口，在下端蓋開(kāi)設(shè)有中間介質(zhì)入口，在殼體內(nèi)的上端蓋與下端蓋之間設(shè)有活塞，活塞在殼體的腔體內(nèi)沿殼體的軸向滑動(dòng)，在活塞上固定設(shè)有一個(gè)柱狀的計(jì)量尺，計(jì)量尺與殼體的軸線(xiàn)平行，在計(jì)量尺上刻有刻度，在上端蓋設(shè)有沿上端蓋的厚度方向貫通的計(jì)量尺通孔，計(jì)量尺的自由端穿過(guò)計(jì)量尺通孔而伸出至直讀式中間容器的外部。
[0008]作為一個(gè)實(shí)施例，在上端蓋的計(jì)量尺通孔的內(nèi)周的軸向中段設(shè)有向外周凹陷而成的環(huán)狀的凹槽，在凹槽容納有計(jì)量尺密封圈。
[0009]作為一個(gè)實(shí)施例，計(jì)量尺密封圈由氟橡膠材料構(gòu)成。
[0010]作為一個(gè)實(shí)施例，計(jì)量尺由不銹鋼材料制成，并與活塞焊接連接。
[0011]作為一個(gè)實(shí)施例，刻度的零刻線(xiàn)位于計(jì)量尺的上部，并且刻度值自上而下逐漸增大，最小刻度為0.1cm3。
[0012]作為一個(gè)實(shí)施例，計(jì)量尺設(shè)置在活塞的中心位置，計(jì)量尺通孔設(shè)置在上端蓋的中心位置。
[0013]本發(fā)明的第二方面為一種油藏開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的直讀式中間容器的計(jì)量方法，其至少包括以下步驟:步驟1:在80°c的溫度條件下向權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的直讀式中間容器中增壓驅(qū)替介質(zhì)，并利用注入泵將驅(qū)替介質(zhì)壓力穩(wěn)定在20MPa ;步驟2:連接直讀式中間容器至巖心夾持器的注入端閥門(mén)，并將驅(qū)替介質(zhì)通至注入端閥門(mén)；步驟3:將注入泵的注入速度設(shè)置為恒速模式；步驟4:記錄直讀式中間容器的計(jì)量尺上的初始刻度，并開(kāi)啟注入泵；步驟5:打開(kāi)巖心夾持器的注入端閥門(mén)，驅(qū)替介質(zhì)進(jìn)入巖心，開(kāi)始驅(qū)替過(guò)程；步驟6:按規(guī)定的時(shí)間間隔記錄計(jì)量尺的讀數(shù)，計(jì)量尺的兩次讀數(shù)之差即為該時(shí)間段的驅(qū)替介質(zhì)的注入量。
[0014]作為一個(gè)實(shí)施例，所述驅(qū)替介質(zhì)為氣體。
[0015]作為一個(gè)實(shí)施例，所述驅(qū)替介質(zhì)為二氧化碳?xì)怏w。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1.消除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的流體介質(zhì)的壓縮性對(duì)驅(qū)替介質(zhì)注入量計(jì)量造成的誤差;
[0018]2.高溫高壓下將驅(qū)替介質(zhì)的注入量精確到0.1cm3，并將誤差降低到1% ;
[0019]3.消除了注入端管線(xiàn)死體積對(duì)實(shí)驗(yàn)計(jì)量精確度的影響，在一定程度上避免了注入端管線(xiàn)死體積給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是示出中間容器整體的側(cè)視剖視圖。
[0021]圖2A是示出中間容器的上端蓋的側(cè)視圖。
[0022]圖2B是示出中間容器的上端蓋的俯視圖。
[0023]圖3A是示出中間容器的下端蓋的側(cè)視圖。
[0024]圖3B是示出中間容器的下端蓋的仰視圖。
[0025]圖4A是示出中間容器的帶有計(jì)量尺的活塞的側(cè)視圖。
[0026]圖4B是示出中間容器的帶有計(jì)量尺的活塞的俯視圖。
[0027]圖5A是單獨(dú)示出計(jì)量尺的圖。
[0028]圖5B是示出圖5A中的G部分的放大示意圖。
[0029]圖6是示意性示出驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置整體構(gòu)成的圖。
[0030]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0031]100:巖心夾持器；101:注入端閥門(mén)；200:直讀式中間容器(中間容器)；300:注入泵；400:圍壓泵；500:回壓控制器；600:產(chǎn)出液容器；700:產(chǎn)出氣容器；10:殼體，1a:上部空間；10b:下部空間；20:上端蓋；21:外螺紋；22:容器密封圈；23:計(jì)量尺通孔；24:凹槽；25:計(jì)量尺密封圈；26:驅(qū)替介質(zhì)出口 ；27:裝卸豁口 ；30:下端蓋；31:外螺紋；32:容器密封圈；33:中間介質(zhì)入口 ；34:裝卸豁口 ；40:活塞；41:活塞密封圈；42:精密計(jì)量尺(計(jì)量尺)；43:刻度。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式中的直讀式中間容器及驅(qū)替介質(zhì)注入量的計(jì)量方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0033]首先，參照?qǐng)D6說(shuō)明驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置的整體構(gòu)成。驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置包括:巖心夾持器100，在其一側(cè)(圖中右側(cè))設(shè)有注入端閥門(mén)101 ;直讀式中間容器(下文中簡(jiǎn)稱(chēng)為中間容器)200，其設(shè)置在巖心夾持器100的上游側(cè)，中間容器200的一端經(jīng)由注入端閥門(mén)101與巖心夾持器100連接，該中間容器200能夠容納驅(qū)替介質(zhì)和中間介質(zhì)并能夠在實(shí)驗(yàn)中讀取驅(qū)替介質(zhì)的注入量；注入泵300，其設(shè)置在中間容器200的上游側(cè)，并與中間容器200的另一端連接，用于向中間容器200內(nèi)注入中間介質(zhì)；圍壓泵400，其用于升壓壓緊包裹巖心的橡膠筒密封巖心并提供的壓力模擬地層壓力環(huán)境；回壓控制器500，其設(shè)置在巖心夾持器100的下游側(cè)；以及產(chǎn)出液容器600和產(chǎn)出氣容器700。另外，驅(qū)替介質(zhì)可以是氣體，也可以是液體，在本實(shí)施方式中，作為一例，對(duì)驅(qū)替介質(zhì)為CO2、中間介質(zhì)為蒸餾水的情況說(shuō)明。
[0034]接著，參照?qǐng)D1?圖5B來(lái)詳細(xì)說(shuō)明中間容器200的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，中間容器200具有圓筒狀的殼體10，在殼體10的開(kāi)口兩端分別設(shè)有內(nèi)螺紋。
[0035]如圖1、圖2A、圖2B所示，在殼體10的上端開(kāi)口處設(shè)有封閉殼體10的上端開(kāi)口的大致扁柱狀的上端蓋20，在上端蓋20的外周的厚度方向的中段設(shè)有凸緣，在凸緣上設(shè)有外螺紋21，該外螺紋21與殼體10的上端開(kāi)口處的內(nèi)螺紋螺合而將上端蓋20螺紋固定于殼體10。在上端蓋20的伸入殼體10的部分的外周設(shè)有容器密封圈22，在安裝狀態(tài)下，該容器密封圈22被夾在殼體10與上端蓋20之間，防止驅(qū)替介質(zhì)(即CO2)從殼體10的內(nèi)周與上端蓋20的外周之間泄露。俯視下，在上端蓋20的大致中心位置處設(shè)有計(jì)量尺通孔23，該計(jì)量尺通孔23沿上端蓋20的厚度方向貫通，在計(jì)量尺通孔23的內(nèi)周的軸向中段設(shè)有向外周凹陷而成的環(huán)狀的凹槽24 (本實(shí)施方式中設(shè)有兩個(gè))，該凹槽24用于容納計(jì)量尺密封圈25，計(jì)量尺密封圈25例如可以是O型密封圈。此外，俯視下，在計(jì)量尺通孔23的附近設(shè)有驅(qū)替介質(zhì)出口 26，該驅(qū)替介質(zhì)出口 26同樣地沿軸向貫通殼體10，在驅(qū)替介質(zhì)出口 26的內(nèi)周的遠(yuǎn)離殼體10的一端設(shè)有內(nèi)螺紋，從而該驅(qū)替介質(zhì)出口 26可以如圖6所示地與通往巖心夾持器100的注入端閥門(mén)101的管路螺紋連接。在圖2B的俯視圖中，在上端蓋20的外周設(shè)有多個(gè)(本實(shí)施方式中為3個(gè))裝卸豁口 27，裝卸豁口 27便于扳手的使用，使得上端蓋20的拆卸和保養(yǎng)更加便捷。
[0036]如圖1、圖3A、圖3B所示，在殼體10的下端開(kāi)口處設(shè)有封閉殼體10的下端開(kāi)口的大致扁柱狀的下端蓋30，在下端蓋30的外周的厚度方向的中段設(shè)有凸緣，在凸緣上設(shè)有外螺紋31，該外螺紋31與殼體10的下端開(kāi)口處的內(nèi)螺紋螺合而將下端蓋30螺紋固定于殼體10。在下端蓋30的伸入殼體10的部分的外周設(shè)有容器密封圈32，在安裝狀態(tài)下，該容器密封圈32被夾在殼體10與下端蓋30之間，防止中間介質(zhì)(即水)從殼體10的內(nèi)周與下端蓋30的外周之間泄露。俯視下，在下端蓋3