[发明专利]多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，属于孔隙级流动模拟技术领域。

背景技术

随着油田进入高/特高含水期，油田注水开发存在的问题越来越复杂，稳油控水的难度也越来越大，传统的调剖技术作用半径小，封堵强度有限、增产有效期短、效果差，已不能满足调剖的要求。为此，各种深部调剖(驱)技术相继被提出，并得到了广泛的应用。其中，孔喉尺度弹性微球深部调驱技术以孔喉尺度弹性微球的独特性质得到了足够的重视。

与传统的无机颗粒、体膨颗粒、凝胶类等调驱剂相比，孔喉尺度弹性微球具有耐温、耐盐能力强，封堵强度高，注入方便、经济效益好等优点，其主要原理是针对油藏岩石的纳微米级孔喉尺寸特征，合成与之匹配的孔喉尺度弹性微球，孔喉尺度弹性微球依靠自身的弹性，通过在岩石多孔介质运移过程中的“封堵、流体分流—变形、恢复、运移—深部封堵、流体分流”机制，在高渗透带不断地封堵和运移，直达油层深部，从而提高油层深部剩余油富集区的波及体积和驱替效率，大幅度提高原油的采收率。

孔喉尺度弹性微球在多孔介质中的渗流是一个极其复杂的过程，它涉及到孔喉尺度弹性微球在多孔介质中的运移、封堵、变形机理，还涉及到其与原油、岩石间的相互作用。决定孔喉尺度弹性微球深部调驱技术应用前景的关键问题是：科学合理地描述孔喉尺度弹性微球在多孔介质中的运移机制和提高采收率机理。因此，开展多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟研究，不仅具有重要的理论意义，而且具有重要的实际价值。

为了全面揭示孔喉尺度弹性微球的运移机制和提高采收率机理，就需要借助微观可视化模型。目前，最常用的微观可视化模型是微观刻蚀模型。微观刻蚀模型是采用光刻蚀技术将放大后的岩石孔喉特征光刻在玻璃等材料上，经氢氟酸刻蚀后高温烧结成型而成。但是，该模型是二维模型，刻蚀在玻璃等材料上的是放大后的岩石孔喉特征，不能准确反映真实油藏岩石的多孔介质特征；同时，由于孔喉尺度弹性微球的大小与微观刻蚀模型的孔喉大小属于同一个数量级，致使孔喉尺度弹性微球注入微观刻蚀模型后，很难清洗，重复性较差，而且无法实现定量测量。

因此，要全面地揭示孔喉尺度弹性微球的运移机制和提高采收率机理，就需要从真实油藏岩石孔喉特征及孔喉尺度弹性微球的尺寸特点出发，构建新的微观可视化模型及模拟系统。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明提供一种多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，本发明的目的是根据真实油藏岩石的孔喉特征及孔喉尺度弹性微球的尺寸特点，设计一种适用于孔喉尺度弹性微球的微观可视化透明石英砂模型，并构建图像实时采集及数据分析系统，通过显微观察和定量分析相结合的方法，从本质上认识孔喉尺度弹性微球的运移机制和提高采收率机理，从而为孔喉尺度弹性微球深部调驱技术的大规模工业化应用提供理论指导。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这样实现的：

一种多孔介质中孔喉尺度弹性微球运移的孔隙级模拟实验装置，包括微量泵、第一中间容器、第二中间容器、第三中间容器、压力传感器、微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、鼓泡塔和计算机，其中，微量泵上设置有管线及阀门依次与第一中间容器、第二中间容器、第三中间容器、压力传感器、微观可视化透明石英砂模型、取样器、真空泵、鼓泡塔相连接；压力传感器通过第一数据线与计算机相连；微观可视化透明石英砂模型的上方设置有三维视频显微镜，三维视频显微镜上设置有第二数据线与计算机相连；微观可视化透明石英砂模型的下面设置有热水循环加热器，热水循环加热器上设置有进水管和出水管与恒温循环水浴相连，取样器中放置有取样杯，取样器上设置有三通接头与一侧的真空泵和鼓泡塔相连。

上述装置中，微量泵流速的可调范围为0.001～1200mL/h；第一中间容器、第二中间容器、第三中间容器分别用于存放模拟地层水、模拟油和孔喉尺度弹性微球悬浮液；压力传感器的测量精度为0.001kPa，采集频率为5次/s；三维视频显微镜配套有图像采集分析软件，可以进行录像和拍照，录像速度上限为360帧/s、拍照功能像素上限为1600万，也可以对长、宽、直径、角度、面积等参数进行准确测量，长度的测量精度为0.001μm、角度的测量精度为0.001度；调整恒温循环水浴的温度，可以控制微观可视化透明石英砂模型中流体的温度；取样杯用于分离和计量产出流体；真空泵用来对微观可视化透明石英砂模型进行抽真空饱和模拟地层水；鼓泡塔中的液体为去离子水。