[发明专利]测定氮气及氮气泡沫辅助重力驱油效率实验装置及实验方法

说明书

本发明提供了一种测定氮气及氮气泡沫辅助重力驱油实验装置，具有模拟岩心，包括注入系统、温度控制系统、回压控制系统和数据采集系统，并根据上述实验装置设计实验方法，可有效测定氮气辅助重力驱动与氮气及氮气泡沫辅助重力驱动的原油采收率的差异，为通过气驱及化学驱增加采收率的方法提供指导依据。

技术领域

本发明涉及石油开采特别是三次采油技术领域，尤其涉及一种测定氮气及氮气泡沫辅助重力驱油效率实验装置及实验方法。

背景技术

在油田开发过程中，在地层天然能量不足的情况下，为提高原油采收率，就需要借助水驱、气驱、化学驱等增加驱油能量。水驱油是通过注入水补充地层能量，保持以较高的生产压差促进原油开采。而注氮气驱油是通过将气体与采出流体相混合，通过气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，从而促进井液流出提高采收率。水驱与气驱的驱替性质不同，当岩石润湿性为水湿时，水驱为自吸过程，而气驱为排驱过程。水驱方式是一种较为传统的提高采收率方法，但注水容易引起堵塞、腐蚀和结垢等损害油层的问题。

近两年，在经济成本允许的情况下，气驱作为清洁环保又不损害油层的驱替方式被越来越多油田所采用。气驱由于其无污染等优点被广泛应用于各大油田生产开发，其中使用最为频繁的气体是氮气，因为氮气性质稳定，不易发生反映污染或破坏地层及流体。但是，在实际的生产地层中都存在微裂缝与细小通道，这使得氮气驱在刚开始注入地层时有较为明显的驱油效果，但随着注气量的增大，压力也随之增大，许多小的裂缝通道在压力的作用下变为大的高渗通道。此时氮气开始从流动阻力更小的高渗通道排出，即发生了气窜现象。参与驱油的氮气体积大大降低，驱油效率也因此骤降。

考虑到泡沫驱可封堵大孔道，增大孔隙流动阻力，使得注入气体更多地参与到驱油过程中，提高原油采收率，在发生气窜后可向地层注入泡沫驱。本实验装置模拟的正是这一过程，通过实验装置可测定在氮气泡沫驱是否可以提高原油采收率以及采收率的提高程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术之不足，测定氮气辅助重力驱动与氮气及氮气泡沫辅助重力驱动的原油采收率的差异，为通过气驱及化学驱增加采收率的方法提供指导依据，本发明提供了一种测定氮气及氮气泡沫辅助重力驱油效率实验装置及实验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测定氮气及氮气泡沫辅助重力驱油实验装置，具有模拟岩心，包括注入系统、温度控制系统、回压控制系统和数据采集系统；

所述的温度控制系统包括外包于模拟岩心外的恒温箱；

所述的数据采集系统包括依次管路连接在模拟岩心出口的气液分离装置、排水集气装置和量筒，所述气液分离装置下端设有天平；

所述的注入系统包括通过管路连通的平流泵、原油罐、氮气罐、起泡剂罐和泡沫发生器，所述的起泡剂罐、氮气罐和原油罐的入口分别与平流泵连接、出口则通过管路汇集后与模拟岩心入口的管路连通，所述的氮气罐出口具有两根与模拟岩心管路汇集处连通的管路，所述泡沫发生器设置在其中一根管路上；

所述的回压控制系统包括砂体入口处压力表、砂体出口处压力表和回压阀，所述砂体入口处压力表设置在注入系统汇集并连接至模拟岩心的管路上，所述砂体出口处压力表设置在模拟岩心与气液分离装置之间的管路上，所述回压阀则设置在砂体出口处压力表与气液分离装置之间的管路上；所述平流泵的出口管路上设有阀门，所述起泡剂罐、氮气罐、原油罐和泡沫发生器罐的出入口管路上也分别设有阀门，所述模拟岩心与砂体出口处压力表之间的管路上也设有阀门。

进一步的，模拟岩心为石英砂填充成的长方体模型。在制备模拟岩心时，可采用不同直径的石英砂充填，获得含有不同孔隙度和渗透率的模拟岩心。

进一步的，恒温箱内具有温度计，温度计与恒温箱构成温度控制系统，可更好的模拟地层的实际情况。