[发明专利]一种超声波稠油降粘动态模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种超声波稠油降粘动态模拟实验装置，其特征在于，该装置包括岩心夹持器、围压泵、超声波发生器、超声波换能器、换能-驱替接头、驱替泵、控制阀一、控制阀二、中间容器一、中间容器二、加热套、盛液容器、出液口控制阀、驱替压力表、围压压力表、围压控制阀、进液控制阀、三通阀、控压阀；

所述的围压泵与岩心夹持器通过管线相连，之间依次连接围压压力表和围压控制阀；所述的超声波发生器，将电能转化为与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，与超声波换能器连接；

所述的超声波换能器，将输入的功率转化为超声波再传递出去，一端与超声波发生器连接，另一端与换能-驱替接头连接；所述的换能-驱替接头一端与超声波换能器相连另一端与岩心夹持器相连；

所述的驱替泵与控制阀一和控制阀二相连接，控制阀一和控制阀二分别与中间容器一和中间容器二的底部相连接，中间容器一和中间容器二的顶部出口以及换能-驱替接头通过管线与三通阀相连接；

所述的加热套套在岩心夹持器的侧壁；所述的岩心夹持器的出口通过管线依次连接控压阀、出液口控制阀和盛液容器；

所述的岩心夹持器包括岩心放置处、夹持器外筒、橡胶筒、橡胶密封垫、空心钢管、引流管线、堵头一、橡胶套堵头、换能-驱替接口、围压阀；所述的橡胶筒位于夹持器外筒内；岩心放置处位于橡胶筒内，其左端放置橡胶密封垫片，右端放置空心钢管，可以控制放入岩心的长短；空心钢管右端放置堵头，其外螺纹与橡胶套堵头的内螺纹连接，橡胶套堵头外螺纹与夹持器外筒的内螺纹连接；引流管线穿过空心钢管和堵头，橡胶密封垫与换能-驱替接头相连；夹持器外筒的侧壁上设置有围压注入口。

2.根据权利要求1所述的超声波稠油降粘动态模拟实验装置，其特征在于，所述的换能-驱替接头由超声波换能器接头、进液阀、超声波发生腔、夹持器接口组成，其中、超声波换能器接头、进液阀、超声波发生腔、夹持器接口分别位于换能-驱替接头的左端、下端、内部和右端。

3.根据权利要求1所述的超声波稠油降粘动态模拟实验装置，其特征在于，所述换能-驱替接头与岩心夹持器外筒的内侧壁螺纹连接。

4.一种超声波稠油降粘动态模拟实验方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一、前期准备：首先测量被测试岩芯的外部尺寸，其次对岩芯进行清洗、烘干称重，将岩芯放置在岩心夹持器中，用橡胶筒抱紧；

步骤二、实验装置检测：连接实验装置，检查各管线和阀门的气密性，岩心夹持器是否完好、是否漏水，检查超声波发生器的线路；

步骤三、实验预处理：开启围压泵加围压，向岩芯提供上覆压力，上覆压力由围压压力表显示；

步骤四、驱替预处理：开启驱替泵，驱替满超声波换能器与岩芯之间的空间；

步骤五、岩芯抽真空和饱和模拟地层水，饱和水后称重，计算岩心的孔隙体积；然后饱和原油，计算岩芯的原始含油饱和度；

步骤六、超声波稠油降粘模拟实验：对步骤五中处于饱和原油状态下的被测试岩芯进行不同处理距离下超声波稠油降粘动态模拟实验、不同驱替压力下超声波稠油降粘动态模拟实验、不同驱替介质下超声波稠油降粘动态模拟实验、不同含水率下超声波稠油降粘动态模拟实验；

当对被测试岩芯进行不同处理距离下超声波稠油降粘动态模拟实验时，首先将岩芯一次水驱至产出液含水50-60％为止，然后设定超声波发生器的工作参数，然后开启超声波发生器，超声波换能器产生相应频率和振幅的超声波；同时设置驱替速率，开始驱替，从驱替压力表中记录驱替压力，保证驱替压力小于围压0.2-0.5MPa；盛液容器接收所驱替出来的液体，实验完之后进行油水分离，测量驱出油的粘度，记录数据；然后退掉围压，关闭超声波发生器和驱替泵的电源，换下另一长度尺寸的岩芯，重复上述步骤，直至岩芯全部测完，即可得到超声波不同处理距离下岩芯所驱出稠油的降粘数据；

当对被测试岩芯进行不同驱替压力下超声波稠油降粘动态模拟实验时，首先将岩芯一次水驱至产出液含水50-60％为止，然后设定超声波发生器的工作参数，然后开启超声波发生器，超声波换能器产生相应频率和振幅的超声波；同时设置驱替速率，开始驱替，从驱替压力表中记录驱替压力，保证驱替压力小于围压0.2-0.5MPa；盛液容器接收所驱替出来的液体，实验完之后进行油水分离，测量驱出油的粘度，记录数据；然后退掉围压，关闭超声波发生器和驱替泵的电源，换下相同长度和直径的岩芯，改变驱替压力，重复上述步骤，直至岩芯全部测完，即可得到超声波不同驱替压力下岩芯所驱出稠油的降粘数据；

当对被测试岩芯进行不同驱替介质下超声波稠油降粘动态模拟实验时，首先将岩芯一次水驱至产出液含水50-60％为止，然后设定超声波发生器的工作参数，然后开启超声波发生器，超声波换能器产生相应频率和振幅的超声波；同时设置驱替速率，开始驱替，从驱替压力表中记录驱替压力，保证驱替压力小于围压0.2-0.5MPa；盛液容器接收所驱替出来的液体，实验完之后进行油水分离，测量驱出油的粘度，记录数据；然后退掉围压，关闭超声波发生器和驱替泵的电源，换下相同长度和直径的岩芯，改变驱替介质，重复上述步骤，直至岩芯全部测完，即可得到超声波不同驱替介质下岩芯所驱出稠油的降粘数据；

当对被测试岩芯进行不同原油粘度下超声波稠油降粘动态模拟实验时，首先将岩芯一次水驱至产出液含水50-60％为止，然后设定超声波发生器的工作参数，然后开启超声波发生器，超声波换能器产生相应频率和振幅的超声波；同时设置驱替速率，开始驱替，从驱替压力表中记录驱替压力，保证驱替压力小于围压0.2-0.5MPa；盛液容器接收所驱替出来的液体，实验完之后进行油水分离，测量驱出油的粘度，记录数据；然后退掉围压，关闭超声波发生器和驱替泵的电源，换下相同长度和直径的岩芯，改变原油粘度，重复上述步骤，直至岩芯全部测完，即可得到超声波不同原油粘度下岩芯所驱出稠油的降粘数据；

当对被测试岩芯进行不同含水率下超声波稠油降粘动态模拟实验时，首先将岩芯一次水驱至产出液含水30％为止，然后设定声波发生器的工作参数，然后开启超声波发生器，超声波换能器产生相应频率和振幅的超声波；同时设置驱替速率，开始驱替，从驱替压力表中记录驱替压力，保证驱替压力小于围压0.2-0.5MPa；盛液容器接收所驱替出来的液体，实验完之后进行油水分离，测量驱出油的粘度，记录数据；然后退掉围压，关闭超声波发生器和驱替泵的电源，换下相同长度和直径的岩芯，岩芯分别一次水驱至产出液含水50％、70％、90％为止，重复上述步骤，直至岩芯全部测完，即可得到超声波不同含水率下岩芯所驱出稠油的降粘数据；

步骤七、数据处理：整理好不同处理距离下、不同驱替压力下、不同驱替介质下、不同原油粘度下以及不同含水率下超声波作用后的原油粘度，计算出降粘率，即可得到不同处理距离下、不同驱替压力下、不同驱替介质下以及不同含水率下超声波作用后稠油的动态降粘规律。