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专利号: 2021104562366
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:这种驱油剂渗流性能评价装置包括注入系统(ZX)、测量系统(CX)和计量系统(JX),注入系统(ZX)包括活塞容器一(B1)、活塞容器二(B2)、活塞容器三(B3)、泡沫发生器(F)、剪切装置(E)、模拟井筒(G)、快速接头一(Q1)、快速接头三(Q3)、快速接头四(Q4)和快速接头五(Q5);测量系统(CX)包括快速接头二(Q2)、岩芯夹置器一(C1)和岩芯夹置器二(C2);计量系统(JX)包括计量活塞容器一(D1)和计量活塞容器二(D2);

模拟井筒(G)顶端通过管线和阀门十五(K15)与剪切装置(E)连接,模拟井筒(G)侧面有模拟射孔一(G1)、模拟射孔二(G2)和模拟射孔三(G3),模拟射孔一(G1)通过管线与压力计二(H2)、阀门十二(K12)和快速接头三(Q3)连接,模拟射孔二(G2)通过管线与压力计三(H3)、阀门十三(K13)和快速接头四(Q4)连接,模拟射孔三(G3)通过管线与压力计四(H4)、阀门十四(K14)和快速接头五(Q5)连接,快速接头三(Q3)、快速接头四(Q4)或快速接头五(Q5)与测量系统的快速接头二(Q2)连接;

快速接头二(Q2)分别与岩芯夹置器一(C1)、岩芯夹置器二(C2)连接,岩芯夹置器一(C1)、岩芯夹置器二(C2)分别设置入口阀门和出口阀门,岩芯夹置器一(C1)、岩芯夹置器二(C2)分别通过出口阀门连接一个计量活塞容器,每个计量活塞容器底端连接一个恒速恒压泵;快速接头二(Q2)与一个计量活塞容器之间还通过管线连接,该管线上设置阀门七(K7);

任意一个岩芯夹置器均包括岩芯夹置器外壳、透明胶套、观测窗,岩芯夹置器外壳内部为透明胶套,透明胶套内部为岩芯;岩芯夹置器外壳侧面为观测窗,观测窗外部有显微镜和光源,岩芯夹置器外壳和透明胶套之间通过管线与环压跟踪器连接;岩芯夹置器外壳两端分别与横向转轴连接,岩芯夹置器外壳能够绕横向转轴转动,岩芯夹置器外壳与纵向转轴连接,岩芯夹置器外壳与纵向转轴垂直,岩芯夹置器外壳能够绕纵向转轴转动。

2.根据权利要求1所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的活塞容器一(B1)、活塞容器二(B2)、活塞容器三(B3)并联后与并联的阀门四(K4)、阀门五(K5)连接,阀门五(K5)连接泡沫发生器(F),阀门四(K4)、泡沫发生器(F)均连接至剪切装置(E),剪切装置(E)分别连接阀门六(K6)和模拟井筒(G),阀门六(K6)前设置压力计一(H1),阀门六(K6)连接快速接头一(Q1);活塞容器一(B1)底端、活塞容器二(B2)底端均连接恒速恒压泵一(A1),活塞容器三(B3)底端连接恒速恒压泵二(A2),活塞容器一出口设置阀门一(K1),活塞容器二出口设置阀门二(K2),活塞容器三出口设置阀门三(K3)。

3.根据权利要求1所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的岩芯夹置器一(C1)外部为岩芯夹置器外壳一(C1a),岩芯夹置器外壳一(C1a)内部为透明胶套一(C1b),透明胶套一(C1b)内部为岩芯一(C1c);岩芯夹置器外壳一(C1a)侧面为观测窗一(C1d),观测窗一(C1d)外部有显微镜一(C1h)和光源一(C1j),岩芯夹置器外壳一(C1a)和透明胶套一(C1b)之间通过管线与环压跟踪器一(C1f)连接;岩芯夹置器外壳一(C1a)两端分别与横向转轴一(C1e)连接,岩芯夹置器外壳一(C1a)中心处垂直设置纵向转轴一(C1g);岩芯夹置器一入口阀门为阀门八(k8),出口阀门为阀门九(k9);

岩芯夹置器二(C2)外部为岩芯夹置器外壳二(C2a),岩芯夹置器外壳二(C2a)内部为透明胶套二(C2b),透明胶套二(C2b)内部为岩芯二(C2c);岩芯夹置器外壳二(C2a)侧面为观测窗二(C2d),观测窗二(C2d)外部有显微镜二(C2h)和光源二(C2j),岩芯夹置器外壳二(C2a)和透明胶套二(C2b)之间通过管线与环压跟踪器二(C2f)连接;岩芯夹置器外壳二(C2a)两端分别与横向转轴二(C2e)连接,岩芯夹置器外壳二(C2a)中心处垂直设置纵向转轴二(C2g);岩芯夹置器二入口阀门为阀门十(k10),出口阀门为阀门十一(k11)。

4.根据权利要求3所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的岩芯夹置器外壳一(C1a)的一个侧面设置观测窗一(C1d),观测窗一(C1d)外部的同一侧设置显微镜一(C1h)和光源一(C1j);岩芯夹置器外壳一(C1a)的两个相对侧面分别设置观测窗一(C1d),观测窗一(C1d)外部的同一侧设置显微镜一(C1h)和光源一(C1j),或观测窗一(C1h)外部的两侧分别设置显微镜一(C1h)和光源一(C1j);

岩芯夹置器外壳二(C2a)的一个侧面设置观测窗二(C2d),观测窗二(C2d)外部的同一侧设置显微镜二(C2h)和光源二(C2j);岩芯夹置器外壳二(C2a)的两个相对侧面分别设置观测窗二(C2d),观测窗二(C2d)外部的同一侧设置显微镜二(C2h)和光源二(C2j),或观测窗二(C2d)外部的两侧分别设置显微镜二(C2h)和光源二(C2j);

岩芯夹置器外壳一(C1a)、透明胶套一(C1b)、岩芯一(C1c)、岩芯夹置器外壳二(C2a)、透明胶套二(C2b)和岩芯二(C2c)均为长方体,岩芯一(C1c)或岩芯二(C2c)宽为0.01~

2.5cm、长为2 30cm、高为0.5 2.5cm,岩芯一(C1c)或岩芯二(C2c)为天然岩芯、人造岩芯、贝~ ~

雷岩芯或填砂岩芯。

5.根据权利要求1所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的计量活塞容器一(D1)外部为计量容器外壳一(D1a),计量容器外壳一(D1a)侧面为计量容器视窗一(D1g),计量容器外壳一(D1a)内部有计量容器活塞一(D1f),计量容器视窗一(D1g)外部有摄像机一(D1b)和光源三(D1d),计量活塞容器一(D1)底部与恒速恒压泵三(A3)连接;

计量活塞容器二(D2)外部为计量容器外壳二(D2a),计量容器外壳二(D2a)侧面为计量容器视窗二(D2g),计量容器外壳二(D2a)内部有计量容器活塞二(D2f),计量容器视窗二(D2g)外部有摄像机二(D2b)和光源四(D2d),计量活塞容器二(D2f)底部与恒速恒压泵四(A4)连接。

6.根据权利要求1所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的计量容器外壳一(D1a)的一个侧面设置计量容器视窗一(D1g),计量容器视窗一(D1g)外部的同一侧设置摄像机一(D1b)和光源三(D1d);计量容器外壳一(D1a)的两个相对侧面分别设置计量容器视窗一(D1g),计量容器视窗一(D1g)外部的同一侧设置摄像机一(D1b)和光源三(D1d),或计量容器视窗一(D1g)外部的两侧分别设置摄像机一(D1b)和光源三(D1d);

计量容器外壳二(D2a)的一个侧面设置计量容器视窗二(D2g),计量容器视窗二(D2g)外部的同一侧设置摄像机二(D2b)和光源四(D2d);计量容器外壳二(D2a)的两个相对侧面分别设置计量容器视窗二(D2g),计量容器视窗二(D2g)外部的同一侧设置摄像机二(D2b)和光源四(D2d),或计量容器视窗二(D2g)外部的两侧分别设置摄像机二(D2b)和光源四(D2d)。

7.根据权利要求1所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的模拟井筒(G)侧面从上到下有模拟射孔一(G1)、模拟射孔二(G2)和模拟射孔三(G3),模拟射孔一(G1)在模拟井筒(G)高度的五分之一至二分之一处,模拟射孔二(G2)在模拟井筒(G)高度的六分之一至三分之一处,模拟射孔三(G3)在模拟井筒(G)底部。

8.根据权利要求1‑7所述的驱油剂渗流性能评价装置,其特征在于:所述的注入系统(ZX)、测量系统(CX)和计量系统(JX)在保温箱(M)内;各恒速恒压泵、各压力计、泡沫发生器(F)、剪切装置(E)、各显微镜、各摄像机、各环压跟踪器均与计算机(P)电连接。

9.一种权利要求8所述的驱油剂渗流性能评价装置进行驱油剂渗流性能评价的方法,其特征在于包括如下步骤:

步骤一、活塞容器一(B1)上部装入驱油剂,计量活塞容器一(D1)中活塞位于顶部,连接快速接头一(Q1)和快速接头二(Q2),关闭所有阀门,开启保温箱(M)加热至实验温度;

步骤二、按照实验要求设置岩芯夹置器一(C1)绕着纵向转轴一(C1g)和横向转轴一(C1e)的旋转角度,在透明胶套一中放入岩芯一(C1c),通过环压跟踪器一(C1f)向岩芯夹置器外壳一(C1a)与透明胶套一(C1b)之间注入水,注入水的压力为实验要求压力值;实验过程中环压跟踪器一(C1f)实时跟踪芯夹置器一入口的压力,调整岩芯夹置器外壳一(C1a)与透明胶套一(C1b)之间水的压力,使岩芯夹置器外壳一(C1a)与透明胶套一(C1b)之间水的压力与芯夹置器一入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值;

步骤三、设置恒速恒压泵一以恒速模式工作,恒定速度为实验要求速度,设置恒速恒压泵三(A3)以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力,设置剪切装置(E)的剪切速度,开启显微镜一(C1h)、光源一(C1j)、摄像机一(D1b)和光源三(D1d),打开阀门一(K1)、阀门四(K4)、阀门六(K6)、阀门八(K8)和阀门九(K9),开启剪切装置(E)、恒速恒压泵一(A1)和恒速恒压泵三(A3),驱油剂经过剪切装置剪切后进入岩芯一(C1c),然后进入计量活塞容器一(D1)顶部;

步骤四、显微镜一(C1h)拍摄驱油剂在岩芯一(C1c)中微观流动和驱替过程,摄像机一(D1b)拍摄计量活塞容器一(B1)中驱油剂的体积,当计量活塞容器一(B1)中驱油剂的体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一(A1)、恒速恒压泵三(A3)、剪切装置(E)、显微镜一(C1h)、光源一(C1j)、摄像机一(D1b)、光源三(D1d)和所有阀门,结束实验。

10.一种权利要求8所述的驱油剂渗流性能评价装置进行驱油剂渗流性能评价的方法,其特征在于包括如下步骤:

步骤一、活塞容器一(B1)上部装入驱油剂,活塞容器二(B2)上部装入油,活塞容器三(B3)上部装入气体,计量活塞容器一(D1)和计量活塞容器二(D2)中活塞均位于顶部,关闭所有阀门,开启保温箱(M)加热至实验温度;

步骤二、按照实验要求设置岩芯夹置器一(C1)绕着纵向转轴一(C1g)和横向转轴一(C1e)的旋转角度,在透明胶套一(C1b)放入已饱和水的岩芯一,通过环压跟踪器一(C1f)向岩芯夹置器外壳一(C1a)与透明胶套一(C1b)之间注入水,注入水的压力为实验要求压力;

实验过程中环压跟踪器一(C1f)实时跟踪芯夹置器一入口的压力,调整岩芯夹置器外壳一(C1a)与透明胶套一(C1b)之间水的压力,使岩芯夹置器外壳一(C1a)与透明胶套一(C1b)之间水的压力与芯夹置器一入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值;

同样,按照实验要求设置岩芯夹置器二(C2)绕着纵向转轴二(C2g)和横向转轴二(C2e)的旋转角度,在透明胶套二(C2b)放入已饱和水的岩芯二,通过环压跟踪器二(C2f)向岩芯夹置器外壳二(C2a)与透明胶套二(C2b)之间注入水,注入水的压力为实验要求压力;实验过程中环压跟踪器二(C2f)实时跟踪芯夹置器二入口的压力,调整岩芯夹置器外壳二(C2a)与透明胶套二(C2b)之间水的压力,使岩芯夹置器外壳二(C2a)与透明胶套二(C2b)之间水的压力与芯夹置器二入口的压力差值恒定为实验要求的压力差值;

步骤三、设置恒速恒压泵一(A1)以恒速模式工作,恒定速度为实验要求岩芯饱含油速度,设置恒速恒压泵三(A3)以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力;连接快速接头一(Q1)和快速接头二(Q2),打开阀门二(K2)、阀门四(K4)、阀门六(K6)、阀门八(K8)和阀门九(K9),开启恒速恒压泵一(A1)和恒速恒压泵三(A3)使油进入岩芯夹置器一的岩芯一(C1c)中,当计量活塞容器一(D1)中的油体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一(A1)、恒速恒压泵三(A3)和所有阀门;断开快速接头一(Q1)和快速接头二(Q2)连接,打开阀门七(K7),开启恒速恒压泵三(A3)使计量活塞容器一(D1)中的油排出,然后关闭恒速恒压泵三(A3)和阀门七(K7);

同样,设置恒速恒压泵一(A1)以恒速模式工作,恒定速度为实验要求岩芯饱含油速度,设置恒速恒压泵四(A4)以恒压模式工作,恒定压力为实验要求压力;连接快速接头一(Q1)和快速接头二(Q2),打开阀门二(K2)、阀门四(K4)、阀门六(K6)、阀门十(K10)和阀门十一(K11),开启恒速恒压泵一(A1)和恒速恒压泵四(A4)使油进入岩芯夹置器二的岩芯二(C2c)中,当计量活塞容器二(D2)中的油体积符合实验要求时,关闭恒速恒压泵一(A1)、恒速恒压泵四(A4)和所有阀门;断开快速接头一(Q1)和快速接头二(Q2)连接,打开阀门七(K7),开启恒速恒压泵四(A4)使计量活塞容器二(D2)中的油排出,然后关闭恒速恒压泵四(A4)和阀门七(K7);

步骤四、设置恒速恒压泵一(A1)和恒速恒压泵二(A2)以恒速模式工作,恒定速度分别为实验要求速度,设置恒速恒压泵三(A3)和恒速恒压泵四(A4)以恒压模式工作,恒定压力均为实验要求压力,设置剪切装置(E)的剪切速度;开启显微镜一(C1h)、光源一(C1j)、显微镜二(C2h)、光源二(C2j)、摄像机一(D1b)、光源三(D1d)、摄像机二(D2b)和光源四(D2d);连接快速接头五(Q5)和快速接头二(Q2),打开阀门一(K1)、阀门三(K3)、阀门五(K5)、阀门八(K8)、阀门九(K9)、阀门十(K10)、阀门十一(K11)、阀门十四(K14)和阀门十五(K15),开启剪切装置(E)、泡沫发生器(F)、恒速恒压泵一(A1)、恒速恒压泵二(A2)、恒速恒压泵三(A3)和恒速恒压泵四(A4);驱油剂和气体经过泡沫发生器形成泡沫体系,泡沫体系经剪切装置(E)剪切后进入岩芯一(C1c)和岩芯二(C2c),然后岩芯一出口端流出的流体进入计量活塞容器一(D1),岩芯二出口端流出的流体进入计量活塞容器二(D2);

步骤五、显微镜一(C1h)拍摄泡沫体系在岩芯一(C1c)中微观流动和驱替过程,显微镜二(C2h)拍摄泡沫体系在岩芯二中(C2c)微观流动和驱替过程;摄像机一(D1b)拍摄计量活塞容器一(D1)中油、气和驱油剂的体积,摄像机二(D2b)拍摄计量活塞容器二(D2)中油、气和驱油剂的体积,根据油、气和驱油剂的体积计算分流率和采收率;

步骤六、当驱油剂和气体注入量符合实验要求后停止实验,关闭剪切装置(E)、泡沫发生器(F)、恒速恒压泵一(A1)、恒速恒压泵二(A2)和恒速恒压泵三(A3)、恒速恒压泵四(A4)、显微镜一(C1h)、光源一(C1j)、显微镜二(C2h)、光源二(C2j)、摄像机一(D1b)、光源三(D1d)、摄像机二(D2b)和光源四(D2d),关闭所有阀门;

步骤七、重复步骤一至步骤六分别测量快速接头一(Q1)、快速接头三(Q3)和快速接头四(Q4)流出泡沫体系的渗流性能。