[发明专利]一种测定CO2乳液在渗流过程中表面活性剂浓度分布的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定CO₂乳液在渗流过程中表面活性剂浓度分布的装置及方法。

背景技术

由于CO₂是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以使原油体积膨胀、黏度下降，还可以降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比，二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。这项技术不仅能满足油田开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。在油藏条件下，CO₂一般处于超临界状态下(温度和压力分别处于31.1℃和7.38MPa以上)，CO₂流体流度高，流动性强，驱油时容易产生气窜或粘性指进，与表面活性剂水溶液形成CO₂乳液是控制CO₂流度的有效措施。但是加入表面活性剂就涉及表面活性剂在CO₂相和水相溶解度的问题，也涉及渗流过程中CO₂可溶表面活性剂在CO₂/水体系中的浓度分布的问题。

申请号为CN201410236069.4的专利公开了一种测定化合物油水分配系数的装置与方法，该发明就是将96孔板与该方法相结合实现高通量测定化合物的油水分配系数。申请号为CN201110191927.4的专利公开了一种低浓度粘弹性表面活性剂溶液的制备方法及浓度测定，但是并未给出表面活性剂在渗流过程中的浓度分布。

相关研究只是测定了化合物在有水中或油中的分配系数和浓度分布，但是并未涉及岩心渗流过程及CO₂可溶表面活性剂在CO₂/水体系中的浓度分布的方法，没有测定渗流过程中CO₂可溶表面活性剂在CO₂/水体系中的浓度分布的方法及装置。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种操作简单，测定准确率高的测定CO₂乳液在渗流过程中表面活性剂浓度分布的装置及方法。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种测定CO₂乳液在渗流过程中表面活性剂浓度分布的装置，包括内填石英砂且为方形的填砂岩心模型；

所述填砂岩心模型的进口端连接有相并联的乳液发生器和原油活塞式中间容器，所述乳液发生器的进口端连接有相并联的CO₂气体活塞式中间容器和表面活性剂活塞式中间容器；所述原油活塞式中间容器、CO₂气体活塞式中间容器和表面活性剂活塞式中间容器各自连接有平流泵；

所述填砂岩心模型的出口端通过回压阀连接有相并联的气源瓶和盛液瓶，填砂岩心模型顶面上均布有若干等间距的取样口，取样口与填砂岩心模型内的岩心相连通，每个取样口通过带阀门的管路各自连接有取样器。

优选的，上述取样器包括圆筒形的不锈钢外壳和透明玻璃内胆，不锈钢外壳上设置有观察窗口，取样器两端分别设置有与透明玻璃内胆相连通的进液口和出液口，进液口通过管线与填砂岩心模型的取样口连接，出液口连接有阀门，透明玻璃内胆的内部设置有活塞。

优选的，上述填砂岩心模型包括方形的金属外壳，外壳内设置有方形的内腔，内腔填满粒径为120～140目之间的石英砂，外壳的进口端和出口端两端分别设置有螺纹接口，填砂岩心模型顶面开有21个取样口。

优选的，上述填砂岩心模型外包绕有加热保温套。

采用上述测定CO₂乳液在渗流过程中表面活性剂浓度分布的装置的测定方法，包括以下步骤：

步骤1，将填砂岩心模型的岩心温度加热到30℃～90℃，并维持该温度12小时，然后通过气源瓶给岩心加围压；

步骤2，将填砂岩心模型的岩心抽真空后饱和水，然后向岩心内泵入原油，直至岩心被原油驱替至束缚水状态；

步骤3，采用平流泵分别将CO₂气体活塞式中间容器内的CO₂气体和表面活性剂活塞式中间容器内的表面活性剂溶液进行压缩，使CO₂气体压力和表面活性剂溶液压力升至与原油驱替压力相同；

步骤4，将CO₂气体与表面活性剂溶液按照一定气液比注入乳化发生器内进行乳化，并将乳化后的稳定乳液注入岩心内，待岩心内压力稳定，即达到了超临界CO₂乳液渗流状态；