一種評價泡沫油生成有效性的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種評價泡沫油生成有效性的裝置及方法，屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國、加拿大和委內(nèi)瑞拉等地區(qū)稠油資源十分豐富。部分稠油油藏降壓冷采過程 中產(chǎn)出油呈現(xiàn)連續(xù)的泡沫狀態(tài)，原油中含有大量穩(wěn)定小氣泡。人們稱上述原油為泡沫油。泡 沫油產(chǎn)生的原因在于地層壓力低于泡點(diǎn)壓力時，由于稠油粘滯力大于重力，從原油中逸出 的溶解氣泡不是直接聚并形成連續(xù)的氣相，而是W小氣泡的形式分散在原油中所致。大量 生產(chǎn)實踐表明，由于泡沫油現(xiàn)象的存在，該類油藏較常規(guī)溶解氣驅(qū)油藏生產(chǎn)氣油比上升速 度緩慢，采收率高出5-25%，采油速度高出10-30倍，有的甚至高達(dá)100倍。因此，泡沫油機(jī) 理對于提高稠油油藏采收率至關(guān)重要。
[0003] 泡沫油提高采收率機(jī)理主要是稠油通過捕獲逸出的溶解氣而使得稠油體積膨脹， 油藏生產(chǎn)氣油比降低，因此，系統(tǒng)地確定泡沫油的膨脹、捕獲氣體能力及其穩(wěn)定性（存在時 間）是評價泡沫油有效性的重要參數(shù)指標(biāo)。
[0004] 目前，對于評價泡沫油的膨脹和氣體捕獲能力還沒有系統(tǒng)的方法。測量泡沫油穩(wěn) 定性的主要過程為；將一定量地層壓力和溫度下的地層稠油導(dǎo)入到標(biāo)有高度值的高溫高壓 可視化PVT儀中，降低壓力至泡點(diǎn)壓力之下，由于析出的溶解氣分散在油相中形成泡沫油， 液相高度不斷增加，之后，隨著壓力的進(jìn)一步降低，泡沫油現(xiàn)象消失，液相高度降低，通過記 錄液相高度隨時間的變化，記錄半衰期評價泡沫油穩(wěn)定性。
[0005] 上述實驗方法存在W下不足；（1)實驗過程復(fù)雜、費(fèi)時，需要地層原油復(fù)配、設(shè)定 壓降速度降壓等過程；（2)實驗設(shè)備需要具備耐高溫高壓、可視化功能，價格昂貴；（3)由于 不是所有的稠油油藏降壓冷采過程中均會產(chǎn)生泡沫油現(xiàn)象，因此，實驗用油樣為中國、委內(nèi) 瑞拉或加拿大等特定地的稠油，限制了該領(lǐng)域的研究范圍；(4)上述方法通過降壓生成泡 沫油，因此，達(dá)到最大高度測定半衰期時，氣泡生成過程無法停止，使得半衰期測量誤差較 大；（5)不能研究泡沫大小、氣泡分散程度等微觀因素對泡沫油穩(wěn)定性的影響；(6)不能同 時測量泡沫油的膨脹和氣體捕獲能力，從而無法全面評價泡沫油有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對【背景技術(shù)】中提到的問題，本發(fā)明提出了一種評價泡沫油生成有效性的裝置及 方法，該裝置及方法通過在添有油溶性表面活性劑的稠油中注氣生產(chǎn)泡沫油，降低了實驗 設(shè)備要求、簡化了實驗過程，擴(kuò)大了實驗用油樣范圍，有效避免泡沫油生成而導(dǎo)致的半衰期 測量誤差，滿足微觀參數(shù)影響規(guī)律研究的需要，并能夠同時實現(xiàn)泡沫油穩(wěn)定性、膨脹和氣體 捕獲能力的定量準(zhǔn)確測量，從而可W全面地評價泡沫油有效性，為泡沫油提高稠油油藏采 收率的系統(tǒng)決策提供重要的依據(jù)。
[0007] 其采用的技術(shù)方案如下；一種評價泡沫油生成有效性的裝置及方法，包括數(shù)字流 量型蠕動累I、數(shù)字流量型蠕動累II、數(shù)字流量型蠕動累III、氣體流量計I、氣體流量計 III、試驗臺、供氣軟管III、卡套式接頭、密封連接接頭、小徑針頭、非接觸式超聲波連續(xù)液 位傳感器、實驗容器、容器蓋、大徑針頭、攝像機(jī)、供氣軟管II、氣體流量計II、供氣軟管I、 中徑針頭、測試控制板、總開關(guān)、計算機(jī)，其中所述數(shù)字流量型蠕動累I、供氣軟管I、卡套式 接頭、密封連接接頭和大徑針頭依次連接，組成大徑進(jìn)氣實驗分支管路；所述數(shù)字流量型蠕 動累II、供氣軟管II、卡套式接頭、密封連接接頭和中徑針頭依次連接，組成中徑進(jìn)氣實驗 分支管路；所述數(shù)字流量型蠕動累III、供氣軟管III、卡套式接頭、密封連接接頭和小徑針 頭依次連接，組成小徑進(jìn)氣實驗分支管路；所述容器蓋安裝在實驗容器上部，并在其上部開 有大徑針頭、中徑針頭、小徑針頭和非接觸式超聲波連續(xù)液位傳感器的安裝孔；所述數(shù)字 流量型蠕動累I、數(shù)字流量型蠕動累II、數(shù)字流量型蠕動累III、氣體流量計I、氣體流量計 III、氣體流量計II、非接觸式超聲波連續(xù)液位傳感器、攝像機(jī)、測試控制板、總開關(guān)和計算 機(jī)組成本裝置的測試控制部分，所述數(shù)字流量型蠕動累I、數(shù)字流量型蠕動累II和數(shù)字流 量型蠕動累III放置在試驗臺上，并通過導(dǎo)線連接測試控制板，所述氣體流量計I、氣體流 量計II和氣體流量計III分別安裝在供氣軟管I、供氣軟管II和供氣軟管III上，并通 過導(dǎo)線連接測試控制板，所述非接觸式超聲波連續(xù)液位傳感器安裝在容器蓋上部的安裝孔 中，并利用導(dǎo)線連接測試控制板，所述總開關(guān)安裝在測試控制板的主電源上，所述攝像機(jī)安 裝在試驗臺下部，其攝像頭對準(zhǔn)實驗容器，并通過數(shù)據(jù)線連接計算機(jī)。
[000引所述密封連接接頭有兩部分組成，其上部為銅質(zhì)接頭，其下部為塑料接頭，兩者密 封連接，在其銅質(zhì)接頭上部分別利用卡套式接頭密封連接供氣軟管I、供氣軟管II和供氣 軟管III，在其塑料接頭下部分別密封連接大徑針頭、中徑針頭和小徑針頭，所述大徑針頭、 中徑針頭和小徑針頭采用不誘鋼制成，長度為10. 16cm，其內(nèi)徑依次為0. 413mm、0. 26mm、 0. 159mm，其末端為垂直于軸線平面，安裝時其下部末端距離實驗容器底部0. 1mm，所述實驗 容器采用透明材料制成。
[0009] 利用上述裝置生產(chǎn)人工泡沫油，并定量評價泡沫油穩(wěn)定性、膨脹W及捕獲氣體能 力的方法，包括W下步驟；在實驗容器中用一定量油溶性表面活性劑與原油配置一定濃度 的溶液，記錄此時溶液高度和體積hi和V
[0010] 打開總開關(guān)，設(shè)定分別設(shè)定數(shù)字流量型蠕動累I、數(shù)字流量型蠕動累II和數(shù)字流 量型蠕動累III的流量qi、Q2和q3,之后驅(qū)動數(shù)字流量型蠕動累I、數(shù)字流量型蠕動累H和 數(shù)字流量型蠕動累III工作，將空氣通過大徑針頭、中徑針頭和小徑針頭注入乳狀液中生 成小氣泡，氣泡在表面活性劑的作用下分散在原油中生成泡沫油，在數(shù)字流量型蠕動累I、 數(shù)字流量型蠕動累II和數(shù)字流量型蠕動累HI工作的同時，利用非接觸式超聲波連續(xù)液位 傳感器記錄泡沫油的高度的變化，利用氣體流量計I、氣體流量計II和氣體流量計HI記錄 總的供氣量Qi、Q2和Q3,利用計算機(jī)記錄時間t和數(shù)據(jù)的變化情況，利用攝像機(jī)監(jiān)測實驗容 器中泡沫油的高度變化過程W及泡沫油氣泡大小等形態(tài)特征；由于氣泡的存在，泡沫油體 積不斷膨脹，實驗容器中的高度不斷增加，當(dāng)泡沫油生產(chǎn)速度與氣泡破裂速度相同時，泡沫 油高度長時間小范圍波動，因此，當(dāng)非接觸式超聲波連續(xù)液位傳感器檢測到的液面高度在 某一數(shù)值小范圍波動超過15秒時，停止驅(qū)動數(shù)字流量型蠕動累I、數(shù)字流量型蠕動累II和 數(shù)字流量型蠕動累HI工作，從而停止注氣，此時泡沫油體積和高度為最大值停 止注氣后，由于氣泡的破裂，泡沫油高度不斷降低，當(dāng)高度為最大高度的一半時，記錄時間 為Ti/2,用于評價泡沫油穩(wěn)定性；通過W下公式計算膨脹系數(shù)（SR)和氣體捕獲系數(shù)佑巧，用 于評價泡沫油膨脹和氣體捕獲能力；Q=Q1+Q2+Q3，
通過更換不同 原油和表面活性劑濃度，調(diào)整進(jìn)氣實驗分支管路個數(shù)，改變數(shù)字流量型蠕動累流速，變換針 頭使用的孔徑，設(shè)定不同的實驗條件。
[0011] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可實現(xiàn)計算機(jī)的自動化測量與控制， 能夠可視化泡沫油生成、膨脹W及消失過程，定量評價泡沫油穩(wěn)定性、膨脹W及捕獲氣體能 力，是一種實用的評價泡沫油增油機(jī)理的裝置和方法。
【附圖說明】
[0012] 圖1 ;本發(fā)明一種評價泡沫油生成有效性的裝置總體結(jié)構(gòu)圖；
[0013] 圖2 ;本發(fā)明一種評價泡沫油生成有效性的裝置中實驗容器上部結(jié)構(gòu)圖；
[0014] 圖3;本發(fā)明一種評價泡沫油生成有效性的裝置中實驗容器下部結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖4 ;本發(fā)明一種評價泡沫油生成有效性的裝置控制原理圖；
[0016] 圖5;本發(fā)明一種評價泡沫油生成有效性的裝置及方法的實驗參數(shù)圖。
[0017] 1.數(shù)字流量型蠕動累I，2.數(shù)字流量型蠕動累II，3.數(shù)字流量型蠕動累III，4.氣 體流量計1,5.氣體流量計III，6.試驗臺，7.供氣軟管III，8.卡套式接頭，9.密封連接接 頭，10.小徑針頭，11.非接觸式超聲波連續(xù)液位傳感器，12.實驗容器，13.容器蓋，14. 大徑針頭，15.攝像機(jī)，16.供氣軟管II，17.氣體流量計II，18.供氣軟管1,19.中徑針頭， 20.測試控制板，21.總開關(guān)，22.計算機(jī)。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0019] 如圖1-圖5所示，本發(fā)明一種評價泡沫油生成有效性的裝置及方法，包括數(shù)字流 量型蠕動累I1、數(shù)字流量型蠕動累II2、數(shù)字流量型蠕動累III3、氣體流量計I4、氣體 流量計III5、試驗臺6、供氣軟管III7、卡套式接頭8、密封連接接頭9、小徑針頭10、非 接觸式超聲波連續(xù)液位傳感器11、實驗容器12、容器蓋13、大徑針頭14、攝像機(jī)15、供氣軟 管1116、氣體流量計II17、供氣軟管I18、中徑針頭19、測試控制板20、總開關(guān)21、計算機(jī) 22,其中所述數(shù)字流量型蠕動累I1、供氣軟管I18、卡套式接頭8、密封連接接頭9和大徑 針頭14依次連接，組成大徑進(jìn)氣實驗分支管路；所述數(shù)字流量型蠕動累II2、供氣軟管II 16、卡套式接頭8、密封連接接頭9和中徑針頭19依次連接，組成中徑進(jìn)氣實驗分支管路； 所述數(shù)字流量型蠕動累III3、供氣軟管III7、卡套式接頭8、密封連接接頭9和小徑針頭 10依次連接，組成小徑進(jìn)氣實驗分支管路；所述密封連接接頭9有兩部分組成，其上部為銅 質(zhì)接頭，