[发明专利]一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法

说明书

为了解决目前实验装置不能模拟泡沫在地层长时间运动过程的问题，本申请提供了一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法，该装置包括注入系统、循环驱替系统、回压系统、加热保温系统和数据采集系统；注入系统用于将二氧化碳、地层水、起泡剂通入循环驱替系统；回压系统用于向循环驱替系统提供压力，以使循环驱替系统达到设定的压力；加热保温系统用于向循环驱替系统提供热量，以使循环驱替系统达到设定的温度；循环驱替系统用于模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；数据采集系统用于采集循环驱替系统的实验数据。本申请通过循环驱替模拟二氧化碳泡沫体系在地层长时间运动的过程，从而探索泡沫体系封窜机理。

技术领域

本发明涉及油田开采领域，具体而言，涉及一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法。

背景技术

二氧化碳驱油技术是把二氧化碳注入油层中以提高油田采油率的技术。气窜是二氧化碳驱工艺普遍存在的问题，治理气窜的方法主要有泡沫封窜、凝胶封窜、有机胺盐封窜等，泡沫封窜由于注入性好、污染小而具有独特优势，而且在现场试验已经取得明显效果，是治理二氧化碳气窜最具潜力的一项工艺技术。

针对泡沫封窜的评价装置主要是泡沫仪，用于测定产生泡沫的体积、泡沫半衰期以及泡沫形态，如罗氏泡沫仪。泡沫仪仅是评价特定压力下的起泡性能，不能模拟泡沫在地层的动态情况。目前模拟泡沫在地层运动形态的实验装置一般是填砂管驱替实验装置或玻璃平板模型，但这些实验装置不能模拟泡沫在地层长时间运动的过程。

发明内容

为了解决目前实验装置不能模拟泡沫在地层长时间运动过程的问题，本发明实施例提供了一种二氧化碳泡沫封窜实验装置及方法，通过循环驱替模拟二氧化碳泡沫体系长时间在地层长时间运动的过程，从而探索泡沫体系封窜机理。

第一方面，本发明实施例提供了一种二氧化碳泡沫封窜实验装置，包括注入系统、循环驱替系统、回压系统、加热保温系统和数据采集系统，所述循环驱替系统分别与注入系统、回压系统、加热保温系统、数据采集系统连接；所述注入系统用于将二氧化碳、地层水、起泡剂通入所述循环驱替系统；所述回压系统用于向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；所述加热保温系统用于向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；所述循环驱替系统用于模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；所述数据采集系统用于采集所述循环驱替系统的实验数据。

其中，所述循环驱替系统包括循环泵、储层模拟器单元，所述循环泵与所述储层模拟器单元连接且形成回路；所述储层模拟器单元包括多个串联或并联的储层模拟器，所述储层模拟器用于填砂，或者用于安装岩心，以模拟地层岩石物性参数。

其中，所述储层模拟器连接有高压视窗，所述高压视窗位于所述循环泵与所述储层模拟器形成的回路中，所述高压视窗用于观察在设定温度、压力条件下泡沫形态以及泡沫经历起泡、消泡、再起泡的过程。

其中，所述注入系统包括二氧化碳气瓶、第一活塞容器、第二活塞容器、平流泵，所述第一活塞容器用于存储地层水，所述第二活塞容器用于存储起泡剂，所述二氧化碳气瓶、第一活塞容器、第二活塞容器均与所述循环驱替系统的储层模拟器连接；所述平流泵分别与所述第一活塞容器、第二活塞容器连接。

其中，所述回压系统包括环压泵、回压泵、缓冲罐、回压阀，所述环压泵与所述循环驱替系统的储层模拟器连接，所述回压阀分别与所述回压泵、缓冲罐、所述循环驱替系统连接。

其中，所述加热保温系统包括恒温箱，所述循环驱替系统的储层模拟器位于所述恒温箱中。

第二方面，本发明实施例还提供一种二氧化碳泡沫封窜实验方法，应用上述任一项所述的二氧化碳泡沫封窜实验装置，包括：通过回压系统向所述循环驱替系统提供压力，以使所述循环驱替系统达到设定的压力；通过加热保温系统向所述循环驱替系统提供热量，以使所述循环驱替系统达到设定的温度；通过注入系统将地层水通入循环驱替系统；通过所述循环驱替系统模拟地层条件下泡沫生成及流动过程；通过数据采集系统采集所述循环驱替系统的实验数据。