大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法，尤其涉及一 種大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)方法。
【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(shí)驗(yàn)?zāi)M油氣田實(shí)際開采原油的過 程。該實(shí)驗(yàn)有時(shí)需要注入大量的驅(qū)替液(通常為水)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)一般需要驅(qū)替至少半個(gè)月以 上，在驅(qū)替過程中需要不斷地向中間容器中補(bǔ)充驅(qū)替液，這將大大增加科研人員的勞動強(qiáng) 度，而且影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。在進(jìn)行大液量驅(qū)替實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替液中的雜質(zhì)和氣體(在添加驅(qū)替液 時(shí)，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(jìn)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(yán)重時(shí)還會 造成巖芯堵塞，使驅(qū)替實(shí)驗(yàn)失敗。在進(jìn)行大液量驅(qū)替實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替時(shí)間和PV數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常 規(guī)的水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，若仍采用普通試管計(jì)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(shí)驗(yàn)方法，以實(shí)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(jì)量產(chǎn)油量等功能。
[0003] 現(xiàn)有的巖芯驅(qū)替方法和裝置雖然可以模擬室內(nèi)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，但通常是模擬小液量的 驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，若進(jìn)行大液量驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，則需要不斷地補(bǔ)充驅(qū)替液，而且在每次添加驅(qū)替液時(shí)， 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(qiáng)度， 而且影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度；在大液量驅(qū)替實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響比一般驅(qū)替實(shí)驗(yàn)大得多，現(xiàn)有技術(shù)解決沉淀及結(jié)垢物進(jìn)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)明專利公開了一種防止雜質(zhì)進(jìn)入巖芯的方法及 其裝置，該方法和裝置能有效避免沉淀及結(jié)垢物進(jìn)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，該專利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(shí)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；該專利中包裹有過 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(dāng)中間容 器的活塞運(yùn)移到底部時(shí)，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(jìn)行大液量驅(qū)替實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要精確計(jì)量油水的體 積，而現(xiàn)有技術(shù)中多采用試管接液計(jì)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(gè)實(shí)驗(yàn)至少驅(qū)替半個(gè)月以上，需要不斷更換試管，工作量很大；在驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中，向 中間容器添加驅(qū)替液時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí) 驗(yàn)方法，其目的在于：實(shí)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(jì)量誤差及提高可操作性等功能。
[0005] 為實(shí)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(shí)驗(yàn)方法，其按照先后順序包括以下步驟： 步驟一：安裝并檢測大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置； 步驟二：開啟自動加水裝置I，向水容器I內(nèi)加水，并除去水中的溶解氣； 步驟三：開啟自動加水裝置II，向水容器II內(nèi)加水，并除去水中的溶解氣； 步驟四：開啟加油裝置和除雜裝置II，對巖芯進(jìn)行飽和油過程； 步驟五：通過自動加水裝置I、自動加水裝置II和除雜裝置I，對巖芯進(jìn)行水驅(qū)油過 程； 步驟六：通過油水計(jì)量裝置對驅(qū)替出來的油和液體進(jìn)行計(jì)量。
[0006] 優(yōu)選的是，所述大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)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(jì)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。
[0007] 本發(fā)明的大液量恒壓驅(qū)替室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置中，采用兩套自動加水裝置，可 為大液量恒壓驅(qū)替實(shí)驗(yàn)提供充足的水源，在驅(qū)替過程中，當(dāng)水容器I中的水不充分或者用 完時(shí)，水容器II中的水開始進(jìn)行驅(qū)替工作，此時(shí)水容器I開始上水，當(dāng)水容器II中的水不充 分或者用完時(shí)，水容器I中的水又開始進(jìn)行驅(qū)替工作，以此類推，確保水源充足，不影響實(shí) 驗(yàn)進(jìn)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)。
[0008] 在上述任一方案中優(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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(gè)通孔以確?？諝膺M(jìn)入水容器I中。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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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)。
[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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(gè)通孔以確?？諝膺M(jìn)入水容器II中。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。
[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?？刂蒲b置是整個(gè)加水過程和驅(qū)替過程的中樞系統(tǒng)。
[0017] 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(jìn)入巖芯提供動力；管線可作為流體流動的通道。 所述油容器由不銹鋼材料制成，所述管線由聚四氟乙烯或者不銹鋼材料制成。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。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)。
[0021] 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(gè)除雜裝置I閥門，并分 別設(shè)置在所述夾持裝置I的兩端。
[0022] 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。
[0023] 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。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)。
[0024] 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(gè)除雜裝置II閥門，并分 別設(shè)置在所述夾持裝置II的兩端。
[0025] 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(jì)算機(jī)。
[0026] 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(jì)算機(jī)連接。壓力采集器I和壓力采集器II的精度很高，可達(dá)到〇· OOlMPa，最高壓力為 3MPa〇
[0027] 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。
[0028] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述油水計(jì)量裝置包括油水計(jì)量分離器、收集容器 和電子天平。油水計(jì)量分離器用于收集驅(qū)替出來的油，并精確計(jì)量其體積；收集容器