本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)實驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置及方法。

背景技術(shù)：

油田堵水技術(shù)是注水開發(fā)非均質(zhì)油田的一項重要工藝技術(shù)，現(xiàn)場實踐證明，油田堵水技術(shù)可以有效降低油井產(chǎn)水量，提高油井產(chǎn)油量，改善注水井吸水的不均勻性，從而提高注水井縱向的波及系數(shù)，增加油田的可采儲量并提高油田注水開發(fā)的階段采出程度，最終提高油田注水開發(fā)的采收率。

堵水是指從油井進(jìn)行的封堵高滲透層的作業(yè)，可減少油井的出水量?，F(xiàn)階段油田采用的堵水工藝很多用會用到化學(xué)堵水(選擇性堵水、非選擇性堵水、注水井調(diào)整吸水剖面和區(qū)塊整體堵水技術(shù))技術(shù)，隨著開發(fā)的油氣藏埋藏深度越來越深，地層溫度和壓力也越來越高，在高溫高壓條件下化學(xué)堵劑的交聯(lián)效果對油田堵水的最終效果有很大的影響。

因此，有必要提供一種能夠在高溫高壓條件下研究油田堵水化學(xué)堵劑交聯(lián)效果的實驗裝置和實驗方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)在不同地層壓力、不同地層溫度條件下研究化學(xué)堵劑交聯(lián)情況的實驗裝置和方法。

本發(fā)明的一方面提供了一種用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置，所述高溫高壓反應(yīng)裝置包括底座、反應(yīng)單元、溫度調(diào)節(jié)單元和壓力調(diào)節(jié)單元，

所述反應(yīng)單元包括反應(yīng)容器、容器蓋和安全蓋，所述反應(yīng)容器設(shè)置在底座上；所述容器蓋包括小頭端蓋和大頭端蓋并且容器蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔，所述容器蓋通過大頭端蓋蓋在所述反應(yīng)容器上并密封所述反應(yīng)容器；所述安全蓋套裝在所述容器蓋的小頭端蓋上并將容器蓋固定在反應(yīng)容器上；

所述溫度調(diào)節(jié)單元包括加熱圈和溫度控制器，所述加熱圈套裝在反應(yīng)容器的外壁上，所述溫度控制器與加熱圈上的接線端口連接；

所述壓力調(diào)節(jié)單元與所述容器蓋上的進(jìn)氣孔連接并與反應(yīng)容器的反應(yīng)腔連通。

根據(jù)本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的一個實施例，所述反應(yīng)容器上設(shè)置有壓力表和泄壓閥。

根據(jù)本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的一個實施例，所述壓力調(diào)節(jié)單元包括氮氣瓶、進(jìn)氣管、壓力調(diào)節(jié)閥和控制閥，所述氮氣瓶通過進(jìn)氣管與容器蓋上的進(jìn)氣孔連接，所述壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)置在氮氣瓶上，所述控制閥設(shè)置在進(jìn)氣管與進(jìn)氣孔之間。

根據(jù)本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的一個實施例，所述容器蓋的大頭端蓋邊緣設(shè)置有密封圈。

根據(jù)本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的一個實施例，所述安全蓋通過螺紋連接旋轉(zhuǎn)固定在反應(yīng)容器上并將容器蓋固定在反應(yīng)容器上。

根據(jù)本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的一個實施例，所述高溫高壓反應(yīng)裝置還包括若干個用于盛放不同化學(xué)堵劑并且能夠放置在所述反應(yīng)容器的反應(yīng)腔中的燒杯。

本發(fā)明的另一方面提供了一種用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)方法，采用上述用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置下研究化學(xué)堵劑在不同地層壓力、不同地層溫度條件下的交聯(lián)情況。

根據(jù)本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)方法的一個實施例，所述方法包括以下步驟：

在反應(yīng)容器中裝入化學(xué)堵劑，蓋上容器蓋并旋緊安全蓋，確保反應(yīng)容器密封；

打開壓力調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)反應(yīng)容器中的壓力達(dá)到實驗要求并關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)單元，打開溫度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)反應(yīng)容器中的溫度達(dá)到實驗要求；

記下開始實驗的時間并在達(dá)到實驗要求的時間之后，關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)單元并對反應(yīng)容器進(jìn)行泄壓，待壓力為零后打開安全蓋和容器蓋，取出化學(xué)堵劑并對其進(jìn)行檢測，結(jié)束實驗后清理裝置待下次使用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置及方法具有以下優(yōu)點：(1)操作簡單，安全可靠；(2)用氮氣進(jìn)行加壓，氮氣既有成本低又易于運輸?shù)膬?yōu)勢，更重要的是不參與化學(xué)反應(yīng)，不會影響實驗效果；(3)這個裝置只要反應(yīng)容器中的壓力達(dá)到實驗所要求的壓力，關(guān)閉閥門后再無需進(jìn)行加壓，即可持續(xù)地維持反應(yīng)容器中的壓力；(4)泄壓方便，只要打開反應(yīng)容器的泄壓閥，就可以卸掉反應(yīng)容器的壓力。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的前視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置中容器蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置中安全蓋的結(jié)構(gòu)示意圖

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置中底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置中加熱圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置中控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置中氮氣瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-底座、2-加熱圈、3-壓力表、4-容器蓋、5-密封圈、6-進(jìn)氣管、7-壓力調(diào)節(jié)閥、8-氮氣瓶、9-控制閥、10-安全蓋、11-泄壓閥、12-反應(yīng)容器、13-接線端口、14-溫度控制器、15-進(jìn)氣孔、16-反應(yīng)腔。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

下面將先對本發(fā)明用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的前視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置包括底座1、反應(yīng)單元、溫度調(diào)節(jié)單元和壓力調(diào)節(jié)單元。其中，底座1是用于安裝和支撐反應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)組件，反應(yīng)單元是保證高溫高壓反應(yīng)條件的關(guān)鍵反應(yīng)組件，溫度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)整反應(yīng)單元的溫度條件，壓力調(diào)節(jié)單元用于調(diào)整反應(yīng)單元的壓力條件。

下面對各結(jié)構(gòu)組件進(jìn)行分別的介紹和說明。

根據(jù)本發(fā)明，反應(yīng)單元包括反應(yīng)容器12、容器蓋4和安全蓋10，反應(yīng)容器12設(shè)置在底座1上，其中，反應(yīng)容器12、容器蓋4、安全蓋10和底座1的結(jié)構(gòu)分別如圖3、圖4、圖5和圖6所示。

反應(yīng)容器12具有反應(yīng)腔16，其中可以盛裝實驗用的化學(xué)堵劑，優(yōu)選地采用若干個用于盛放不同化學(xué)堵劑并且能夠放置在反應(yīng)容器12的反應(yīng)腔16中的燒杯進(jìn)行實驗。

容器蓋4包括小頭端蓋和大頭端蓋并且容器蓋4上設(shè)置有進(jìn)氣孔15，容器蓋4是用來蓋住反應(yīng)容器12的。具體地，容器蓋4通過大頭端蓋蓋在反應(yīng)容器12上并密封反應(yīng)容器12，安全蓋10則套裝在容器蓋4的小頭端蓋上并將容器蓋4固定在反應(yīng)容器12上。其中，容器蓋4的大頭端蓋邊緣設(shè)置有密封圈5，以防止反應(yīng)容器漏氣；并且，安全蓋10通過螺紋連接旋轉(zhuǎn)固定在反應(yīng)容器12上并將容器蓋4固定在反應(yīng)容器12上，安全蓋10旋轉(zhuǎn)地越緊則密封地越好。也即，本發(fā)明的反應(yīng)容器12是通過容器蓋4和安全蓋10的配合進(jìn)行雙重密封，有利于保證反應(yīng)容器12的高溫高壓反應(yīng)條件。

本發(fā)明中采用的溫度調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地包括加熱圈2和溫度控制器14，加熱圈2的結(jié)構(gòu)如圖7所示。加熱圈2套裝在反應(yīng)容器12的外壁上，溫度控制器14與加熱圈2上的接線端口13連接，由此能夠通過溫度控制器14控制加熱圈2對反應(yīng)容器12的加熱并繼而控制反應(yīng)容器12內(nèi)的反應(yīng)溫度。

本發(fā)明中采用的壓力調(diào)節(jié)單元與容器蓋4上的進(jìn)氣孔15連接并與反應(yīng)容器12的反應(yīng)腔16連通，反應(yīng)容器12上優(yōu)選地設(shè)置有壓力表3和泄壓閥11。具體地，壓力調(diào)節(jié)單元包括氮氣瓶8、進(jìn)氣管6、壓力調(diào)節(jié)閥7和控制閥9，氮氣瓶7和控制閥9的結(jié)構(gòu)分別如圖9和圖8所示。氮氣瓶7通過進(jìn)氣管6與容器蓋4上的進(jìn)氣孔15連接，壓力調(diào)節(jié)閥7設(shè)置在氮氣瓶7上，控制閥9設(shè)置在進(jìn)氣管6與進(jìn)氣孔15之間。其中，控制閥9可以控制反應(yīng)容器12內(nèi)的壓力大小，氮氣瓶8內(nèi)的高壓氮氣通過進(jìn)氣管6、控制閥9、容器蓋4的進(jìn)氣孔15進(jìn)入反應(yīng)容器12中，當(dāng)反應(yīng)容器12上的壓力表3達(dá)到實驗所要求的壓力時，關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥7和控制閥9即可。

同時，本發(fā)明還提供了采用上述用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置研究化學(xué)堵劑在不同地層壓力、不同地層溫度條件下的交聯(lián)情況的方法。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，該方法可以包括以下步驟：

在反應(yīng)容器中裝入化學(xué)堵劑，蓋上容器蓋并旋緊安全蓋，確保反應(yīng)容器密封；

打開壓力調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)反應(yīng)容器中的壓力達(dá)到實驗要求并關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)單元，打開溫度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)反應(yīng)容器中的溫度達(dá)到實驗要求；

記下開始實驗的時間并在達(dá)到實驗要求的時間之后，關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)單元并對反應(yīng)容器進(jìn)行泄壓，待壓力為零后打開安全蓋和容器蓋，取出化學(xué)堵劑并對其進(jìn)行檢測，結(jié)束實驗后清理裝置待下次使用。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，也可以按照如下步驟進(jìn)行：在開始實驗前，關(guān)閉泄壓閥11并打開控制閥9，向燒杯中裝入適量的化學(xué)堵劑并放入反應(yīng)容器12的反應(yīng)腔16中(化學(xué)堵劑的量由實驗設(shè)定的量決定)；用容器蓋4蓋住反應(yīng)容器12，然后旋緊安全蓋10，確保達(dá)到密封的效果；打開氮氣瓶8的壓力調(diào)節(jié)閥7，向反應(yīng)容器12中充入氮氣，待壓力表3的數(shù)值達(dá)到實驗要求的壓力時，關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥7，也同時關(guān)閉控制閥9，此時反應(yīng)容器中的壓力為實驗所要求的壓力；打開溫度控制器14的電源開關(guān)并設(shè)定實驗要求的溫度，記下開始試驗的時間，待到實驗要求的時間后，關(guān)閉溫度控制器14并打開泄壓閥11，待壓力表3的數(shù)字為零時，旋開安全蓋10并打開容器蓋4，取出盛有化學(xué)堵劑的燒杯15，根據(jù)實驗需要對化學(xué)堵劑進(jìn)行拍照、測粘度等檢測程序；根據(jù)實驗的需要可以重復(fù)以上步驟，得到若干組實驗數(shù)據(jù)；試驗結(jié)束后，關(guān)閉實驗設(shè)備，清洗試驗用具，并且把試驗用具進(jìn)行歸位即可。

綜上所述，本發(fā)明的用于研究油田堵水化學(xué)堵劑的高溫高壓反應(yīng)裝置及方法具有以下優(yōu)點：(1)操作簡單，安全可靠；(2)用氮氣進(jìn)行加壓，氮氣既有成本低又易于運輸?shù)膬?yōu)勢，更重要的是不參與化學(xué)反應(yīng)，不會影響實驗效果；(3)這個裝置只要反應(yīng)容器中的壓力達(dá)到實驗所要求的壓力，關(guān)閉閥門后再無需進(jìn)行加壓，即可持續(xù)地維持反應(yīng)容器中的壓力；(4)泄壓方便，只要打開反應(yīng)容器的泄壓閥，就可以卸掉反應(yīng)容器的壓力。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。