專利名稱：泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種石油開發(fā)領(lǐng)域，具體是關(guān)于一種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置及方法，其可用于泡沫驅(qū)采油中泡沫劑的發(fā)泡體積及半衰期評價。
背景技術(shù)：
泡沫流體應(yīng)用于油田開發(fā)的歷史悠久，泡沫在驅(qū)油、含水氣井的排水采氣、沖砂洗井、鉆井、調(diào)剖、堵水、酸化、水泥固井及壓裂等油氣田開發(fā)中的諸多方面獲得長足的發(fā)展， 取得了肯定的效果，大量實(shí)踐表明，泡沫驅(qū)既能顯著提高波及效率、又可提高采收率，因此它是比較有發(fā)展前途的三次采油方法。目前泡沫劑靜態(tài)評價方法有一定的局限性=DWaring Blender高速攪拌器、羅氏發(fā)泡劑、氣流法評價方法只能模擬常壓條件，2) Waring Blender高速攪拌器、羅氏發(fā)泡劑、 氣流法評價方法發(fā)泡方式都不符合地層驅(qū)油實(shí)際情況，3)ZL201020242175. 0評價裝置只能利用肉眼觀察，造成實(shí)驗(yàn)誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其能對高溫高壓泡沫劑進(jìn)行評價。本發(fā)明的另一目提，提供一種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)方法，其能對高溫高壓泡沫劑進(jìn)行評價。本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)—種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括氣液混配注入系統(tǒng)，其由高壓氣體輸出組件和發(fā)泡液輸出組件組成，所述高壓氣體輸出組件和發(fā)泡液輸出組件之間通過一個連通件相連接；泡沫生成系統(tǒng)，其與所述連通件相連接；泡沫性能測量系統(tǒng)，其與所述泡沫生成系統(tǒng)相連接，所述泡沫性能測量系統(tǒng)和所述泡沫生成系統(tǒng)均放置于高溫烘箱內(nèi)，所述泡沫性能測量系統(tǒng)包括耐高壓容器，在所述耐高壓容器的上方設(shè)置雷達(dá)測液位儀，所述耐高壓容器的兩側(cè)分別設(shè)有觀察窗，所述耐高壓容器的出口端安裝有第一壓力表；消泡系統(tǒng)， 其通過一個回壓閥與所述泡沫性能測量系統(tǒng)連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括一個備壓輔助系統(tǒng)，其與所述回壓閥連通。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述備壓輔助系統(tǒng)包括手動泵，所述手動泵通過泵出口閥連接活塞容器，所述活塞容器的另一端通過活塞容器出口閥連接所述回壓閥，所述活塞容器的另一端還連接有第二壓力表。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述高壓氣體輸出組件包括氣瓶，所述氣瓶的出口依次連接氣體質(zhì)量流量控制器，氣體增壓泵，第一閥門和第一單流閥，所述第一單流閥遠(yuǎn)離第一閥門的一端連接所述連通件。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述發(fā)泡液輸出組件包括發(fā)泡液容器和平流泵，所述平流泵的一端伸入所述發(fā)泡液容器內(nèi)，另一端依次連接第二閥門和第二單流閥，所述第二單流閥遠(yuǎn)離第二閥門的一端連接所述連通件。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述泡沫生成系統(tǒng)為巖心加持器，所述巖心加持器內(nèi)裝有油藏實(shí)際巖心。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述消泡系統(tǒng)包括盛有消泡劑的消泡劑容器，所述泡沫性能測量系統(tǒng)與消泡劑容器相連接；所述連通件為四通件，所述四通件的第一端連接所述高壓氣體輸出組件，第二端連接所述泡沫生成系統(tǒng)，第三端連接所述發(fā)泡液輸出組件，第四端還連接一個排出閥門。本發(fā)明還提出了一種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)方法，其包括步驟A、通過高壓氣體輸出組件輸出高壓氣體，同時通過發(fā)泡液輸出組件輸出發(fā)泡液；B、所述高壓氣體和發(fā)泡液通過連通件一起輸入放置于高溫烘箱內(nèi)的泡沫生成系統(tǒng)中，產(chǎn)生高溫高壓泡沫；C、通過放置于所述高溫烘箱內(nèi)的泡沫性能測量系統(tǒng)來測量所述高溫高壓泡沫，其中，所述泡沫性能測量系統(tǒng)包括耐高壓容器，在所述耐高壓容器的上方設(shè)置雷達(dá)測液位儀， 所述耐高壓容器的兩側(cè)分別設(shè)有觀察窗，所述耐高壓容器的出口端安裝有第一壓力表，所述雷達(dá)測液位儀對高溫高壓泡沫劑性質(zhì)進(jìn)行評價；D、評價完的泡沫劑經(jīng)由一個回壓閥流入消泡系統(tǒng)，以進(jìn)行消泡。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟D中，所述回壓閥連接有一個備壓輔助系統(tǒng)，當(dāng)所述泡沫性能測量系統(tǒng)的出口端的壓力值大于所述備壓輔助系統(tǒng)所保持的壓力值時，所述回壓閥開啟，當(dāng)所述泡沫性能測量系統(tǒng)的出口端的壓力值小于所述備壓輔助系統(tǒng)所保持的壓力值時，所述回壓閥關(guān)閉。本發(fā)明實(shí)施例的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是其通過高壓氣體輸出組件輸出高壓氣體，高壓氣體與發(fā)泡液同時輸入泡沫生成系統(tǒng)中，由于泡沫生成系統(tǒng)和泡沫性能測量系統(tǒng)都放置于一個高溫烘箱中，使得高壓氣體和發(fā)泡液在泡沫生成系統(tǒng)中能產(chǎn)生高溫高壓泡沫，從而可模擬高溫高壓地層條件；且泡沫性能測量系統(tǒng)由于同置于高溫烘箱中，使得泡沫性能測量系統(tǒng)可在高溫環(huán)境下測量高溫高壓泡沫，可較為準(zhǔn)確地評價高溫高壓泡沫劑性質(zhì)。因此，本發(fā)明實(shí)施例可用于泡沫驅(qū)采油中泡沫劑發(fā)泡體積及半衰期評價。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其包括氣液混配注入系統(tǒng)1，泡沫生成系統(tǒng)2，泡沫性能測量系統(tǒng)3和消泡系統(tǒng)4。所述氣液混配注入系統(tǒng)1由高壓氣體輸出組件11和發(fā)泡液輸出組件12組成，所述高壓氣體輸出組件11和發(fā)泡液輸出組件12之間通過一個連通件5相連接。所述泡沫生成系統(tǒng)2與所述連通件5相連接。所述泡沫性能測量系統(tǒng)3與所述泡沫生成系統(tǒng)2相連接，所述泡沫性能測量系統(tǒng)3和所述泡沫生成系統(tǒng)2均放置于高溫烘箱6內(nèi)。所述消泡系統(tǒng)4通過一個回壓閥41與所述泡沫性能測量系統(tǒng)3連接。所述泡沫性能測量系統(tǒng)3包括耐高壓容器31，在所述耐高壓容器31的上方設(shè)置雷達(dá)測液位儀32，所述耐高壓容器32的兩側(cè)分別設(shè)有觀察窗33，所述耐高壓容器31的出口端安裝有第一壓力表34，第一壓力表34可讀取泡沫性能測量系統(tǒng)3的出口端的壓力值。本實(shí)施例中，在泡沫生成系統(tǒng)2中產(chǎn)生的泡沫劑流入耐高壓容器31中，通過觀察窗33可直接觀察在耐高壓容器31中的泡沫劑的情況，耐高壓容器可在其雙面設(shè)置觀察窗33，觀察窗33 的材料可為耐高壓、耐腐蝕材料，氣介質(zhì)可以是具有腐蝕性的氣體，如二氧化碳，空氣；雷達(dá)測液位儀32可以精確地探測氣和泡沫界面，泡沫和液體界面，能夠準(zhǔn)確地計量泡高，避免了人為讀數(shù)造成的誤差，從而達(dá)到發(fā)泡劑的發(fā)泡體積的精確測量。其中，所述連通件5可為四通件，所述四通件的第一端連接高壓氣體輸出組件11， 第二端連接泡沫生成系統(tǒng)2，第三端連接發(fā)泡液輸出組件12，第四端還可連接一個排出閥門51，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，開啟排出閥門51可將高壓氣體和發(fā)泡液排出。本發(fā)明實(shí)施例的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)方法包括步驟A、通過高壓氣體輸出組件11輸出高壓氣體，同時通過發(fā)泡液輸出組件12輸出發(fā)泡液；B、所述高壓氣體和發(fā)泡液通過連通件5 —起輸入放置于高溫烘箱6內(nèi)的泡沫生成系統(tǒng)2中，產(chǎn)生高溫高壓泡沫；C、通過放置于所述高溫烘箱內(nèi)的泡沫性能測量系統(tǒng)來測量所述高溫高壓泡沫，所述泡沫性能測量系統(tǒng)的雷達(dá)測液位儀對高溫高壓泡沫劑性質(zhì)進(jìn)行評價，在此處評價的是泡沫劑的發(fā)泡體積及半衰期；D、評價完的泡沫劑經(jīng)由一個回壓閥41流入消泡系統(tǒng)4，以進(jìn)行消泡；其中，當(dāng)泡沫性能測量系統(tǒng)3的出口端的壓力小于設(shè)定值時，回壓閥41關(guān)閉，直到泡沫性能測量系統(tǒng)3 的出口端的壓力大于設(shè)定值時，回壓閥41關(guān)啟，以使泡沫性能測量系統(tǒng)3中的泡沫劑流入消泡系統(tǒng)4中，從而使泡沫性能測量系統(tǒng)3中保持穩(wěn)定的壓力。本發(fā)明實(shí)施例中，通過高壓氣體輸出組件11輸出高壓氣體，高壓氣體與發(fā)泡液同時輸入泡沫生成系統(tǒng)2中，由于泡沫生成系統(tǒng)2和泡沫性能測量系統(tǒng)3都放置于一個高溫烘箱6中，使得高壓氣體和發(fā)泡液在泡沫生成系統(tǒng)2中能產(chǎn)生高溫高壓泡沫劑，從而可模擬高溫高壓地層條件；且泡沫性能測量系統(tǒng)3由于同置于高溫烘箱6中，使得泡沫性能測量系統(tǒng)3可在高溫環(huán)境下測量高溫高壓泡沫劑，可較為準(zhǔn)確地評價高溫高壓泡沫劑。因此，本發(fā)明實(shí)施例可用于泡沫驅(qū)采油中泡沫劑發(fā)泡體積及半衰期評價。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括一個備壓輔助系統(tǒng)7，其與所述回壓閥41連通。備壓輔助系統(tǒng)7是用于使泡沫性能測量系統(tǒng)3中的發(fā)泡劑的壓力始終保持著備壓輔助系統(tǒng)7提供的壓力值，當(dāng)泡沫性能測量系統(tǒng)3中的壓力過高，即超過備壓輔助系統(tǒng)7的壓力值時，回壓閥41開啟，使泡沫性能測量系統(tǒng)3中的泡沫有一部分流入消泡系統(tǒng)4中，直到泡沫性能測量系統(tǒng)3中的壓力值小于或等于備壓輔助系統(tǒng)7的壓力值時，回壓閥41關(guān)閉。具體是，所述備壓輔助系統(tǒng)7包括手動泵71，所述手動泵71通過泵出口閥72連接活塞容器73，所述活塞容器73的另一端通過活塞容器出口閥74連接所述回壓閥41，所述活塞容器73的另一端還連接有第二壓力表75。進(jìn)一步而言，首先開啟泵出口閥72和活塞容器出口閥74，通過手動泵71對活塞容器73加壓，待將活塞容器73的壓力提高到所需的壓力值(例如20MPa)時，停止操作手動泵71，同時關(guān)閉泵出口閥72，開啟活塞容器出口閥 74，此時備壓輔助系統(tǒng)7的活塞容器73的壓力值(20MPa)而始終保持著，其中，活塞容器73 的壓力值可通過第二壓力表75來讀取。所述消泡系統(tǒng)4包括盛有消泡劑的消泡劑容器，從泡沫性能測量系統(tǒng)3出來的發(fā)泡劑進(jìn)入消泡劑容器中，可進(jìn)行消泡作業(yè)。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，所述高壓氣體輸出組件11包括氣瓶111，所述氣瓶 111的出口依次連接氣體質(zhì)量流量控制器112，氣體增壓泵113，第一閥門114和第一單流閥 115，所述第一單流閥115遠(yuǎn)離第一閥門114的一端連接所述連通件5。本實(shí)施例中，從開啟氣瓶111后，從氣瓶111出來的氣體經(jīng)由氣體質(zhì)量流量控制器112，氣體增壓泵113，第一閥門114，第一單流閥115和連通件5而流入泡沫生成系統(tǒng)2中。其中，氣體質(zhì)量流量控制器 112可用于控制氣體的流速；氣體增壓泵113可使氣體壓力提高到所需的壓力值；第一閥門 114可開啟或關(guān)閉高壓氣體輸出組件11上的氣體的輸出；第一單流閥115可確保氣體只能從氣瓶111單方向流向連通件5，反向無法流通。所述發(fā)泡液輸出組件12包括發(fā)泡液容器121和平流泵122，所述平流泵122的一端伸入所述發(fā)泡液容器121內(nèi)，另一端依次連接第二閥門123和第二單流閥124，所述第二單流閥1 遠(yuǎn)離第二閥門123的一端連接所述連通件5。本實(shí)施例中，平流泵122將發(fā)泡液容器121中的發(fā)泡液經(jīng)由第二閥門123，第二單流閥IM和連通件5流入泡沫生成系統(tǒng) 2中。其中，平流泵122可用于精確控制液體流速；第二閥門123可開啟或關(guān)閉發(fā)泡液輸出組件12上液體的輸出；第二單流閥IM可確保液體只能從發(fā)泡液容器121單方向流向連通件5，反向無法流通。此外，第二單流閥IM和第一單流閥115可以避免由于壓力不平衡而導(dǎo)致的氣液竄流，可以更好的控制注入方式，可以評價氣液同注，氣液交替注入發(fā)泡劑性質(zhì)；也就是說，第二單流閥1 和第一單流閥115可以確保高壓氣體輸出組件11中的高壓氣體只流向泡沫生成系統(tǒng)2中，而不會流入發(fā)泡液輸出組件12中，同時確保發(fā)泡液輸出組件12的發(fā)泡液只流向泡沫生成系統(tǒng)2中，而不會流入高壓氣體輸出組件11中。所述泡沫生成系統(tǒng)2可為巖心加持器，所述巖心加持器內(nèi)裝有油藏實(shí)際巖心，從而具備和實(shí)際泡沫驅(qū)采油同樣的地層條件，使得泡沫劑評價更加貼近實(shí)際。也就是說，本實(shí)施例采用氣體通過地層巖心來代替現(xiàn)有的泡沫發(fā)生器，更加符合驅(qū)替過程。本發(fā)明實(shí)施例的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是1、模擬最高油藏壓力40MPa ；2、模擬油藏最高溫度250°C ；3、巖心加持器內(nèi)裝有油藏實(shí)際巖心，使得本實(shí)驗(yàn)裝置具備和實(shí)際泡沫驅(qū)采油同樣
6的發(fā)泡方式；4、具備雷達(dá)測液面功能，能夠準(zhǔn)確計量泡高；5、第一、二單流閥115、124的存在，使本實(shí)驗(yàn)裝置具備靈活的注入方式，可氣液同注，也可氣液交替注；6、具備氣體質(zhì)量流量控制器112和高精度平流泵122，可準(zhǔn)確計量氣體、液體注入速度，以達(dá)到不同的氣液比。7、本實(shí)驗(yàn)裝置由于適應(yīng)(1)能夠模擬高溫高壓地層條件，( 能夠模擬地層發(fā)泡方式，(3)具備準(zhǔn)確計量系統(tǒng)的這些對泡沫劑篩選評價提出的較高要求，因此可以用于評價不同的油田地質(zhì)條件需要不同性能的泡沫劑。以上所述僅為本發(fā)明的幾個實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的可以對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括氣液混配注入系統(tǒng)，其由高壓氣體輸出組件和發(fā)泡液輸出組件組成，所述高壓氣體輸出組件和發(fā)泡液輸出組件之間通過一個連通件相連接；泡沫生成系統(tǒng)，其與所述連通件相連接；泡沫性能測量系統(tǒng)，其與所述泡沫生成系統(tǒng)相連接，所述泡沫性能測量系統(tǒng)和所述泡沫生成系統(tǒng)均放置于高溫烘箱內(nèi)，所述泡沫性能測量系統(tǒng)包括耐高壓容器，在所述耐高壓容器的上方設(shè)置雷達(dá)測液位儀，所述耐高壓容器的兩側(cè)分別設(shè)有觀察窗，所述耐高壓容器的出口端安裝有第一壓力表；消泡系統(tǒng)，其通過一個回壓閥與所述泡沫性能測量系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括一個備壓輔助系統(tǒng)，其與所述回壓閥連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述備壓輔助系統(tǒng)包括手動泵，所述手動泵通過泵出口閥連接活塞容器，所述活塞容器的另一端通過活塞容器出口閥連接所述回壓閥，所述活塞容器的另一端還連接有第二壓力表。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述高壓氣體輸出組件包括氣瓶，所述氣瓶的出口依次連接氣體質(zhì)量流量控制器，氣體增壓泵，第一閥門和第一單流閥，所述第一單流閥遠(yuǎn)離第一閥門的一端連接所述連通件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述發(fā)泡液輸出組件包括發(fā)泡液容器和平流泵，所述平流泵的一端伸入所述發(fā)泡液容器內(nèi)，另一端依次連接第二閥門和第二單流閥，所述第二單流閥遠(yuǎn)離第二閥門的一端連接所述連通件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述泡沫生成系統(tǒng)為巖心加持器，所述巖心加持器內(nèi)裝有油藏實(shí)際巖心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述消泡系統(tǒng)包括盛有消泡劑的消泡劑容器，所述泡沫性能測量系統(tǒng)與消泡劑容器相連接；所述連通件為四通件， 所述四通件的第一端連接所述高壓氣體輸出組件，第二端連接所述泡沫生成系統(tǒng)，第三端連接所述發(fā)泡液輸出組件，第四端還連接一個排出閥門。
8.—種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)方法包括步驟A、通過高壓氣體輸出組件輸出高壓氣體，同時通過發(fā)泡液輸出組件輸出發(fā)泡液；B、所述高壓氣體和發(fā)泡液通過連通件一起輸入放置于高溫烘箱內(nèi)的泡沫生成系統(tǒng)中， 產(chǎn)生高溫高壓泡沫；C、通過放置于所述高溫烘箱內(nèi)的泡沫性能測量系統(tǒng)來測量所述高溫高壓泡沫，其中， 所述泡沫性能測量系統(tǒng)包括耐高壓容器，在所述耐高壓容器的上方設(shè)置雷達(dá)測液位儀，所述耐高壓容器的兩側(cè)分別設(shè)有觀察窗，所述耐高壓容器的出口端安裝有第一壓力表，所述雷達(dá)測液位儀對高溫高壓泡沫劑性質(zhì)進(jìn)行評價；D、評價完的泡沫劑經(jīng)由一個回壓閥流入消泡系統(tǒng)，以進(jìn)行消泡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟D中，所述回壓閥連接有一個備壓輔助系統(tǒng)，當(dāng)所述泡沫性能測量系統(tǒng)的出口端的壓力值大于所述備壓輔助系統(tǒng)所保持的壓力值時，所述回壓閥開啟，當(dāng)所述泡沫性能測量系統(tǒng)的出口端的壓力值小于所述備壓輔助系統(tǒng)所保持的壓力值時，所述回壓閥關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種泡沫劑評價實(shí)驗(yàn)裝置及其方法，實(shí)驗(yàn)裝置包括氣液混配注入系統(tǒng)，其由高壓氣體輸出組件和發(fā)泡液輸出組件組成，所述高壓氣體輸出組件和發(fā)泡液輸出組件之間通過一個連通件相連接；泡沫生成系統(tǒng)，其與所述連通件相連接；泡沫性能測量系統(tǒng)，其與所述泡沫生成系統(tǒng)相連接，所述泡沫性能測量系統(tǒng)具有觀察窗和雷達(dá)側(cè)位儀且和所述泡沫生成系統(tǒng)均放置于高溫烘箱內(nèi)；消泡系統(tǒng)，其通過一個回壓閥與所述泡沫性能測量系統(tǒng)連接。
文檔編號G01N33/00GK102507879SQ201110391299
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者關(guān)文龍, 李曉玲, 李秀巒, 梁金中, 沈德煌, 王伯軍, 王紅莊, 羅建華, 聶凌云, 蔣有偉, 韓靜, 馬德勝 申請人:中國石油天然氣股份有限公司