大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種巖芯驅(qū)替模擬實驗裝置，尤其涉及一 種大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域中，通常采用巖芯驅(qū)替實驗?zāi)M油氣田實際開采原油的過 程。該實驗有時需要注入大量的驅(qū)替液(通常為水)，整個實驗一般需要驅(qū)替至少半個月以 上，在驅(qū)替過程中需要不斷地向中間容器中補充驅(qū)替液，這將大大增加科研人員的勞動強 度，而且影響實驗進度。在進行大液量驅(qū)替實驗時，驅(qū)替液中的雜質(zhì)和氣體(在添加驅(qū)替液 時，驅(qū)替液不斷震蕩，使得氣體在驅(qū)替液中溶解）不斷地在巖芯中累積，雜質(zhì)和氣體進入巖 芯，對油水兩相的滲流影響很大，從而導(dǎo)致水驅(qū)滲流規(guī)律和驅(qū)油效果產(chǎn)生異常，嚴重時還會 造成巖芯堵塞，使驅(qū)替實驗失敗。在進行大液量驅(qū)替實驗時，驅(qū)替時間和PV數(shù)遠遠大于常 規(guī)的水驅(qū)油實驗，若仍采用普通試管計量油水產(chǎn)出量，則存在較大的累積誤差。因此，急需 開發(fā)一種大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實驗裝置，以實現(xiàn)能夠自動添加驅(qū)替液、有效去除 雜質(zhì)和溶解氣、有效分離油水和精確計量產(chǎn)油量等功能。
[0003] 現(xiàn)有的巖芯驅(qū)替裝置雖然可以模擬室內(nèi)驅(qū)替實驗，但通常是模擬小液量的驅(qū)替實 驗，若進行大液量驅(qū)替實驗，則需要不斷地補充驅(qū)替液，而且在每次添加驅(qū)替液時，都需要 將中間容器頂部的蓋子擰開，加滿驅(qū)替液后，再將蓋子擰緊，這不僅增加工作強度，而且影 響實驗進度；在大液量驅(qū)替實驗中，雜質(zhì)和驅(qū)替液中的溶解氣產(chǎn)生的影響不斷累積，這對實 驗結(jié)果的影響比一般驅(qū)替實驗大得多，現(xiàn)有技術(shù)解決沉淀及結(jié)垢物進入巖芯的方法主要是 采用不銹鋼材質(zhì)的中間容器，或者在中間容器的內(nèi)壁上涂覆防腐層，以防止中間容器腐蝕 和生銹，但是容器中的驅(qū)替液本身產(chǎn)生的沉淀及結(jié)垢物是無法阻止的，這仍然會造成巖芯 堵塞。公布號為CN102536180A的發(fā)明專利公開了一種巖芯驅(qū)替裝置，該裝置能有效避免 沉淀及結(jié)垢物進入巖芯，但是仍存在很多缺陷，無法解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，該裝置在 巖芯的管線入口端包裹一層過濾膜以去除雜質(zhì)，但是在實際操作過程中，僅依靠簡單的包 裹是無法保證該專利所述的陶瓷和膠結(jié)石英砂等硬質(zhì)材料與管線充分接觸而不留大空隙 的，因此不能有效去除雜質(zhì)和溶解氣；該裝置中包裹有過濾膜的管線設(shè)置在中間容器的底 部，一方面使得更換過濾膜存在困難，另一方面當中間容器的活塞運移到底部時，要么造成 活塞被包裹有過濾膜的管線卡死，要么造成包裹有過濾膜的管線折斷，因此操作性很差。此 外，在進行大液量驅(qū)替實驗時，需要精確計量油水的體積，而現(xiàn)有技術(shù)中多采用試管接液計 量，每次讀數(shù)產(chǎn)生的誤差不斷累積，造成最終結(jié)果的誤差很大，整個實驗至少驅(qū)替半個月以 上，需要不斷更換試管，工作量很大；在驅(qū)替實驗中，向中間容器添加驅(qū)替液時容易發(fā)生震 蕩，大量氣體在液體中溶解，現(xiàn)有技術(shù)沒有對此采取任何措施，這將對實驗結(jié)果產(chǎn)生很大影 響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實 驗裝置，其目的在于：實現(xiàn)大液量驅(qū)替過程中自動加水、有效去除雜質(zhì)和水中的溶解氣、降 低油水計量誤差及提高可操作性等功能。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬 實驗裝置，包括自動加水裝置、加油裝置、除雜裝置、壓力采集裝置、油水計量裝置和巖芯夾 持裝置，所述自動加水裝置包括自動加水裝置I和自動加水裝置II，所述除雜裝置包括除 雜裝置I和除雜裝置II，所述自動加水裝置I和自動加水裝置II均與除雜裝置I連接，所 述加油裝置與除雜裝置II連接。
[0006] 本發(fā)明采用兩套自動加水裝置，可為大液量恒壓驅(qū)替實驗提供充足的水源，在驅(qū) 替過程中，當水容器I中的水不充分或者用完時，水容器II中的水開始進行驅(qū)替工作，此時 水容器I開始上水，當水容器II中的水不充分或者用完時，水容器I中的水又開始進行驅(qū) 替工作，以此類推，確保水源充足，不影響實驗進度。此外，本發(fā)明還采用兩套除雜裝置，除 雜裝置I用于除去水中的雜質(zhì)，除雜裝置II用于除去油中的雜質(zhì)。
[0007] 優(yōu)選的是，所述自動加水裝置I包括控制裝置、水源I、水源I電磁開關(guān)、水容器 I、水容器I電磁開關(guān)、液位傳感器I、換向閥門電磁開關(guān)I、換氣電磁開關(guān)、真空泵、氣源 I、氣源I電磁開關(guān)、管線和數(shù)據(jù)線。氣源I為水容器I中的水進入巖芯提供動力；液位傳 感器I測量并傳輸水容器I中的水面高度；真空泵一方面為水容器I上水提供動力，另一 方面通過抽真空除去水中的溶解氣，從而減少水中的溶解氣對驅(qū)替實驗的影響；數(shù)據(jù)線用 于傳輸數(shù)據(jù)和給相關(guān)設(shè)備供電；管線可作為流體流動的通道。所述換向閥門可采用六通閥 門，至少留出一個通孔以確保空氣進入水容器I中。
[0008] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述控制裝置、水源I、水源I電磁開關(guān)、水容器I、 水容器I電磁開關(guān)、換向閥門電磁開關(guān)I、換氣電磁開關(guān)和真空泵依次連接。
[0009] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣源I、氣源I電磁開關(guān)和水容器I依次連接。
[0010] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述液位傳感器I設(shè)置在所述水容器I內(nèi)。
[0011] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述水容器I由不銹鋼材料制成，所述換向閥門由 不銹鋼材料制成，所述管線由聚四氟乙烯或者不銹鋼材料制成。
[0012] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述自動加水裝置II包括控制裝置、水源II、水源II 電磁開關(guān)、水容器II、水容器II電磁開關(guān)、液位傳感器II、換向閥門電磁開關(guān)II、換氣電磁開 關(guān)、真空泵、氣源II、氣源II電磁開關(guān)、管線和數(shù)據(jù)線。氣源II為水容器II中的水進入巖芯提 供動力；液位傳感器II測量并傳輸水容器II中的水面高度；真空泵一方面為水容器II上水 提供動力，另一方面通過抽真空除去水中的溶解氣，從而減少水中的溶解氣對驅(qū)替實驗的 影響；數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)和給相關(guān)設(shè)備供電；管線可作為流體流動的通道。所述換向閥 門可采用六通閥門，至少留出一個通孔以確?？諝膺M入水容器II中。
[0013] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述控制裝置、水源II、水源II電磁開關(guān)、水容器II、 水容器II電磁開關(guān)、換向閥門電磁開關(guān)II、換氣電磁開關(guān)和真空泵依次連接。
[0014] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣源II、氣源II電磁開關(guān)和水容器II依次連接。
[0015] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述液位傳感器II設(shè)置在所述水容器II內(nèi)。
[0016] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述水容器II由不銹鋼材料制成，所述換向閥門由 不銹鋼材料制成，所述管線由聚四氟乙烯或者不銹鋼材料制成。
[0017] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述控制裝置上設(shè)置加水控制按鍵、驅(qū)替控制按鍵 和顯示屏。控制裝置是整個加水過程和驅(qū)替過程的中樞系統(tǒng)。
[0018] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述加油裝置包括氣源III、氣源III閥門、油容器、油 容器閥門和管線。氣源III為油容器中的油進入巖芯提供動力；管線可作為流體流動的通道。
[0019] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述氣源III、氣源III閥門、油容器和油容器閥門依次 連接。
[0020] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油容器由不銹鋼材料制成，所述管線由聚四氟 乙稀或者不銹鋼材料制成。
[0021] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述除雜裝置I包括夾持裝置I和過濾器I。
[0022] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述過濾器I設(shè)置在所述夾持裝置I內(nèi)，并通過夾 持裝置I固定。
[0023] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述除雜裝置I還包括兩個除雜裝置I閥門，并分 別設(shè)置在所述夾持裝置I的兩端。
[0024] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述過濾器I由微孔濾膜或者多孔介質(zhì)材料制成， 可有效除去水中的雜質(zhì)。
[0025] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述除雜裝置II包括夾持裝置II和過濾器II。
[0026] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述過濾器II設(shè)置在所述夾持裝置II內(nèi)，并通過夾 持裝置II固定。
[0027] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述除雜裝置II還包括兩個除雜裝置II閥門，并分 別設(shè)置在所述夾持裝置II的兩端。
[0028] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述過濾器II由微孔濾膜或者多孔介質(zhì)材料制成， 可有效除去油中的雜質(zhì)。
[0029] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述壓力采集裝置包括壓力采集器I、壓力采集器 II和計算機。
[0030] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述壓力采集器I和壓力采集器II通過數(shù)據(jù)線分別 與計算機連接。壓力采集器I和壓力采集器II的精度很高，可達到〇· OOlMPa，最高壓力為 3MPa〇
[0031] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述壓力采集器I用于采集飽和油過程中的壓力， 所述壓力采集器II用于采集驅(qū)替過程中的壓力。
[0032] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油水計量裝置包括油水計量分離器、收集容器 和電子天平。油水計量分離器用于收集驅(qū)替出來的油，并精確計量其體積；收集容器用于收 集驅(qū)替出來的液體，通?？墒褂脽?；電子天平用于計量驅(qū)替出來的液體的質(zhì)量。
[0033] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油水計量分離器的下端開口處放置所述收集容 器，所述收集容器放置在所述電子天平上。
[0034] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油水計量分離器的上下兩端分別設(shè)置上端閥門 和下端閥門。
[0035] 在上述任一方案中優(yōu)