一種實(shí)現(xiàn)二氧化碳混相驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用二氧化碳驅(qū)提高油井采收率技術(shù)領(lǐng)域中的混相驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳驅(qū)油是目前三次采油中極具潛力的提高采收率的方法。二氧化碳驅(qū)分為混相驅(qū)和非混相驅(qū)，混相驅(qū)的驅(qū)油效果好于非混相驅(qū)。為了進(jìn)行混相驅(qū)效果評(píng)價(jià)以及如何更好地在礦場(chǎng)實(shí)現(xiàn)混相驅(qū)，需要事先進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，目前二氧化碳驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究主要包括二氧化碳混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)和細(xì)管測(cè)試最小混相壓力實(shí)驗(yàn)，但是目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)存在兩方面的技術(shù)缺陷限制了對(duì)應(yīng)二氧化碳混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。對(duì)應(yīng)的技術(shù)缺陷如下:技術(shù)缺陷一，目前室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的短巖心無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)二氧化碳與原油混相，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)完全混相驅(qū)的效果。原因在于:在礦場(chǎng)中二氧化碳驅(qū)的理想狀況是混相驅(qū)的比例越大越好，但完全混相驅(qū)的效果怎樣，目前礦場(chǎng)試驗(yàn)還給不出具體的試驗(yàn)評(píng)價(jià)，為了客觀評(píng)價(jià)儲(chǔ)層中混相驅(qū)的效果，需要進(jìn)行相關(guān)二氧化碳室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。由于礦場(chǎng)注采井距一般都在百米以上，二氧化碳與原油有充分的接觸時(shí)間，但應(yīng)用在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的巖心都較短，一般至多幾十厘米，驅(qū)替過(guò)程中二氧化碳在巖心中的時(shí)間較短，而二氧化碳與原油混相需要一段時(shí)間，尚未達(dá)到混相已流出巖心出口端。技術(shù)缺陷二，細(xì)管測(cè)試最小混相壓力實(shí)驗(yàn)中的填砂管孔喉尺寸與實(shí)際巖心孔喉尺寸不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，這就導(dǎo)致該裝置測(cè)試的最小混相壓力不夠準(zhǔn)確。其原因在于:目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行細(xì)管測(cè)試最小混相壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)采用的是填砂管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，填砂管用石英砂填充而成，孔隙度與實(shí)際儲(chǔ)層相比過(guò)大，填砂管的孔喉尺寸與實(shí)際巖心孔喉尺寸不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，這就導(dǎo)致該裝置測(cè)試的最小混相壓力不夠準(zhǔn)確，也就是說(shuō)在填砂管這種比實(shí)際儲(chǔ)層巖心孔喉大十倍甚至百倍條件下測(cè)出的結(jié)果與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)，大孔喉?xiàng)l件下二氧化碳與原油接觸面積更大，機(jī)會(huì)更多，混相可能大幅增大，在實(shí)際巖心小孔喉時(shí)兩者接觸大幅變少，即使在相同的壓力下混相難度大幅增大，所以導(dǎo)致該裝置測(cè)試的最小混相壓力不夠準(zhǔn)確。我國(guó)很多油田鑒于原油重質(zhì)成分高等因素導(dǎo)致測(cè)得的最小混相壓力偏高，甚至超過(guò)破裂壓力，使得混相驅(qū)難以實(shí)現(xiàn)，目前較為有潛力的方式是注入添加試劑，改變?cè)突蚨趸嫉男再|(zhì)達(dá)到降低其最小混相壓力的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中所提到的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)二氧化碳混相驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法與裝置，利用該種方法和裝置不僅可以測(cè)試最小混相壓力，也可以實(shí)現(xiàn)降低二氧化碳與原油最小混相壓力添加試劑的篩選，更重要的是在該裝置的基礎(chǔ)上提出了能夠完全實(shí)現(xiàn)在實(shí)際天然巖心中進(jìn)行徹底混相驅(qū)的方法，實(shí)現(xiàn)了在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)小巖心條件下的混相驅(qū)，解決了本領(lǐng)域的技術(shù)難題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:該種實(shí)現(xiàn)二氧化碳混相驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的裝置，其特征在于:所述裝置包括如下組成部件，即細(xì)管排液閥、巖心實(shí)驗(yàn)控制閥、飽和油細(xì)管閥門(mén)、排液閥、憋壓閥門(mén)、細(xì)管閥門(mén)、外接設(shè)備連接器、添加試劑恒壓恒速泵、活塞容器、添加試劑存儲(chǔ)罐、添加試劑流量積算儀、二氧化碳流量積算儀、高溫高壓可視化裝置，該設(shè)備由法國(guó)公司生產(chǎn)，型號(hào)為240/1000FV、常規(guī)可視化細(xì)管、細(xì)管混相監(jiān)測(cè)器、巖心混相監(jiān)測(cè)器、飽和油細(xì)管混相監(jiān)測(cè)器、混相監(jiān)測(cè)器、天然巖心、巖心壓力監(jiān)測(cè)器、細(xì)管壓力監(jiān)測(cè)器、壓力調(diào)節(jié)器、液體計(jì)量器、氣體計(jì)量器、恒溫裝置、三通、四通、六通、二氧化碳恒壓恒速泵以及特制可視化細(xì)管。本發(fā)明中所使用的細(xì)管混相監(jiān)測(cè)器、巖心混相監(jiān)測(cè)器、飽和油細(xì)管混相監(jiān)測(cè)器及監(jiān)測(cè)器均為上海精密公司生產(chǎn)的型號(hào)為GC9310的氣相色譜儀；添加試劑流量積算儀、二氧化碳流量積算儀均為西森公司生產(chǎn)的XSFT-LCD中文型流量積算儀；所使用的恒壓恒速泵均為海安縣石油科研儀器有限公司生產(chǎn)的HSB-1型高壓恒速恒壓泵。
[0005]其中，上述所有組成部件之間均通過(guò)管線連接，添加試劑恒壓恒速泵的出口端連接到添加試劑存儲(chǔ)罐的入口端，添加試劑存儲(chǔ)罐的出口端與添加試劑流量積算儀的入口端連接，添加試劑流量積算儀的出口端連接高溫高壓可視化裝置的一個(gè)液體入口端，二氧化碳恒壓恒速泵出口端與活塞容器的入口端相連接，活塞容器的出口端與二氧化碳流量積算儀的入口端相連接，二氧化碳流量積算儀的出口端與高溫高壓可視化裝置的氣體入口端相連接；高溫高壓可視化裝置的出口端與三通的入口連接，三通的其中一端出口通過(guò)排液閥與六通的I號(hào)端口相連接，三通的另一端出口通過(guò)細(xì)管閥門(mén)與常規(guī)可視化細(xì)管的入口端相連接，常規(guī)可視化細(xì)管的出口端通過(guò)細(xì)管混相監(jiān)測(cè)裝置后與四通的入口端相連接，通過(guò)四通后引出三個(gè)分支，其一，通過(guò)細(xì)管排液閥與六通的2號(hào)端口相連接；其二，通過(guò)巖心實(shí)驗(yàn)控制閥與天然巖心的入口端相連接，天然巖心的出口端通過(guò)巖心壓力監(jiān)測(cè)器與巖心混相監(jiān)測(cè)器的入口端相連接，巖心混相監(jiān)測(cè)器的出口端通過(guò)憋壓閥門(mén)與壓力調(diào)節(jié)器的入口端相連接，壓力調(diào)節(jié)器的出口端連接六通的3號(hào)端口 ；其三，通過(guò)飽和油細(xì)管閥門(mén)與特制可視化細(xì)管的入口端相連接，通過(guò)外接設(shè)備連接器將特制可視化細(xì)管與混相監(jiān)測(cè)器相連接，其中混相監(jiān)測(cè)器的入口端與外接設(shè)備連接器的出口端及排液口相連接，混相監(jiān)測(cè)器的出口端關(guān)閉，特制可視化細(xì)管的出口端通過(guò)飽和油細(xì)管混相監(jiān)測(cè)器與細(xì)管壓力監(jiān)測(cè)器的入口端相連接，細(xì)管壓力監(jiān)測(cè)器的出口端連接六通的4號(hào)端口，六通的5號(hào)端口和6號(hào)端口分別連接液體計(jì)量器和氣體計(jì)量器；從三通之后管線上連接的所有組成部件均放在恒溫裝置中；
特制可視化細(xì)管具有與外接設(shè)備連接器連接的接入端，所述接入端距離特制可視化細(xì)管入口端的距離與天然巖心的長(zhǎng)度相同；特制可視化細(xì)管和常規(guī)可視化細(xì)管的內(nèi)填充物均采用可模擬實(shí)際巖心孔喉比、配位數(shù)和孔喉尺寸等相關(guān)參數(shù)的耐高溫高壓透明有機(jī)材質(zhì)聚碳酸酯制成。
[0006]利用前述裝置實(shí)現(xiàn)二氧化碳混相驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法，該方法由如下步驟構(gòu)成:
第一步，優(yōu)選可以混相的添加試劑類型；
(1)確定優(yōu)選試劑方案，給出候選添加試劑的類型；
(2)將二氧化碳與不同類型的試劑注入高溫高壓可視化裝置(21)中，觀察混相情況；
(3)通過(guò)控制排液閥進(jìn)行二氧化碳與不同添加試劑不同比例排放，所選試劑若能與二氧化碳達(dá)到混相，比較達(dá)到混相時(shí)的添加試劑的用量，并從經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化出可以與二氧化碳達(dá)到混相的最優(yōu)的試劑；
第二步，測(cè)試充分接觸條件下二氧化碳與優(yōu)選試劑的壓力-體積曲線；
通過(guò)向高溫高壓可視化裝置中注入不同比例的二氧化碳與添加試劑；繪制不同注入比例下的體系的壓力-體積曲線，優(yōu)選出二氧化碳與添加試劑達(dá)到混相時(shí)的最優(yōu)比例；第三步，測(cè)試空白巖心實(shí)際孔喉?xiàng)l件下二氧化碳與添加試劑的壓力-體積曲線；
(1)將第二步中得到的最優(yōu)比例的二氧化碳與添加試劑的混合物注入常規(guī)可視化細(xì)管，通過(guò)該常規(guī)可視化細(xì)管，可以觀測(cè)到管內(nèi)液體或氣體是否達(dá)到混相，細(xì)管排液閥用來(lái)排放過(guò)程中產(chǎn)生的多余液體或氣體；
(2)調(diào)節(jié)二氧化碳與添加試劑的注入比例，使二者在所述常規(guī)可視化細(xì)管中達(dá)到混相；
(3)繪制不同注入比例下的體系的壓力-體積曲線，優(yōu)選出二氧化碳與添加試劑在細(xì)管中混相的最優(yōu)比例；
第四步，進(jìn)行飽和油巖心孔喉?xiàng)l件下體系達(dá)到混相時(shí)的二氧化碳與添加試劑的注入比例范圍及實(shí)際巖心孔喉?xiàng)l件最小混相壓力的測(cè)定；
(O關(guān)閉細(xì)管排液閥，打開(kāi)飽和油細(xì)管閥門(mén)，進(jìn)行二氧化碳混相驅(qū)驅(qū)油細(xì)管實(shí)驗(yàn)；
(2)將第三步中得到的最優(yōu)比例的二氧化碳與添加試劑注入飽和油的可視化細(xì)管中，觀察是否達(dá)到混相，如果混相效果不好，繼續(xù)調(diào)節(jié)二氧化碳與添加試劑的比例，直至可視化細(xì)管中的原油與二氧化碳達(dá)到完全混相；
(3)繼續(xù)調(diào)節(jié)二氧化碳與添加試劑的注入比例，得到原油與二氧化碳完全混相時(shí)的二氧化碳與添加試劑的注入比例范圍，確定原油與二氧化碳最小混相壓力；
第五步，進(jìn)行天然巖心完全混相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)；
(1)關(guān)閉飽和油細(xì)管閥門(mén)，打開(kāi)巖心實(shí)驗(yàn)控制閥門(mén)，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器，使裝置內(nèi)壓力達(dá)到上述得到的二氧化碳與原油的最小混相壓力；
(2)將在第四步中優(yōu)化得出的二氧化碳與添加試劑構(gòu)成的體系注入天然巖心中，注入時(shí)間在30分鐘-50分鐘，使二氧化碳與添加試劑構(gòu)成的體系可以與天然巖心中的原油充分接觸；
(3)打開(kāi)憋壓閥門(mén)，進(jìn)行二氧化碳混相驅(qū)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，測(cè)得該巖心的最終采收率。
[0007]第六步，評(píng)價(jià)混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)效果。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:本方法主要是通過(guò)逐次縮小二氧化碳與添加試劑的注入比例及注入量的范圍，使體系可以在天然巖心中達(dá)到混相:首先根據(jù)模擬區(qū)塊的天然巖心制備可視化細(xì)管模型，然后連接多功能混相壓力實(shí)驗(yàn)裝置；通過(guò)高溫高壓可視化裝置篩選試劑，確定可以與二氧化碳達(dá)到混相的試劑，并確定某一溫度下二氧化碳與添加試劑不同注入比例能夠達(dá)