本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)領(lǐng)域，是指一種用于測(cè)試油氣最小混相壓力的裝置及其使用方法，具體是一種能輔助脫離氣泡的升泡儀及其使用方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著CO₂混相驅(qū)油技術(shù)的不斷發(fā)展，油氣最小混相壓力(MMP)的測(cè)量技術(shù)改進(jìn)也備受關(guān)注，該值是油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施CO₂驅(qū)油技術(shù)及油藏方案制定的關(guān)鍵參數(shù)之一，精確而快速地獲取該值是石油科技工作者解決諸多驅(qū)油技術(shù)難題的關(guān)鍵。目前，獲得油氣最小混相壓力(MMP)值的測(cè)試方法包括：細(xì)管測(cè)試法、界面張力測(cè)試法和升泡儀法，其中的細(xì)管測(cè)試法普遍應(yīng)用于各大石油公司及科研院所，但是細(xì)管測(cè)試法在使用過程中存在耗時(shí)長(zhǎng)(約5周)、成本高、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?biāo)準(zhǔn)化程度低等缺點(diǎn)，而界面張力法因其存在受人為因素影響嚴(yán)重、使用受限的不足而使用較少，升泡儀法具有耗時(shí)短、符合油藏內(nèi)部CO₂驅(qū)過程、屬于油氣多次接觸等優(yōu)點(diǎn)，通常測(cè)試一個(gè)樣品可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，因此，升泡儀法具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。

升泡儀法的測(cè)試原理為：將一個(gè)垂直向上不銹鋼針管插入玻璃筒的底部，玻璃筒內(nèi)預(yù)先充入原油，通過針尖向玻璃筒內(nèi)注入一個(gè)小氣泡(通常為氮?dú)?N₂)、二氧化碳(CO₂)或天然氣(NG))，利用攝像系統(tǒng)觀察氣泡在原油中的運(yùn)動(dòng)特征；最后根據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和行程來確定油氣最小混相壓力(MMP)。

然而，在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，氣體通過針管后并從針尖出來時(shí)，經(jīng)常掛在針尖處，不易脫落，而且繼續(xù)注入氣體后，導(dǎo)致針尖處氣泡不斷增大后才能脫離，每次氣泡大小不一造成實(shí)驗(yàn)誤差較大，測(cè)試不準(zhǔn)確，因此，如何使氣泡容易且及時(shí)地脫落，并以均勻的大小脫落成為目前迫切需要解決的難題。

有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明人結(jié)合相關(guān)制造領(lǐng)域多年的設(shè)計(jì)及使用經(jīng)驗(yàn)，輔以過強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提供一種升泡儀及其使用方法，來克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種升泡儀，其能使氣泡及時(shí)脫落，且氣泡大小一致，能實(shí)現(xiàn)油氣最小混相壓力的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性高、可重復(fù)性好。

本發(fā)明的另一目的是提供一種升泡儀的使用方法，其能使氣泡及時(shí)脫落，且氣泡大小一致，能實(shí)現(xiàn)油氣最小混相壓力的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性高、可重復(fù)性好。

本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種升泡儀，其中，所述升泡儀包括：金屬釜，其一側(cè)沿豎直方向設(shè)有多個(gè)攝像頭，其另一側(cè)設(shè)有與多個(gè)所述攝像頭相對(duì)的光源體；玻璃筒，其位于所述金屬釜內(nèi)，所述玻璃筒的上端固設(shè)于所述金屬釜的頂壁并與第一泵相連，所述玻璃筒的下端為開口，所述玻璃筒通過所述開口與所述金屬釜相連通；氣體注入針管，其針尾端與第二泵相連，其針頭端穿過所述金屬釜的底壁伸入所述玻璃筒內(nèi)；兩個(gè)電磁線圈，所述電磁線圈與控制器相連，兩個(gè)所述電磁線圈位于所述金屬釜內(nèi)并對(duì)稱地設(shè)于所述玻璃筒的兩側(cè)，所述電磁線圈與所述氣體注入針管的針頭端水平相對(duì)。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述金屬釜的頂壁設(shè)有密封端蓋，所述玻璃筒固設(shè)于所述密封端蓋，所述玻璃筒通過所述密封端蓋與所述第一泵相連。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述氣體注入針管與所述金屬釜的底壁之間設(shè)有密封絲堵。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電磁線圈為半圓形。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述電磁線圈外包覆防水層。

本發(fā)明還提供一種如上所述的升泡儀的使用方法，其中，所述升泡儀的使用方法包括如下步驟：

步驟a：通過第一泵向金屬釜內(nèi)充滿水直至所述金屬釜內(nèi)的壓力為第一設(shè)定壓力，再通過所述第一泵以第二設(shè)定壓力向玻璃筒內(nèi)注入原油，并在所述玻璃筒內(nèi)形成油水界面，所述第二設(shè)定壓力大于所述第一設(shè)定壓力；

步驟b：通過第二泵以第三設(shè)定壓力向氣體注入針管泵入氣體，所述第三設(shè)定壓力大于所述第一設(shè)定壓力且小于所述第二設(shè)定壓力；

步驟c：開通控制器，使兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生交替電磁場(chǎng)，直至所述氣體注入針管的針頭端產(chǎn)生的氣泡在交替電磁場(chǎng)的作用下脫離所述針頭端，再開啟攝像頭進(jìn)行記錄。

優(yōu)選的，在所述步驟a中，所述油水界面位于所述氣體注入針管的針頭端的上方。

優(yōu)選的，在所述步驟a中，所述第二設(shè)定壓力比所述第一設(shè)定壓力高0.05Mpa。

優(yōu)選的，在所述步驟b中，所述第三設(shè)定壓力比所述第一設(shè)定壓力高0.02Mpa。

優(yōu)選的，在所述步驟b與所述步驟c之間還包括步驟b1，當(dāng)所述氣體注入針管的針頭端出現(xiàn)肉眼可見的氣泡時(shí)，停止所述第二泵。

本發(fā)明的升泡儀及其使用方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：

1、通過第一泵為流體注入提供動(dòng)力，其以第一設(shè)定壓力向金屬釜內(nèi)注入水，使金屬釜提供高壓環(huán)境，并通過第一泵以高于第一設(shè)定壓力的第二設(shè)定壓力向玻璃筒內(nèi)注入原油，使原油與水在玻璃筒內(nèi)生成油水界面，為油氣混相的分析提供模擬環(huán)境；

2、通過第二泵以高于第一設(shè)定壓力且低于第二設(shè)定壓力的第三設(shè)定壓力向氣體注入針管中注入氣體，直至氣體注入針管的針頭端出現(xiàn)肉眼可見的氣泡，保證氣泡大小的一致性，使氣泡在原油中走過的行程基本相同，方便進(jìn)行定量分析；

3、通過在玻璃筒的兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置電磁線圈，使兩個(gè)電磁線圈之間產(chǎn)生交替電磁場(chǎng)作用于針頭端，使針頭端發(fā)生震蕩，進(jìn)而控制氣泡脫落，使氣泡脫落受控，保證大小一致的氣泡及時(shí)、順利地進(jìn)入玻璃筒內(nèi)的原油中，并通過攝像頭進(jìn)行拍照記錄，以實(shí)現(xiàn)氣泡在原油中形態(tài)變化的分析，確定油氣最小混相壓力(MMP)的值；

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不同溫度和壓力下，使氣體注入針管的針頭端的氣泡及時(shí)地脫落進(jìn)入玻璃筒內(nèi)的原油中進(jìn)行上升，保證氣泡大小一致，氣泡脫落受控，保證了試驗(yàn)的一致性和可重復(fù)性，提高了測(cè)試精度，排除了人為誤差，解決了升泡過程中氣泡大小不一導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果變化較大的難題，縮短了測(cè)量時(shí)間，能為油氣混相驅(qū)油方式在油田的大規(guī)模應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和參考數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高石油采收率。

附圖說明

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(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的升泡儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的升泡儀的使用方法的流程圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

1光源體，2金屬釜，3玻璃筒，4原油，5水，6油水界面，7第一密封絲堵，8第一電磁線圈，9第三密封絲堵，10第二泵，11密封端蓋，12第一泵，13攝像頭，14第二密封絲堵，15第二電磁線圈，16氣泡，17氣體注入針管，18控制器，19電線，20管柱。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)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?；诒景l(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(dòng)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。

實(shí)施方式一：

如圖1所示，本發(fā)明提供一種升泡儀，其中，所述升泡儀包括：金屬釜2，其一側(cè)沿豎直方向設(shè)有多個(gè)攝像頭13，其另一側(cè)設(shè)有與多個(gè)所述攝像頭13相對(duì)的光源體1；玻璃筒3，其位于所述金屬釜2內(nèi)，所述玻璃筒3的上端固設(shè)于所述金屬釜2的頂壁并與第一泵12相連，所述玻璃筒3的下端為開口，所述玻璃筒3通過所述開口與所述金屬釜2相連通；氣體注入針管17，其針尾端與第二泵10相連，其針頭端穿過所述金屬釜2的底壁伸入所述玻璃筒3內(nèi)；兩個(gè)電磁線圈，所述電磁線圈與控制器18相連，兩個(gè)所述電磁線圈位于所述金屬釜2內(nèi)并對(duì)稱地設(shè)于所述玻璃筒3的兩側(cè)，所述電磁線圈與所述氣體注入針管17的針頭端水平相對(duì)。

具體的，金屬釜2可為圓筒形或長(zhǎng)方體形等，玻璃筒3為圓筒形，且金屬釜2和玻璃筒3均為是透明的，以提供觀察氣泡形態(tài)變化的可視區(qū)域，通過位于金屬釜2外的光源體1能照明位于金屬釜2內(nèi)的玻璃筒3，進(jìn)而為攝像頭13記錄玻璃筒3內(nèi)氣泡16的移動(dòng)提供透射光源，其中的光源體1可以為一個(gè)，也可以為沿豎直方向設(shè)置的多個(gè)，且多個(gè)光源體1可與多個(gè)攝像頭13一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，以提供更加充分的照明效果，攝像頭13也可以根據(jù)攝像記錄的需要設(shè)置其數(shù)量，在此不做限制；在一實(shí)施例中，本發(fā)明的氣泡儀可放置于恒溫空氣浴裝置內(nèi)，以為試驗(yàn)提供所需的溫度條件。

進(jìn)一步的，所述金屬釜2的頂壁設(shè)有密封端蓋11，所述玻璃筒3固設(shè)于所述密封端蓋11，所述玻璃筒3通過所述密封端蓋11與所述第一泵12相連，具體的，金屬釜2為密閉的，密封端蓋11緊設(shè)于金屬釜2的頂壁的中央，以保證金屬釜2的密封，密封端蓋11上插設(shè)管柱20，管柱20的一端與位于金屬釜2外的第一泵12相連，管柱20的另一端與連接于密封端蓋11下方的玻璃筒3內(nèi)腔相連通，以實(shí)現(xiàn)通過玻璃筒3間接向金屬釜2內(nèi)注入水5，實(shí)現(xiàn)金屬釜2內(nèi)的高壓環(huán)境，同時(shí)通過第一泵12直接向浸入在高壓環(huán)境中的玻璃筒3內(nèi)注入原油4，當(dāng)然管柱20也可設(shè)有分支管柱，以通過分支管柱直接與金屬釜2內(nèi)腔相連通，在此不做限制。

進(jìn)一步的，所述電磁線圈為半圓形，即每個(gè)電磁線圈包括一個(gè)半圓形邊和一個(gè)敞口，兩個(gè)電磁線圈分別為第一電磁線圈8和第二電磁線圈15，第一電磁線圈8的敞口與第二電磁線圈15的敞口相對(duì)地設(shè)置在玻璃筒3的兩側(cè)，并同時(shí)與氣體注入針管17的針頭端相對(duì)，第一電磁線圈8的半圓形邊的中央處連接有電線19，電線19穿出金屬釜2的側(cè)壁而連接于控制器18，同時(shí)第二電磁線圈15也通過電線19穿出金屬釜2的側(cè)壁而連接于控制器18，使控制器18可交替地單獨(dú)控制兩個(gè)電磁線圈而產(chǎn)生交替電磁場(chǎng)，以使第一電磁線圈8和第二電磁線圈15之間形成的交替電磁場(chǎng)作用于針頭端，使針頭端發(fā)生震蕩，進(jìn)而使針頭端的氣泡16脫離；其中，所述電磁線圈外包覆防水層，該防水層可為特氟龍涂層，當(dāng)然也可對(duì)電磁線圈進(jìn)行其他防水處理，以防止電磁線圈在金屬釜2內(nèi)的水中發(fā)生漏電現(xiàn)象，同時(shí)浸入金屬釜2內(nèi)的電線19也可作防水處理，例如包覆有防水層。

進(jìn)一步的，所述氣體注入針管17與所述金屬釜2的底壁之間設(shè)有第三密封絲堵9，以保證氣體注入針管17與金屬釜2的接觸處不會(huì)發(fā)生泄漏，同時(shí)，連接第一電磁線圈8與控制器18的電線19在穿過金屬釜2時(shí)套設(shè)有第一密封絲堵7，連接第二電磁線圈15與控制器18的電線19在穿過金屬釜2時(shí)套設(shè)有第二密封絲堵14，以實(shí)現(xiàn)密封，保證金屬釜2內(nèi)的高壓環(huán)境，避免金屬釜2內(nèi)的水發(fā)生泄漏，造成氣泡16上升過程中的行程不同，使油氣最小混相壓力測(cè)試不準(zhǔn)確。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不同溫度和壓力下，使氣體注入針管17的針頭端的氣泡16按照要求的大小進(jìn)行脫離，脫離受控，且氣泡的大小一致，保持實(shí)驗(yàn)的一致性和可重復(fù)性，測(cè)試精度高。

實(shí)施方式二：

本發(fā)明提供一種如實(shí)施方式一所述的升泡儀的使用方法，該實(shí)施方式中的升泡儀與實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果相同，在此不再贅述。如圖2所示，所述升泡儀的使用方法包括如下步驟：

步驟a：通過第一泵12向金屬釜2內(nèi)充滿水5直至所述金屬釜2內(nèi)的壓力為第一設(shè)定壓力，再通過所述第一泵12以第二設(shè)定壓力向玻璃筒3內(nèi)注入原油4，并在所述玻璃筒3內(nèi)形成油水界面6，所述第二設(shè)定壓力大于所述第一設(shè)定壓力；

步驟b：通過第二泵10以第三設(shè)定壓力向氣體注入針管17泵入氣體，所述第三設(shè)定壓力大于所述第一設(shè)定壓力且小于所述第二設(shè)定壓力；

步驟c：開通控制器18，使兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生交替電磁場(chǎng)，直至所述氣體注入針管17的針頭端產(chǎn)生的氣泡16在交替電磁場(chǎng)的作用下脫離所述針頭端，再開啟攝像頭13進(jìn)行記錄。

具體的，在試驗(yàn)開始前，即在所述步驟a之前，將所有設(shè)備的電源接通，通過升泡儀外部設(shè)置的恒溫空氣浴裝置設(shè)置需要的試驗(yàn)溫度，然后將第一泵12的工作介質(zhì)設(shè)置為水，通過第一泵12向金屬釜2內(nèi)注入水5至金屬釜2內(nèi)的壓力達(dá)到第一設(shè)定壓力，再將第一泵12的工作介質(zhì)更換為原油，并將第一泵12設(shè)定為恒壓模式，使第一泵12以高于第一設(shè)定壓力的第二設(shè)定壓力向玻璃筒3內(nèi)注入原油4至油水界面6，停止第一泵12向金屬釜2內(nèi)的注入，接著開啟第二泵10，使第二泵10以第三設(shè)定壓力向氣體注入針管17內(nèi)注入氣體，例如CO₂或N₂，接著開通控制器18，使第一電磁線圈8和第二電磁線圈15產(chǎn)生交替的電磁場(chǎng)，并作用于針頭端使其震蕩，使針頭端的氣泡16在振動(dòng)中脫落，停止控制器18，當(dāng)然，如果氣泡16沒有脫落，可以通過調(diào)整控制器18，以增加第一電磁線圈8和第二電磁線圈15的磁場(chǎng)強(qiáng)度，直至針頭端的氣泡16脫離再停止控制器18，之后立即開啟攝像頭13，實(shí)時(shí)采集氣泡16的上升直至消失的圖像，可以通過多次試驗(yàn)記錄多個(gè)氣泡16的上升，通過記錄的多個(gè)氣泡16的形態(tài)變化，確定油氣最小混相壓力(MMP)。

進(jìn)一步的，在所述步驟a中，所述油水界面6位于所述氣體注入針管17的針頭端的上方，避免原油4的高壓阻礙氣泡16的脫出，也避免氣泡16剛剛從針頭端脫下時(shí)的不穩(wěn)定而造成試驗(yàn)不準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，所述第二設(shè)定壓力比所述第一設(shè)定壓力高0.05Mpa，以保證原油能順利注入具有高壓的玻璃筒3中，且使原油4只存在于玻璃筒3中，而不會(huì)從玻璃筒3的下端開口流出；更進(jìn)一步的，在所述步驟b中，所述第三設(shè)定壓力比所述第一設(shè)定壓力高0.02Mpa，且比第二設(shè)定壓力低0.03Mpa，使氣體注入針管17中的氣體既不會(huì)因金屬釜2內(nèi)高壓環(huán)境而無法進(jìn)入玻璃筒3，也不會(huì)因氣體注入針管17與金屬釜2內(nèi)太大的壓差而造成氣體迅速地進(jìn)入玻璃筒3，更不會(huì)對(duì)氣泡16在原油4中的上升過程產(chǎn)生上升動(dòng)力，使氣體注入針管17中的氣體在針頭端產(chǎn)生的氣泡16脫出受控，且氣泡16在原油4中上升時(shí)行程基本一致，保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性和可重復(fù)性。

進(jìn)一步的，在所述步驟b與所述步驟c之間還包括步驟b1，當(dāng)所述氣體注入針管17的針頭端出現(xiàn)肉眼可見的氣泡16時(shí)，停止所述第二泵10，使試驗(yàn)過程中的產(chǎn)生的氣泡16大小一致，避免第二泵10一直開啟而向氣體注入針管17內(nèi)一直注入氣體造成氣泡16變大，進(jìn)而造成試驗(yàn)中的氣泡16大小不一，影響測(cè)試精度和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的升泡儀及其使用方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是：

1、通過第一泵12為流體注入提供動(dòng)力，其以第一設(shè)定壓力向金屬釜2內(nèi)注入水5，使金屬釜2提供高壓環(huán)境，并通過第一泵12以高于第一設(shè)定壓力的第二設(shè)定壓力向玻璃筒3內(nèi)注入原油，使原油4與水5在玻璃筒3內(nèi)生成油水界面6，為油氣混相的分析提供模擬環(huán)境；

2、通過第二泵10以高于第一設(shè)定壓力且低于第二設(shè)定壓力的第三設(shè)定壓力向氣體注入針管17中注入氣體，直至氣體注入針管17的針頭端出現(xiàn)肉眼可見的氣泡16，保證氣泡16大小的一致性，使氣泡16在原油4中走過的行程基本相同，方便進(jìn)行定量分析；

3、通過在玻璃筒3的兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置電磁線圈，使兩個(gè)電磁線圈之間產(chǎn)生交替電磁場(chǎng)作用于針頭端，使針頭端發(fā)生震蕩，進(jìn)而控制氣泡16脫落，使氣泡16脫落受控，保證大小一致的氣泡16及時(shí)、順利地進(jìn)入玻璃筒3內(nèi)的原油4中，并通過攝像頭13進(jìn)行拍照記錄，以實(shí)現(xiàn)氣泡16在原油中形態(tài)變化的分析，確定油氣最小混相壓力(MMP)的值；

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不同溫度和壓力下，使氣體注入針管17的針頭端的氣泡16及時(shí)地脫落進(jìn)入玻璃筒3內(nèi)的原油中進(jìn)行上升，保證氣泡16大小一致，氣泡16脫落受控，保證了試驗(yàn)的一致性和可重復(fù)性，提高了測(cè)試精度，排除了人為誤差，解決了升泡過程中氣泡16大小不一導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果變化較大的難題，縮短了測(cè)量時(shí)間，能為油氣混相驅(qū)油方式在油田的大規(guī)模應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持和參考數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高石油采收率。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。