一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置及方法，包括高壓計量泵，高壓計量泵的出口同時連接原油中間活塞容器的純水側(cè)、地層水中間活塞容器的純水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器的入口端，原油中間活塞容器的油側(cè)、地層水中間活塞容器的地層水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器的出口端同時連接模擬巖心裝置的入口端，模擬巖心裝置的出口端依次連接換熱系統(tǒng)、回壓調(diào)節(jié)裝置以及氣液分離裝置，模擬巖心裝置置于用于調(diào)節(jié)模擬巖心裝置壁面的溫度，使該壁面形成恒壁溫邊界或絕熱邊界的溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)中。本發(fā)明能夠在飽和油過程中實現(xiàn)巖心恒溫，在驅(qū)油階段形成絕熱邊界條件，能避免注入熱流體的能量損失，排除外部加熱對試驗結(jié)果的影響，適于研究超臨界水驅(qū)油的驅(qū)替規(guī)律。
【專利說明】
一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源與環(huán)境領(lǐng)域，特別涉及一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]對于埋藏深度深，原油粘度高的油藏，以魯克沁東區(qū)深層稠油為例，其埋深超過2000m，粘度超過4000cp，甚至到達(dá)lOOOOcp以上，由于原始地層壓力大，普通蒸汽鍋爐注蒸汽困難，開采效率十分有限。超臨界水注入壓力超過22.1MPa，能夠保證熱流體注入地下，目前針對稠油、特稠油的超臨界水開發(fā)方式還處于現(xiàn)場試驗探索階段，要掌握相應(yīng)的開采機理則需要配套的室內(nèi)模擬研究。
[0003]稠油蒸汽熱采的室內(nèi)模擬研究目前主要有基于一維模型和三維模型的驅(qū)替及吞吐試驗研究，一維模型的驅(qū)替模擬通過先后向模擬巖心內(nèi)注地層水形成巖心飽和水狀態(tài)以及注原油形成巖心飽和油狀態(tài)來構(gòu)建地層油藏巖心條件，隨后從模型一端注入熱流體，另一端產(chǎn)出油氣水混合液，研究不同條件下的驅(qū)替過程變化規(guī)律和最終驅(qū)油效率?；谝痪S模型的驅(qū)替模擬方法系統(tǒng)簡單，研究方便，能有效反映驅(qū)替開發(fā)基本過程，并實現(xiàn)對不同參數(shù)及方法有效性驗證和基本原理揭示，因此被廣泛使用。
[0004]現(xiàn)階段國內(nèi)外已有的一維熱采模擬研究的方法直接用于超臨界水驅(qū)油的模擬中存在一定的局限?，F(xiàn)有的研究設(shè)備不能運行在水的臨界點參數(shù)以上，且研究方法均是將一維管式模型直接放置在恒溫室內(nèi)，預(yù)先將整個一維驅(qū)替模型升溫至與注入熱流體相同的溫度后進行試驗，這與原始油藏溫度較低的特點存在較大差異，這種研究方法更適應(yīng)于相對滲透率曲線的測定，而不適于進行驅(qū)替規(guī)律的研究。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置及方法，用于開展超臨界水等熱流體驅(qū)油規(guī)律的研究。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]包括與注水管道相連的高壓計量栗，高壓計量栗的出口同時連接原油中間活塞容器的純水側(cè)、地層水中間活塞容器的純水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器的入口端，原油中間活塞容器的油側(cè)、地層水中間活塞容器的地層水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器的出口端同時連接模擬巖心裝置的入口端，模擬巖心裝置的出口端依次連接換熱系統(tǒng)、回壓調(diào)節(jié)裝置以及氣液分離裝置，模擬巖心裝置置于用于調(diào)節(jié)模擬巖心裝置的壁面溫度，使其壁面形成恒壁溫邊界或絕熱邊界的溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)中；原油中間活塞容器和地層水中間活塞容器兩端，以及超臨界水發(fā)生器的入口端均設(shè)置閥門。
[0008]進一步地，模擬巖心裝置的兩端均設(shè)置閥門；原油中間活塞容器的油側(cè)、地層水中間活塞容器的地層水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器的出口端通過旁路管道與換熱系統(tǒng)相連通，且旁路管道上設(shè)置閥門。
[0009]進一步地，模擬巖心裝置的內(nèi)部填充石英砂、地層巖心或人造地層巖心。
[0010]進一步地，氣液分離裝置含有氣態(tài)產(chǎn)物出口和液態(tài)產(chǎn)物出口，其中，氣態(tài)產(chǎn)物出口通過氣體流量計連接氣袋，液態(tài)產(chǎn)物出口連接收集瓶。
[0011]進一步地，原油中間活塞容器和地層水中間活塞容器外部均裝有加熱保溫裝置。
[0012]進一步地，高壓計量栗出口布置流量傳感器，模擬巖心裝置內(nèi)部和進出口處均布置壓力傳感器和溫度傳感器，溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)中布置溫度傳感器，所有的流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器均連接數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與采集系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明模擬方法采用如下技術(shù)方案:包括以下步驟:
[0014]a)將原油加入原油中間活塞容器中的油側(cè)，將地層水加入地層水中間活塞容器的地層水側(cè)；
[0015]b)取石英砂、地層巖心或人造地層巖心填充至模擬巖心裝置中，對模擬巖心裝置抽真空；
[0016]c)先對模擬巖心裝置抽真空，再利用抽真空形成的真空度和高壓計量栗先后將地層水壓入模擬巖心裝置中進行飽和地層水過程;然后將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置為溫度控制模式，調(diào)節(jié)模擬巖心裝置壁面的溫度，形成恒溫邊界，利用高壓計量栗將原油壓入模擬巖心裝置中進行飽和油過程，直至氣液分離裝置排出的液體中無水；
[0017]d)通過高壓計量栗、超臨界水發(fā)生器和回壓調(diào)節(jié)裝置對純水增壓和加熱，產(chǎn)生超臨界水流；
[0018]e)將超臨界水流送入模擬巖心裝置開始驅(qū)油過程，將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置為溫差控制模式，調(diào)節(jié)模擬巖心裝置壁面的溫度，形成絕熱邊界;產(chǎn)出物依次流經(jīng)換熱系統(tǒng)、回壓調(diào)節(jié)裝置和氣液分離裝置后，得到氣體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物，完成超臨界水驅(qū)油模擬。
[0019]進一步地，步驟d)中通過高壓計量栗和回壓調(diào)節(jié)裝置將純水增壓至22.1MPa以上，通過超臨界水發(fā)生器加熱至374.15°C以上。
[0020]進一步地，步驟e)中的驅(qū)油過程直至氣液分離裝置排出的液體產(chǎn)物含水率超過99%時結(jié)束。
[0021 ]進一步地，驅(qū)油過程結(jié)束后，氣體產(chǎn)物直接進行成分分析，液體產(chǎn)物先測定油水含量后再進行成分分析。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0023]本發(fā)明通過設(shè)置高壓計量栗和回壓調(diào)節(jié)裝置，能夠用于純水增壓，通過超臨界水發(fā)生器加熱增壓后的純水，能夠形成超臨界水;通過設(shè)置模擬巖心裝置，能夠填充石英砂、飽和地層水和飽和原油過程構(gòu)建地層條件;通過設(shè)置溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)，可以選擇溫度控制和溫差控制兩種控制模式，能夠在飽和油的過程中實現(xiàn)巖心恒溫，與原始地層溫度一致，而在超臨界水驅(qū)油階段形成絕熱邊界條件，既能避免了注入熱流體的能量損失，又可排除外部加熱對試驗結(jié)果的影響，更適用于研究超臨界水驅(qū)油的驅(qū)替規(guī)律。
[0024]本發(fā)明方法中將石英砂等填充到模擬巖心裝置中，對模擬巖心裝置抽真空，并將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)控制方式設(shè)置為溫度控制模式，隨后對模擬巖心裝置進行飽和地層水和飽和原油過程，即依次填充地層水和原油至飽和狀態(tài)，構(gòu)建類似實際油藏內(nèi)的巖心環(huán)境;待超臨界水的溫度、壓力都穩(wěn)定后注入模擬巖心裝置，同時將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)控制方式設(shè)置為溫差控制模式，模擬巖心裝置出口產(chǎn)物依次流經(jīng)換熱系統(tǒng)和回壓調(diào)節(jié)裝置，再經(jīng)過氣液分離裝置，產(chǎn)物分成氣液兩路，對氣體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物進行收集和成分分析，利于研究超臨界水驅(qū)油的驅(qū)替規(guī)律。
【【附圖說明】】
[0025]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖1中:1_高壓計量栗;2-原油中間活塞容器;3-地層水中間活塞容器;4-超臨界水發(fā)生器;5-模擬巖心裝置;6-溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng);7-換熱系統(tǒng);8-回壓調(diào)節(jié)裝置;9-氣液分離裝置；10-氣體流量計；11-數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與采集系統(tǒng)；12-數(shù)據(jù)管道；101-純水；102-氣體產(chǎn)物；103-液體產(chǎn)物;T-信號傳感器;201-第一閥門；202-第二閥門；301-第三閥門；302-第四閥門；401-第五閥門；501-第六閥門；502-第七閥門；503-第八閥門。
【【具體實施方式】】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。
[0028]如圖1所示，高壓計量栗I入口端與通入純水101的注水管道相連，出口端與原油中間活塞容器2的純水側(cè)、地層水中間活塞容器3的純水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器4的入口端相連，管路上均配有閥門用于通斷控制，其中原油中間活塞容器2的純水側(cè)和油側(cè)分別設(shè)置第一閥門201和第二閥門202，地層水中間活塞容器3的純水側(cè)和地層水側(cè)分別設(shè)置第三閥門301和第四閥門302，超臨界水發(fā)生器4的入口端設(shè)置第五閥門401。模擬巖心裝置5被置于溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6中，溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6需在驅(qū)油階段被設(shè)置為溫差控制模式，模擬巖心裝置5進出口處分別設(shè)置第六閥門501和第七閥門502，在第六閥門501和第七閥門502的外側(cè)并聯(lián)旁路管道，該旁路管道將原油中間活塞容器2的油側(cè)、地層水中間活塞容器3的地層水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器4的出口端與換熱系統(tǒng)7直接連通，在產(chǎn)生超臨界水溫度和壓力穩(wěn)定前流體可以流過該旁路，且旁路管道上設(shè)置第八閥門503。模擬巖心裝置5出口的流體或者通過旁路流出的流體依次流經(jīng)換熱系統(tǒng)7、回壓調(diào)節(jié)裝置8以及氣液分離裝置9，其中換熱系統(tǒng)7可以由恒溫水源、循環(huán)栗和套管式換熱器組成，將實驗條件下流體通過后的溫度控制在適宜的范圍內(nèi)，能夠使其在下游流出過程中既不因溫度過低而堵塞，又能不因溫度過高而部分氣化；回壓調(diào)節(jié)裝置8可以使用背壓閥或回壓栗等，用于調(diào)控系統(tǒng)壓力；氣液分離裝置9含有氣態(tài)產(chǎn)物出口和液態(tài)產(chǎn)物出口，其中，氣態(tài)產(chǎn)物通過氣體流量計10后流入氣袋，液態(tài)產(chǎn)物出口則直接與收集瓶相連。
[0029]系統(tǒng)各關(guān)鍵部位例如高壓計量栗I出口、模擬巖心裝置5內(nèi)部、溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6等需要布置壓力、溫度、流量等各類信號傳感器T，其中，高壓計量栗I出口布置流量傳感器，模擬巖心裝置5內(nèi)部和進出口處均布置壓力傳感器和溫度傳感器，溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6中布置溫度傳感器，各類信號數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)管道12送入數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與采集系統(tǒng)11。
[0030]原油中間活塞容器2和地層水中間活塞容器3設(shè)計壓力為40MPa，具有加熱保溫裝置，實現(xiàn)室溫至100°C的溫度調(diào)節(jié)控制，用于向模擬巖心裝置5中飽和地層水和飽和原油。
[0031]超臨界水發(fā)生器4中包括加熱裝置、加熱功率調(diào)節(jié)裝置和溫度反饋控制裝置，溫度反饋控制裝置能夠測量超臨界水發(fā)生器4的實際出口溫度，利用實際出口溫度與設(shè)定值的偏差調(diào)節(jié)加熱裝置的功率大小，直至實際出口溫度與設(shè)定值相等;超臨界水發(fā)生器4中使用直接電加熱方式，依靠高壓計量栗I提供純水101，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的熱水流、蒸汽流或超臨界水流，其溫度范圍為室溫至700 °C，壓力范圍為0.1?40MPa，溫度控制精度達(dá)到±0.5%。
[0032]模擬巖心裝置5內(nèi)可以填充石英砂、地層巖心或人造地層巖心。模擬巖心裝置5設(shè)計最高壓力、溫度分別為40MPa、600°C，可運行在水的臨界點參數(shù)以上，內(nèi)部布置有多個溫度和壓力數(shù)據(jù)測量傳感器，用于獲取超臨界水驅(qū)油模擬過程中各階段的模擬巖心裝置5內(nèi)部溫度場和壓力場。模擬巖心裝置5也可采用一維模型或三維模型進行吞吐模擬。
[0033]當(dāng)采用一維模型時，模擬巖心裝置5外側(cè)設(shè)置有溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6用來提供邊界條件。溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6包括溫度傳感器、溫度數(shù)據(jù)采集模塊、多段式加熱保溫裝置、溫度控制器以及接觸式調(diào)壓器等，溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6具有溫度控制和溫差控制兩種模式。在飽和油的過程中使用溫度控制模式，在模擬巖心裝置5壁面形成恒壁溫邊界，在溫度控制模式下，通過給定溫度值，當(dāng)溫度傳感器獲得的模擬巖心裝置5壁面的溫度測量值小于給定值，開啟加熱，反之則停止加熱，使模擬巖心裝置5壁面維持恒溫，從而達(dá)到巖心恒溫;在驅(qū)油過程中使用溫差控制模式，在模擬巖心裝置5壁面形成絕熱邊界，在溫差控制模式下，當(dāng)模擬巖心裝置5內(nèi)壁溫度大于其外壁溫度，開啟加熱，反之則停止加熱，形成絕熱邊界條件。
[0034]模擬巖心裝置5出口產(chǎn)物是包括原油、水、原油萃取物、原油熱解產(chǎn)物等在內(nèi)的多相混合物，氣液分離裝置9用于實現(xiàn)對該多相混合物的相態(tài)分離。
[0035]數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與采集系統(tǒng)11由多個溫度、壓力及流量的測量儀表和信號傳感器T，信號調(diào)理模塊，信號采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊和工控機等組成，主要功能是實現(xiàn)各路信號的實時在線顯示和采集，并且通過信號傳感器T和工控機配合使之具有安全報警功能，當(dāng)系統(tǒng)中任意信號傳感器T的溫度或壓力測量值超過預(yù)設(shè)值立刻發(fā)出報警。
[0036]本發(fā)明中的原油包括常規(guī)油、普通稠油、特稠油以及超稠油。
[0037]飽和地層水時，高壓計量栗I將純水101送入地層水中間活塞容器3的純水側(cè)，驅(qū)動活塞將地層水送入模擬巖心裝置5;飽和原油時，高壓計量栗I將純水101送入原油中間活塞容器2的純水側(cè)，驅(qū)動活塞將原油送入模擬巖心裝置5;驅(qū)油時，高壓計量栗I將純水101送入超臨界水發(fā)生器4中加熱至預(yù)定參數(shù)后注入模擬巖心裝置5中驅(qū)替原油。
[0038]本發(fā)明方法的具體步驟包括:
[0039]第一步:前處理。根據(jù)目標(biāo)油藏孔隙度和滲透率的要求篩選一種或幾種合適粒徑的石英砂，按照所需比例混合并預(yù)處理后備用，該預(yù)處理包括依次進行的酸洗、純水洗和烘干，去除雜質(zhì)；將原油預(yù)處理后加入原油中間活塞容器2中的油側(cè)備用，該預(yù)處理包括過濾和脫水;按照模擬油藏地層實際條件配置地層水加入地層水中間活塞容器3的地層水側(cè)備用，此處的地層水也可以采用純水代替。
[0040]第二步:實驗準(zhǔn)備。將預(yù)處理后的石英砂填充至模擬巖心裝置5中，壓實封蓋，對模擬巖心裝置5抽真空，吸入地層水;按照圖1所示連接實驗系統(tǒng)并進行排氣和試壓。
[0041]第三步:構(gòu)建油藏巖心條件。關(guān)閉第一閥門201、第二閥門202、第五閥門401和第八閥門503，開啟第三閥門301、第四閥門302、第六閥門501和第七閥門502。先利用抽真空形成的真空度進行飽和地層水過程，等真空度降至零后再利用高壓計量栗I將地層水壓入模擬巖心裝置5中進行飽和地層水過程;將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6設(shè)置為溫度控制模式，溫度值設(shè)定為地層原始溫度。關(guān)閉第三閥門301和第四閥門302，開啟第一閥門201和第二閥門202，然后利用高壓計量栗I將原油中間活塞容器2中的原油壓入模擬巖心裝置5中進行飽和油過程，構(gòu)建油藏巖心條件，直至出口液體中無水。
[0042 ]第四步，產(chǎn)生超臨界水。關(guān)閉第一閥門201、第二閥門202、第六閥門501和第七閥門502，開啟第五閥門401和第八閥門503。先開啟數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與采集系統(tǒng)11，后利用高壓計量栗I提供驅(qū)動力，并和回壓調(diào)節(jié)裝置8配合將純水101升壓到試驗壓力后，一般是增壓至超臨界壓力22.1MPa以上，通過超臨界水發(fā)生器4加熱，調(diào)節(jié)超臨界水發(fā)生器4中加熱裝置的加熱功率，直至加熱至超臨界水的溫度374.15°C以上，形成穩(wěn)定的超臨界水流。
[0043]第五步，驅(qū)油階段。關(guān)閉第八閥門503，同時開啟第六閥門501和第七閥門502。將穩(wěn)定的超臨界水流送入模擬巖心裝置5開始驅(qū)油過程，同時將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6控制方式設(shè)置為溫差控制模式，模擬巖心裝置5的產(chǎn)出物包括原油、水、原油萃取物、原油熱解產(chǎn)物等，該產(chǎn)出物依次流經(jīng)換熱系統(tǒng)7、回壓調(diào)節(jié)裝置8后進入氣液分離裝置9，通過氣液分離裝置9分成氣液兩路，其中氣態(tài)產(chǎn)物102經(jīng)氣體流量計10計量后流出，收集氣體產(chǎn)物102，液體產(chǎn)物103則直接流入收集瓶中，驅(qū)油階段直至出口液體產(chǎn)物103含水率超過99%時結(jié)束。
[0044]第六步，后處理。冷卻降壓后使用煤油、環(huán)己烷等清洗劑和純水等依次清洗試驗系統(tǒng);氣體產(chǎn)物102可以通過氣相色譜直接進行成分分析，液體產(chǎn)物103先測定油水含量后再進行成分分析，可以使用色譜或質(zhì)譜。
[0045]本發(fā)明能提供恒定流量下的超臨界水，并對一維模型的邊界條件控制方法進行了改進，特制溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6具有溫度控制和溫差控制兩種控制模式，能夠在飽和油的過程中實現(xiàn)巖心恒溫，而在超臨界水驅(qū)油階段形成絕熱邊界條件。可以用于研究超臨界水驅(qū)油的效果和規(guī)律。
[0046]本發(fā)明所述的系統(tǒng)中所有組成單元均能運行在22.1MPa以上運行，高溫單元部件均能保證在374.15°C以上運行。本發(fā)明也可以用于開展常規(guī)的熱水或者蒸汽的試驗。
[0047]本發(fā)明純水101通過高壓計量栗I和回壓調(diào)節(jié)裝置8增壓至超臨界壓力22.1MPa以上，通過超臨界水發(fā)生器4加熱至超臨界溫度374.15°C以上，待超臨界水的溫度、壓力都穩(wěn)定后注入模擬巖心裝置5內(nèi)；模擬巖心裝置5中通過預(yù)先填充滿石英砂、原油和地層水的混合物構(gòu)建的油藏巖心條件，同時將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)6控制方式設(shè)置為溫差控制模式，模擬巖心裝置5出口產(chǎn)物依次流經(jīng)換熱系統(tǒng)7和回壓調(diào)節(jié)裝置8，再經(jīng)過氣液分離裝置，產(chǎn)物分成氣液兩路，氣體產(chǎn)物102經(jīng)氣體流量計流出后收集，液體產(chǎn)物103流入收集瓶；
[0048]本發(fā)明涉及的超臨界水驅(qū)油模擬方法通過改變模擬巖心裝置的類型后也可用于超臨界水吞吐模擬。
【主權(quán)項】
1.一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置，其特征在于:包括與注水管道相連的高壓計量栗(I)，高壓計量栗(I)的出口同時連接原油中間活塞容器(2)的純水側(cè)、地層水中間活塞容器(3)的純水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器(4)的入口端，原油中間活塞容器(2)的油側(cè)、地層水中間活塞容器(3)的地層水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器(4)的出口端同時連接模擬巖心裝置(5)的入口端，模擬巖心裝置(5)的出口端依次連接換熱系統(tǒng)(7)、回壓調(diào)節(jié)裝置(8)以及氣液分離裝置(9)，模擬巖心裝置(5)置于用于調(diào)節(jié)模擬巖心裝置(5)的壁面溫度，使其壁面形成恒壁溫邊界或絕熱邊界的溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)(6)中；原油中間活塞容器(2)和地層水中間活塞容器(3)兩端，以及超臨界水發(fā)生器(4)的入口端均設(shè)置閥門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置，其特征在于:模擬巖心裝置(5)的兩端均設(shè)置閥門；原油中間活塞容器(2)的油側(cè)、地層水中間活塞容器(3)的地層水側(cè)以及超臨界水發(fā)生器(4)的出口端通過旁路管道與換熱系統(tǒng)(7)相連通，且旁路管道上設(shè)置閥門。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置，其特征在于:模擬巖心裝置(5)的內(nèi)部填充石英砂、地層巖心或人造地層巖心。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置，其特征在于:氣液分離裝置(9)含有氣態(tài)產(chǎn)物出口和液態(tài)產(chǎn)物出口，其中，氣態(tài)產(chǎn)物出口通過氣體流量計(1)連接氣袋，液態(tài)產(chǎn)物出口連接收集瓶。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置，其特征在于:原油中間活塞容器(2)和地層水中間活塞容器(3)外部均裝有加熱保溫裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界水驅(qū)油模擬裝置，其特征在于:高壓計量栗(I)出口布置流量傳感器，模擬巖心裝置(5)內(nèi)部和進出口處均布置壓力傳感器和溫度傳感器，溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)(6)中布置溫度傳感器，所有的流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器均連接數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與采集系統(tǒng)(11)。7.—種利用權(quán)利要求1所述超臨界水驅(qū)油模擬裝置進行的超臨界水驅(qū)油模擬方法，其特征在于:包括以下步驟: a)將原油加入原油中間活塞容器(2)中的油側(cè)，將地層水加入地層水中間活塞容器(3)的地層水側(cè)； b)取石英砂、地層巖心或人造地層巖心填充至模擬巖心裝置(5)中； c)先對模擬巖心裝置(5)抽真空，再利用抽真空形成的真空度和高壓計量栗(I)先后將地層水壓入模擬巖心裝置(5)中進行飽和地層水過程;然后將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)(6)設(shè)置為溫度控制模式，調(diào)節(jié)模擬巖心裝置(5)壁面的溫度，形成恒溫邊界，利用高壓計量栗(I)將原油壓入模擬巖心裝置(5)中進行飽和油過程，直至氣液分離裝置(9)排出的液體中無水； d)通過高壓計量栗(1)、超臨界水發(fā)生器(4)和回壓調(diào)節(jié)裝置(8)對純水(101)增壓和加熱，廣生超臨界水流； e)將超臨界水流送入模擬巖心裝置(5)開始驅(qū)油過程，將溫度追蹤監(jiān)控系統(tǒng)(6)設(shè)置為溫差控制模式，調(diào)節(jié)模擬巖心裝置(5)壁面的溫度，形成絕熱邊界;產(chǎn)出物依次流經(jīng)換熱系統(tǒng)(7)、回壓調(diào)節(jié)裝置(8)和氣液分離裝置(9)后，得到氣體產(chǎn)物(102)和液體產(chǎn)物(103)，完成超臨界水驅(qū)油模擬。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界水驅(qū)油模擬方法，其特征在于:步驟d)中通過高壓計量栗(I)和回壓調(diào)節(jié)裝置(8)將純水(101)增壓至22.1MPa以上，通過超臨界水發(fā)生器(4)加熱至374.15°C以上。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界水驅(qū)油模擬方法，其特征在于:步驟e)中的驅(qū)油過程直至氣液分離裝置(9)排出的液體產(chǎn)物(103)含水率超過99 %時結(jié)束。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超臨界水驅(qū)油模擬方法，其特征在于:驅(qū)油過程結(jié)束后，氣體產(chǎn)物(102)直接進行成分分析，液體產(chǎn)物(103)先測定油水含量后再進行成分分析。
【文檔編號】E21B43/20GK105952424SQ201610378421
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】郭烈錦, 趙秋陽, 陳磊, 黃祖杰, 王曄春, 張西民
【申請人】西安交通大學(xué)