專利名稱：用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于石油采收率巖心注氣驅(qū)替實驗裝置，尤其涉及一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外油田注氣提高石油采收率應(yīng)用技術(shù)不斷擴(kuò)大，增油效果顯著，尤其是CO2注氣提高采收率技術(shù)，既滿足了國際社會溫室氣體埋存的需要，又為國內(nèi)低滲透油田提高采收率技術(shù)提供了一條新途徑。然而，隨著注氣技術(shù)的不斷推廣，也相應(yīng)地暴露出了一系列問題，室內(nèi)巖心注氣驅(qū)替實驗是解決諸多問題的一種最直接的手段。無論是短巖心驅(qū)替、長巖心驅(qū)替，還是三維物理模型驅(qū)替都涉及氣水同注、不同氣水比例間歇注入等注入方式。如圖4所示，傳統(tǒng)的實驗室氣水注入方式通常是采用兩個獨(dú)立的水容器91和氣容器92，同時與一個三通93連接，流體出口 96與實驗裝置連接，而注入的比例則是通過與每個容器相連接的泵94、95的泵速來調(diào)整。此種現(xiàn)有結(jié)構(gòu)優(yōu)點是簡便，但也存在較大缺陷，一是無法判斷水氣是否同時注入(可能為一段水一段氣的注入)；二是如需加入化學(xué)劑，控制水、氣和化學(xué)劑三者比例較為困難，因此會對室內(nèi)巖心注氣驅(qū)替實驗的質(zhì)量產(chǎn)生影響。由此，本發(fā)明人憑借多車從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)水、氣、化學(xué)劑同時注入和按比例注入，有效地模擬現(xiàn)場水、氣、化學(xué)劑注入方式，及時解決現(xiàn)有存在的問題，更好地完善驅(qū)替實驗。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，所述水氣分散注入裝置包括一密封腔體，該密封腔體的中部橫向設(shè)有天然巖心，緊鄰該天然巖心的上、下端分別設(shè)有上孔板和下孔板；所述天然巖心、上孔板和下孔板將腔體分隔為上腔室和下腔室；所述上腔室的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有第一霧化噴頭并通過管路連接于第一閥門，該第一閥門連通高壓水入口；位于第一霧化噴頭上方沿著腔體橫向設(shè)有一具有缺口的上擋板；所述上腔室的頂部設(shè)有與注氣驅(qū)替實驗裝置導(dǎo)通的流體出口，流體出口中設(shè)有第二閥門和可視觀察窗；所述下腔室的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有兩個平行間隔設(shè)置的激光發(fā)射器，所述兩個激光發(fā)射器電連接一液位控制器，所述液位控制器通過管路分別導(dǎo)通于下腔室底部和一溢出液體容器；一系統(tǒng)回壓控制器也通過管路分別導(dǎo)通于下腔室底部和所述溢出液體容器；所述下腔室底部通過第三閥門連通氣體注入口 ；位于兩個激光發(fā)射器上方沿著下腔室橫向設(shè)有具有缺口的中擋板和下?lián)醢?，所述中擋板和下?lián)醢宄噬舷麻g隔、左右交叉重疊的方式設(shè)置；所述密封腔體設(shè)置于一恒溫箱內(nèi)。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述上腔室的內(nèi)側(cè)壁與第一霧化噴頭相對地設(shè)有一第二霧化噴頭，所述第二霧化噴頭通過管路連接于第四閥門，該第四閥門連通化學(xué)劑注入口。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述天然巖心的滲透率為500_2000mD。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述密封腔體為圓筒狀，其內(nèi)徑為30cm;所述天然巖心的厚度為4cm、直徑為30cm ;所述上孔板和下孔板的厚度為5mm、孔眼數(shù)為40目、直徑為30cm。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述第一霧化噴頭和第二霧化噴頭的孔徑
O.46mm。由上所述，本發(fā)明用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，在借鑒常規(guī)注入方式的基礎(chǔ)上，利用不同滲透率的天然巖心多孔介質(zhì)，起到對氣體或液體分子實施一種“鋸”或“孔隙篩”的作用，即打碎水氣混合物分子，延緩氣體流速，使氣體充分與水接觸，并配合高壓霧化噴頭形成一套水、氣、化學(xué)劑同注，或按比例的注入方式，保證實驗室水、氣、化學(xué)劑注入驅(qū)替實驗的質(zhì)量，為解釋油田現(xiàn)場注氣過程中存在的諸多問題提供有力的技術(shù)支持。


以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中圖1 :為本發(fā)明用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :為本發(fā)明中天然巖心的橫截面示意圖。圖3 :為本發(fā)明中上、下孔板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4:為現(xiàn)有常規(guī)水氣注入結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1 圖3所示，本發(fā)明提出一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置100，所述水氣分散注入裝置100包括一密封腔體1，該密封腔體I的中部橫向設(shè)有天然巖心，緊鄰該天然巖心2的上、下端分別設(shè)有上孔板21和下孔板22 ;所述天然巖心2、上孔板21和下孔板22將密封腔體I分隔為上腔室11和下腔室12 ;所述上腔室11的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有第一霧化噴頭31并通過管路連接于第一閥門41，該第一閥門41連通高壓水入口 ；位于第一霧化噴頭31上方沿著密封腔體I橫向設(shè)有一具有缺口的上擋板51 ;所述上腔室11的內(nèi)側(cè)壁與第一霧化噴頭31相對地設(shè)有一第二霧化噴頭32，所述第二霧化噴頭32通過管路連接于第四閥門44，該第四閥門44連通化學(xué)劑注入口 ；所述上腔室11的頂部設(shè)有與注氣驅(qū)替實驗裝置(圖中未示出)導(dǎo)通的流體出口，流體出口中設(shè)有第二閥門42和可視觀察窗6 ；所述下腔室12的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有兩個平行間隔設(shè)置的激光發(fā)射器71，所述兩個激光發(fā)射器71電連接一液位控制器72，所述液位控制器72通過管路分別導(dǎo)通于下腔室12底部和一溢出液體容器8 ;—系統(tǒng)回壓控制器73也通過管路分別導(dǎo)通于下腔室12底部和所述溢出液體容器8 ;所述下腔室12底部通過第三閥門43連通氣體注入口 ；位于兩個激光發(fā)射器71上方沿著下腔室12橫向設(shè)有具有缺口的中擋板52和下?lián)醢?3，所述中擋板52和下?lián)醢?3呈上下間隔、左右交叉重疊的方式設(shè)置；所述密封腔體I設(shè)置于一恒溫箱9內(nèi)。由上所述，本發(fā)明用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，在借鑒常規(guī)注入方式的基礎(chǔ)上，利用不同滲透率的天然巖心多孔介質(zhì)，起到對氣體或液體分子實施一種“鋸”或“孔隙篩”的作用，即打碎水氣混合物分子，延緩氣體流速，使氣體充分與水接觸，并配合高壓霧化噴頭形成一套水、氣、化學(xué)劑同注，或按比例的注入方式，保證實驗室水、氣、化學(xué)劑注入驅(qū)替實驗的質(zhì)量，為解釋油田現(xiàn)場注氣過程中存在的諸多問題提供有力的技術(shù)支持。進(jìn)一步，所述上孔板21和下孔板22可起到保護(hù)天然巖心2的作用；可視觀察窗6連接在流體出口中，可以觀察水、氣、化學(xué)劑混合情況；該可視觀察窗6為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。所述上擋板51、中擋板52和下?lián)醢?3能夠起到控制氣體流向的作用，并可防止水過早流出裝置。所述兩個激光發(fā)射器71用來控制密封腔體I內(nèi)的液位，并將信號傳送至液位控制器72 ;液位控制器72接收到激光發(fā)射器71的指令后，開啟并將密封腔體I內(nèi)的多余液體溢流至溢出液體容器8中；系統(tǒng)回壓控制器73用來調(diào)節(jié)水氣分散注入裝置內(nèi)部壓力，以達(dá)到實驗要求壓力，并將多余液體溢流至溢出液體容器8中。本發(fā)明用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置的使用過程如下(I)根據(jù)流體出口的流量要求，選擇天然巖心及水、氣、化學(xué)劑注入端的注入速度(通常為 l_5ml/min)；(2)關(guān)閉所有閥門；(2)根據(jù)驅(qū)替實驗要求設(shè)定回壓控制器的壓力；(3)緩慢打開第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門；(4)設(shè)定氣體注入速度并保持一定，調(diào)節(jié)高壓水、化學(xué)劑入口注入速度，對出口流體進(jìn)行氣、液采集，分析各自比例，如不合格調(diào)整高壓水、化學(xué)劑入口注入速度，重復(fù)直到三者比例滿足實驗要求；(5)如果出口處液滴較大或較小，更換不同滲透率的天然巖心；(6)將流體出口與巖心驅(qū)替實驗裝置連接，進(jìn)行驅(qū)替實驗。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(I)可實現(xiàn)水、氣、化學(xué)劑同時注入，按比例注入；(2)通過調(diào)整天然巖心的滲透率，使霧化液滴的大小可控、可調(diào)；(3)通過恒速泵控制使系統(tǒng)輸出流體比例穩(wěn)定。進(jìn)一步，如圖2所示，在本實施方式中，所述天然巖心2的滲透率為500_2000mD。所述密封腔體I為圓筒狀，其高度為40cm，內(nèi)徑為30cm ;所述天然巖心2的厚度為4cm、直徑為30cm ;所述上孔板21和下孔板22的厚度為5mm、孔眼數(shù)為40目、直徑為30cm。所述三個擋板均為圓形，其缺口為圓缺形。所述第一霧化噴頭31和第二霧化噴頭32的孔徑O. 46_。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，其特征在于所述水氣分散注入裝置包括一密封腔體，該密封腔體的中部橫向設(shè)有天然巖心，緊鄰該天然巖心的上、下端分別設(shè)有上孔板和下孔板；所述天然巖心、上孔板和下孔板將腔體分隔為上腔室和下腔室；所述上腔室的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有第一霧化噴頭并通過管路連接于第一閥門，該第一閥門連通高壓水入口 ；位于第一霧化噴頭上方沿著腔體橫向設(shè)有一具有缺口的上擋板；所述上腔室的頂部設(shè)有與注氣驅(qū)替實驗裝置導(dǎo)通的流體出口，流體出口中設(shè)有第二閥門和可視觀察窗；所述下腔室的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有兩個平行間隔設(shè)置的激光發(fā)射器，所述兩個激光發(fā)射器電連接一液位控制器，所述液位控制器通過管路分別導(dǎo)通于下腔室底部和一溢出液體容器；一系統(tǒng)回壓控制器也通過管路分別導(dǎo)通于下腔室底部和所述溢出液體容器；所述下腔室底部通過第三閥門連通氣體注入口 ；位于兩個激光發(fā)射器上方沿著下腔室橫向設(shè)有具有缺口的中擋板和下?lián)醢?，所述中擋板和下?lián)醢宄噬舷麻g隔、左右交叉重疊的方式設(shè)置；所述密封腔體設(shè)置于一;〖亙溫箱內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，其特征在于所述上腔室的內(nèi)側(cè)壁與第一霧化噴頭相對地設(shè)有一第二霧化噴頭，所述第二霧化噴頭通過管路連接于第四閥門，該第四閥門連通化學(xué)劑注入口。
3.如權(quán)利要求2所述的用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，其特征在于所述天然巖心的滲透率為500-2000mD。
4.如權(quán)利要求3所述的用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，其特征在于所述密封腔體為圓筒狀，其內(nèi)徑為30cm ;所述天然巖心的厚度為4cm、直徑為30cm ;所述上孔板和下孔板的厚度為5mm、孔眼數(shù)為40目、直徑為30cm。
5.如權(quán)利要求3所述的用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，其特征在于所述第一霧化噴頭和第二霧化噴頭的孔徑O. 46mm。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于巖心注氣驅(qū)替實驗的水氣分散注入裝置，該裝置包括一密封腔體，其中部設(shè)有天然巖心、上孔板和下孔板；上腔室內(nèi)側(cè)壁設(shè)有連接于第一閥門的第一霧化噴頭；第一霧化噴頭上方設(shè)有上擋板；上腔室頂部設(shè)有流體出口，流體出口設(shè)有第二閥門和可視觀察窗；下腔室內(nèi)側(cè)壁設(shè)有兩個平行間隔設(shè)置并電連接一液位控制器的激光發(fā)射器，液位控制器由管路導(dǎo)通于下腔室底部和一溢出液體容器；一系統(tǒng)回壓控制器也由管路導(dǎo)通于下腔室底部和所述溢出液體容器；下腔室底部通過第三閥門連通氣體注入口；位于兩個激光發(fā)射器上方沿著下腔室橫向設(shè)有中擋板和下?lián)醢澹雒芊馇惑w設(shè)置于一恒溫箱內(nèi)。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)水、氣、化學(xué)劑同時注入和按比例注入。
文檔編號E21B49/00GK103015993SQ201210505560
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者馬德勝, 秦積舜, 吳康云, 李實 , 張可, 陳興隆 申請人:中國石油天然氣股份有限公司