專利名稱：一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于采油室內(nèi)強(qiáng)化驅(qū)油動(dòng)態(tài)物理模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種水力 脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)如今，振動(dòng)采油技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展很快，已經(jīng)在實(shí)踐上有了很多共識(shí)，國內(nèi) 陸續(xù)開展了一些研究工作，主要代表有國家地震局工程力學(xué)所和吉林油田研制的大功率地 面震源，石油大學(xué)與四川大學(xué)研制的超聲波井下發(fā)生器等。中國石油大學(xué)(華東)于上世 紀(jì)也做過水力壓力脈沖裝備的相關(guān)工作，但是其水力脈沖裝備布設(shè)在采油井井口，則水力 脈沖需通過環(huán)空液體傳遞到井下，因此某些頻率的水力脈沖波在下井過程中(彎曲的套 管)會(huì)被濾失掉，并相應(yīng)形成的油管波，同時(shí)造成液體狀態(tài)的壓縮與稀釋，從而造成總能量 損失，影響水力脈沖裝備的作用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、安裝布設(shè)方便、工作性能可靠且模擬效果好、適用面廣的水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其 特征在于包括用于夾持被測(cè)試巖芯的巖芯夾持器、布設(shè)在巖芯夾持器外側(cè)的恒溫箱、通過 液壓管道與巖芯夾持器的環(huán)壓接口相接且對(duì)夾于巖芯夾持器內(nèi)部的被測(cè)試巖芯施加環(huán)向 壓力的環(huán)壓供給裝置、水力脈沖波產(chǎn)生裝置、分別通過輸水管道和輸油管道與巖芯夾持器 的進(jìn)液口相接且內(nèi)部分別裝有模擬地層水和模擬地層油的儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐以及通過外接 管道與巖芯夾持器的出液口相接的液體容器，所述液體容器上標(biāo)有對(duì)其內(nèi)部所存儲(chǔ)溶液體 積進(jìn)行測(cè)量的刻度，所述輸水管道和輸油管道上均裝有中間過渡容器，所述輸水管道和輸 油管道上分別裝有水路控制閥和油路控制閥；所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐與中間過渡容器之間的 輸水管道和輸油管道上均裝有用于形成高壓液流的泵送裝置和通過內(nèi)部所存儲(chǔ)壓力對(duì)泵 送裝置所輸出的高壓液流進(jìn)行緩沖的儲(chǔ)能罐；所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置通過旁通管道安裝 在儲(chǔ)水罐的出液口和巖芯夾持器的進(jìn)液口之間，所述儲(chǔ)水罐與水力脈沖波產(chǎn)生裝置之間的 旁通管道上裝有所述泵送裝置、儲(chǔ)能罐和水力脈沖控制閥門；所述巖芯夾持器的進(jìn)液口和 出液口上分別安裝有壓力檢測(cè)及顯示單元一和壓力檢測(cè)及顯示單元二。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置為高頻脈 沖伺服閥，所述高頻脈沖伺服閥包括內(nèi)部開有水平向活塞腔的圓柱狀密封外殼、同軸布設(shè) 在所述密封外殼內(nèi)且前端自所述密封外殼伸出的活塞柱、進(jìn)液管、同軸套裝在所述密封外 殼與活塞柱之間且能沿活塞柱左右來回移動(dòng)的圓環(huán)狀活塞、布設(shè)于所述密封外殼的前側(cè)內(nèi) 壁與活塞之間且能推動(dòng)活塞水平向后移動(dòng)的彈簧和布設(shè)在所述密封外殼的中部側(cè)壁上且 與所述密封外殼內(nèi)腔相通的出液管，所述活塞柱內(nèi)部開有水平向進(jìn)液通道，活塞柱的后端 部伸入至所述密封外殼的后部且所述水平向進(jìn)液通道與所述密封外殼的內(nèi)腔相通，所述進(jìn)
6液管同軸密封套裝在所述水平向進(jìn)液通道的前端部；所述進(jìn)液管通過旁通管道一與安裝在 所述輸水管道上的中間過渡容器的出液口相接，所述出液管通過旁通管道二與巖芯夾持器 的進(jìn)液口相接，所述活塞柱的后端部設(shè)置有對(duì)活塞進(jìn)行限位以防止活塞自活塞柱上滑出的 限位機(jī)構(gòu)；所述水平向活塞腔的形狀為圓柱形，且圓環(huán)狀活塞的外徑與所述水平向活塞腔 的內(nèi)徑相同。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述密封外殼由前部開口的圓柱狀 活塞缸和同軸密封套裝在圓柱狀活塞缸前部的缸體壓頭，所述缸體壓頭中部開有供活塞柱 穿出的通孔。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述輸水管道、輸油管道和旁通管 道共用一個(gè)中間過渡容器且三者共用一個(gè)泵送裝置和一個(gè)儲(chǔ)能罐，所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐的 出液口分別通過輸水分支管道和輸油分支管道與所述泵送裝置的進(jìn)液口相接，所述泵送裝 置的出液口通過主管道一與儲(chǔ)能罐的進(jìn)液口相接，所述儲(chǔ)能罐的出液口通過主管道二與中 間過渡容器的進(jìn)液口相接，中間過渡容器的出液口通過主管道三與巖芯夾持器的進(jìn)液口相 接，所述主管道一、主管道二和主管道三上均裝有主控閥門；所述輸水分支管道、主管道一、 主管道二和主管道三組成所述輸水管道，所述輸油分支管道、主管道一、主管道二和主管道 三組成所述輸油管道，所述水路控制閥和油路控制閥分別安裝在所述輸水分支管道和輸油 分支管道上；所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置的進(jìn)液口通過旁通管道一與中間過渡容器的出液口 相接，水力脈沖波產(chǎn)生裝置的出液口通過旁通管道二與巖芯夾持器的進(jìn)液口相接，水力脈 沖控制閥門安裝在旁通管道一上，所述旁通管道一和旁通管道二組成所述旁通管道。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述液體容器為刻度管，且所述刻度 管為刻度單位為o. lml的玻璃量筒。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述泵送裝置為計(jì)量柱塞泵，所述壓 力檢測(cè)及顯示單元一和所述壓力檢測(cè)及顯示單元二均為壓力表。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述巖芯夾持器包括左右兩端均開 口的夾持器外殼、同軸套裝在夾持器外殼內(nèi)且左右兩端均開口的橡膠隔離套以及兩個(gè)分別 對(duì)夾持器外殼和橡膠隔離套的左右兩端開口進(jìn)行封堵的堵頭，所述被測(cè)試巖芯同軸套裝在 橡膠隔離套內(nèi)部；所述夾持器外殼的上部側(cè)壁上開有與其內(nèi)腔相通的兩個(gè)豎向出液口，兩 個(gè)豎向出液口中的一個(gè)豎向出液口通過液壓管道與環(huán)壓供給裝置相接，且另一個(gè)豎向出液 口安裝有壓力表三；兩個(gè)堵頭上分別開有兩個(gè)橫向進(jìn)液口和兩個(gè)橫向出液口，兩個(gè)橫向進(jìn) 液口和兩個(gè)橫向出液口均與橡膠隔離套的內(nèi)腔相通；兩個(gè)橫向進(jìn)液口中的一個(gè)橫向進(jìn)液口 分別通過主管道三和旁通管道二與中間過渡容器的出液口和水力脈沖波產(chǎn)生裝置的出液 口相接，且所述壓力檢測(cè)及顯示單元一安裝在另一個(gè)橫向進(jìn)液口上；兩個(gè)橫向出液口中的 一個(gè)橫向出液口通過外接管道與所述液體容器相接，且所述壓力檢測(cè)及顯示單元二安裝在 另一個(gè)橫向出液口上。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種操作簡(jiǎn)便、實(shí)現(xiàn)方便、數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確且模擬實(shí)驗(yàn)效果好 的水力脈沖驅(qū)油方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程如下101、被測(cè)試巖芯預(yù)處理按照常規(guī)油相滲透率測(cè)試方法，將被測(cè)試巖芯經(jīng)烘干、抽 真空和飽和模擬地層水后裝入巖芯夾持器內(nèi)；再按照需模擬地層的環(huán)境溫度條件，通過加
7熱裝置將巖芯夾持器連同夾于其內(nèi)部的被測(cè)試巖芯一起加熱至需模擬地層的環(huán)境溫度，待 加熱至需模擬地層的環(huán)境溫度后將所述恒溫裝置布設(shè)在巖芯夾持器外部；102、參數(shù)調(diào)整按照需模擬地層的油藏壓力條件，且通過所述控制器對(duì)環(huán)壓供給 裝置進(jìn)行控制調(diào)整，使得環(huán)壓供給裝置加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力與需模擬地層的油 藏壓力相同；103、油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)關(guān)閉水路控制閥和水力脈沖控制閥門且開啟油路控 制閥，同時(shí)啟動(dòng)環(huán)壓供給裝置以及安裝在所述輸油管道上的所述泵送裝置和儲(chǔ)能罐，通過 自儲(chǔ)油罐輸至巖芯夾持器內(nèi)的模擬地層油對(duì)被測(cè)試巖芯進(jìn)行油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；且油 驅(qū)替水過程中，對(duì)所述壓力檢測(cè)及顯示單元一與壓力檢測(cè)及顯示單元二實(shí)時(shí)所檢測(cè)的水壓 和所述液體容器內(nèi)的驅(qū)出水量進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，當(dāng)所述壓力檢測(cè)及顯示單元一與壓力檢測(cè)及 顯示單元二間所檢測(cè)水壓的差值保持穩(wěn)定且所述液體容器內(nèi)的驅(qū)出水量不變時(shí)，則油驅(qū)替 水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束，此時(shí)被測(cè)試巖芯內(nèi)處于充分飽和油狀態(tài)且對(duì)應(yīng)建立了被測(cè)試巖芯的 束縛水；104、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)關(guān)閉油路控制閥和水力脈沖控制 閥門且開啟水路控制閥，同時(shí)安裝在所述輸水管道上的所述泵送裝置和儲(chǔ)能罐，實(shí)現(xiàn)通過 自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器內(nèi)的模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；且水驅(qū) 油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中，分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行 記錄，所述相關(guān)參數(shù)包括與各時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)間、驅(qū)出油量、用水量、所用水壓值和 環(huán)向壓力值，所述驅(qū)出油量為通過所述液體容器上的刻度測(cè)試出的由被測(cè)試巖芯驅(qū)出至所 述液體容器內(nèi)的模擬地層油數(shù)量，所述用水量為儲(chǔ)水罐內(nèi)所消耗的模擬地層水?dāng)?shù)量，所用 水壓值為所述壓力檢測(cè)及顯示單元一所檢測(cè)的水壓值，所述環(huán)向壓力值為環(huán)壓供給裝置加 載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力值；105、對(duì)步驟101中所述巖芯夾持器內(nèi)所夾持的被測(cè)試巖芯進(jìn)行更換，隨后按照步 驟101至步驟104中所述的驅(qū)油試驗(yàn)方法對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行驅(qū)油模擬試驗(yàn)；步驟二、水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程如下201、被測(cè)試巖芯預(yù)處理對(duì)步驟101中所述巖芯夾持器內(nèi)所夾持的被測(cè)試巖芯進(jìn) 行更換，隨后按照步驟101中所述的預(yù)處理方法對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行預(yù)處理；202、參數(shù)調(diào)整按照需模擬地層的油藏壓力條件，對(duì)環(huán)壓供給裝置進(jìn)行控制調(diào)整， 使得環(huán)壓供給裝置加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力與需模擬地層的油藏壓力相同；同時(shí)， 對(duì)所述泵送裝置的工作參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整并對(duì)調(diào)整后的工作參數(shù)作以記錄；203、油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)按照步驟103中所述的油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方 法，對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；204、設(shè)備預(yù)運(yùn)行開啟所述泵送裝置進(jìn)行預(yù)運(yùn)行，且預(yù)運(yùn)行時(shí)間為IOmin 30min 205、水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)待所述泵送裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，關(guān)閉油路 控制閥和水路控制閥且開啟水力脈沖控制閥門，同時(shí)啟動(dòng)安裝在所述輸水管道上的所述泵 送裝置和儲(chǔ)能罐，實(shí)現(xiàn)在水力脈沖波振蕩條件下通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器內(nèi)的模擬地 層水，對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；且水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中，分 多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄，所述相關(guān)參數(shù)包括與各時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)間、驅(qū)出油量、用水量、所用水壓值和環(huán)向壓力值，所述驅(qū)出油量 為通過所述液體容器上的刻度測(cè)試出的由被測(cè)試巖芯驅(qū)出至所述液體容器內(nèi)的模擬地層 油數(shù)量，所述用水量為儲(chǔ)水罐內(nèi)所消耗的模擬地層水?dāng)?shù)量，所用水壓值為所述壓力檢測(cè)及 顯示單元一所檢測(cè)的水壓值，所述環(huán)向壓力值為環(huán)壓供給裝置加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向 壓力值；206、重復(fù)步驟201至步驟205，分別對(duì)多個(gè)被更換的被測(cè)試巖芯進(jìn)行水力脈沖波 水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，并相應(yīng)分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄；多次 水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)中，所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生水力脈沖波的頻率和 振幅均不相同，則每一次進(jìn)行水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，在步驟202中均需對(duì)水 力脈沖波產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生水力脈沖波的頻率和振幅進(jìn)行調(diào)整；步驟三、數(shù)據(jù)處理按照最終原油采收率和殘余油飽和度的常規(guī)計(jì)算方法，根據(jù)步 驟104中和步驟205中所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可計(jì)算得出多個(gè)巖芯在不同實(shí)驗(yàn)工況下的最 終原油采收率和殘余油飽和度。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法，其特征是步驟一和步驟二中所述巖芯夾持器 的進(jìn)液口通過化學(xué)試劑輸送管道與化學(xué)試劑配制罐相接，所述化學(xué)試劑輸送管道上裝有化 學(xué)試劑輸送控制閥和泵送設(shè)備；相應(yīng)地，步驟205中進(jìn)行水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行化學(xué) 驅(qū)油的同時(shí)進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油、先進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油再進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油和先進(jìn)行水力振蕩驅(qū) 油再進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油三種驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)；當(dāng)需模擬在進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油的同時(shí)進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述 泵送裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，關(guān)閉油路控制閥和水路控制閥且開啟水力脈沖控制閥門和化學(xué)試 劑輸送控制閥，實(shí)現(xiàn)在化學(xué)驅(qū)油和施加水力脈沖波進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油的雙重條件下，通過 自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器內(nèi)的模擬地層水對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí) 驗(yàn)；當(dāng)需模擬先進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油再進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵 送裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)閉油路控制閥、水路控制閥和水力脈沖控制閥門且開啟化學(xué)試 劑輸送控制閥，通過自化學(xué)試劑配制罐輸送的化學(xué)試劑對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行化學(xué)驅(qū) 油模擬實(shí)驗(yàn)；待所設(shè)定的化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，再關(guān)閉油路控制閥和化學(xué)試劑輸 送控制閥且開啟水路控制閥和水力脈沖控制閥門，在施加水力脈沖波的條件下，通過自儲(chǔ) 水罐輸送的模擬地層水對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行水力振蕩條件下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí) 驗(yàn)；當(dāng)需模擬先進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油再進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵送 裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)閉油路控制閥和化學(xué)試劑輸送控制閥且開啟水路控制閥和水力脈 沖控制閥門，在施加水力脈沖波的條件下，通過自儲(chǔ)水罐輸送的模擬地層水對(duì)更換后的被 測(cè)試巖芯進(jìn)行水力振蕩條件下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；待所設(shè)定的水力振蕩條件下的水驅(qū) 油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，關(guān)閉油路控制閥、水路控制閥和水力脈沖控制閥門且開啟化 學(xué)試劑輸送控制閥，通過自化學(xué)試劑配制罐輸送的化學(xué)試劑對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯進(jìn)行化 學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)。上述一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，其特征是步驟104和步驟205中通
9過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器內(nèi)的模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū) 替量為15倍 30倍孔隙體積。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且安裝布設(shè)方便，使用操作簡(jiǎn)單，投入成本低，在有效 提高水驅(qū)油的工作效率的同時(shí)，也能大幅提高原油的采收率。2、實(shí)用價(jià)值高且推廣應(yīng)用前景廣泛，本發(fā)明用不同頻率、不同功率的水力脈沖波 輔助儲(chǔ)層巖芯水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，水力脈沖作用能增強(qiáng)的水的沖刷能力及洗油效率，改 變巖石潤濕性，使巖芯從親油向親水轉(zhuǎn)變，有利于后續(xù)注水，提高水驅(qū)效率；同時(shí)，水力脈沖 產(chǎn)生的擾動(dòng)，能波及死油區(qū)中油，提高波及面積。另外，本發(fā)明還能同時(shí)進(jìn)行水力脈沖輔助 化學(xué)驅(qū)油，充分利用了水力脈沖波物理場(chǎng)與化學(xué)劑間的協(xié)同效應(yīng)波動(dòng)作用可提高化學(xué)劑 活性，降低油水界面張力，延長(zhǎng)化學(xué)驅(qū)油劑作用距離及有效期。并將該技術(shù)逐步擴(kuò)大應(yīng)用到 低滲、特低滲、稠油、超稠油等特種油氣藏提高原油采收率中。高頻脈動(dòng)壓力可以使驅(qū)油過 程中管線中的溶液產(chǎn)生高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，然后作用于巖芯，產(chǎn)生較好的驅(qū)油效果。3、本發(fā)明在注水壓力作用下實(shí)現(xiàn)了水驅(qū)油的脈沖波動(dòng)化，對(duì)油層起到定量配水和 水力脈沖振蕩處理作用，使水力脈沖振蕩變成長(zhǎng)期的預(yù)防措施，從而提高了實(shí)際生產(chǎn)中原 油的采收率。4、水力脈沖驅(qū)油效果好，水力脈沖波的高頻脈動(dòng)壓力可以使水驅(qū)油過程中管線中 的水產(chǎn)生高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，然后作用于巖芯，產(chǎn)生較好的驅(qū)油效果。水力脈沖波的高頻脈動(dòng) 作為一種脈沖波，它可以在流體內(nèi)建立起振動(dòng)場(chǎng)，以強(qiáng)烈的交變壓力作用于油層，在油層內(nèi) 產(chǎn)生周期性的張應(yīng)力和壓應(yīng)力，對(duì)巖石孔隙介質(zhì)產(chǎn)生剪切作用，使巖石孔隙表面的粘附油 被振動(dòng)脫落，隨水排出到井筒，提高驅(qū)油效率。當(dāng)壓力波幅度和強(qiáng)度達(dá)到或接近巖石破裂壓 力時(shí)，地層近井地帶就會(huì)形成微裂縫網(wǎng)，在周期性壓力作用下，隨著波動(dòng)的深入，逐漸撐開 地層深處的裂縫，溝通油流通道。高頻壓力波對(duì)油層流體的物性和流態(tài)也會(huì)產(chǎn)生影響，可改 變固液界面動(dòng)態(tài)，克服巖石顆粒表面原油的吸附親合力，使油膜脫落、破壞或改變微孔隙內(nèi) 毛管力的平衡，克服毛管力的束縛滯留效應(yīng)，從而減弱液阻效應(yīng)，減少流動(dòng)阻力，可極大地 發(fā)揮油層生產(chǎn)潛力。5、利用不同頻率和振幅的水力脈沖輔助進(jìn)行巖芯化學(xué)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，并能擴(kuò)大應(yīng)用到 油田中后期的開采中。6、工作性能穩(wěn)定、可靠，本發(fā)明利用高壓計(jì)量泵供液，由高頻脈沖伺服閥產(chǎn)生高壓 水力脈沖，利用水力脈沖進(jìn)行的巖芯驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。因而能擴(kuò)大應(yīng)用到油田中后期的開采中，可 廣泛用于油田開發(fā)研究和其他行業(yè)的地層性能研究中，為實(shí)際生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。7、工作狀態(tài)穩(wěn)定，利用計(jì)量泵和高頻脈沖伺服閥將水力脈沖波加載到巖芯夾持器 內(nèi)的巖芯上，利用脈沖水對(duì)巖芯中的原油進(jìn)行驅(qū)替，記錄每次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，記錄與時(shí)間對(duì)應(yīng) 的驅(qū)出油量，水量和壓力值；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得出振動(dòng)條件下巖芯的最終采收率，殘余 油飽和度。8、本發(fā)明模擬地層溫度25 120°C，模擬油藏壓力5 25MPa，模擬水力波頻 率20 200Hz，模擬水力波壓力振幅3 6MPa ；本實(shí)驗(yàn)?zāi)M驅(qū)替介質(zhì)不同礦化度水、不 同堿度水、模擬地層水、模擬地層油、表面活性劑水溶液、聚合物溶液、可動(dòng)凝膠調(diào)驅(qū)溶液寸。
9、適用面廣，本發(fā)明所提出的利用計(jì)量泵和高頻脈沖伺服閥將水力脈沖波加載到 巖芯夾持器內(nèi)的巖芯上的方法，使得儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)在水力脈沖的條件下運(yùn)行，并能對(duì)應(yīng) 得出脈沖條件下巖芯的敏感性特征；同時(shí)，能相應(yīng)得出脈沖條件下巖芯的最終采收率和殘 余油飽和度。因而，本發(fā)明能有效推廣適用至水力脈沖條件下的儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)及其它行 業(yè)的驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中。綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、安裝布設(shè)方便、功能完善且使用操作簡(jiǎn)便、模擬效果 好，在有效提高水驅(qū)油的工作效率的同時(shí)，也能大幅提高原油的采收率，不僅能實(shí)現(xiàn)水力脈 沖波驅(qū)油過程，且能實(shí)現(xiàn)水力脈沖波輔助儲(chǔ)層巖芯水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置的使用狀態(tài)參考圖。
圖2為本發(fā)明高頻脈沖伺服閥的結(jié)構(gòu)示意圖O
圖3為本發(fā)明巖芯夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理框圖。
圖5為本發(fā)明進(jìn)行水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)的方法流程圖。
圖6為本發(fā)明水力脈沖-化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置的使用狀態(tài)參考圖。
圖7為本發(fā)明進(jìn)行水力脈沖_化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)的方法流程圖。
附圖標(biāo)記說明
1-被測(cè)試巖芯；2-巖芯夾持器；2-1-夾持器外殼；
2-2-堵頭；2-3-橫向進(jìn)液口 ；2-4-橫向出液口 ；
2-6-橡膠隔離套；2-7-豎向出液口 ；2-8-墊圈；
2-9-壓力表三；2-10-支撐腿；3-液壓管道；
4-環(huán)壓供給裝置；5-排氣口 ；6-儲(chǔ)液罐；
7-中間過渡容器；8-水路主控閥；9-油路控制閥；
10-旁通管道一；11-儲(chǔ)能罐；12-水力脈沖波產(chǎn)生裝置
12-1-活塞柱；12-2-進(jìn)液管；12-3-活塞；
12-4-彈簧；12-6-圓柱狀活塞缸；12-7-缸體壓頭；
12-8-連接接頭；12-9-壓緊螺帽一；12-10-壓緊絲堵；
12-11-彈簧座；12-12-圓環(huán)狀緩沖12-13-壓緊螺帽二；
墊；
12-14-支撐座；13-旁通管道二 ；14-水力脈沖控制閥門；
15-主管道一；16-主管道二；17-主管道三；
18-主控閥門；19-控制器；20-參數(shù)設(shè)置單元；
21-玻璃量筒；22-壓力表一；23-壓力表二 ；
24-計(jì)量柱塞泵；25-螺栓；26-水平工作臺(tái)一；
27-水平工作臺(tái)二 ；28-化學(xué)試劑輸送管29-化學(xué)試劑配制罐；
道；
30-化學(xué)試劑輸送31-泵送設(shè)備；32-出液管；
11
控制閥；33-真空泵。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、圖4所示的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，包括用于夾持被測(cè)試巖芯1的巖 芯夾持器2、布設(shè)在巖芯夾持器2外側(cè)的恒溫箱、通過液壓管道3與巖芯夾持器2的環(huán)壓接 口相接且對(duì)夾于巖芯夾持器2內(nèi)部的被測(cè)試巖芯1施加環(huán)向壓力的環(huán)壓供給裝置4、水力脈 沖波產(chǎn)生裝置12、分別通過輸水管道和輸油管道與巖芯夾持器2的進(jìn)液口相接且內(nèi)部分別 裝有模擬地層水和模擬地層油的儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐以及通過外接管道與巖芯夾持器2的出 液口相接的液體容器，所述液體容器上標(biāo)有對(duì)其內(nèi)部所存儲(chǔ)溶液體積進(jìn)行測(cè)量的刻度，所 述輸水管道和輸油管道上均裝有中間過渡容器7，所述輸水管道和輸油管道上分別裝有水 路控制閥和油路控制閥9。所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐與中間過渡容器7之間的輸水管道和輸油 管道上均裝有用于形成高壓液流的泵送裝置和通過內(nèi)部所存儲(chǔ)壓力對(duì)泵送裝置所輸出的 高壓液流進(jìn)行緩沖的儲(chǔ)能罐11。所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置12通過旁通管道安裝在儲(chǔ)水罐 的出液口和巖芯夾持器2的進(jìn)液口之間，所述儲(chǔ)水罐與水力脈沖波產(chǎn)生裝置12之間的旁通 管道上裝有所述泵送裝置、儲(chǔ)能罐11和水力脈沖控制閥門14。所述巖芯夾持器2的進(jìn)液口 和出液口上分別安裝有壓力檢測(cè)及顯示單元一和壓力檢測(cè)及顯示單元二。實(shí)際使用過程中，所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐用于儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)需用的模擬地層水和模擬地 層油，所述泵送裝置將自所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐輸出的模擬地層水和模擬地層油生成高壓液 流，儲(chǔ)能罐11內(nèi)部?jī)?chǔ)存有一定壓力并對(duì)所述高壓液流進(jìn)行緩沖以維持實(shí)驗(yàn)過程的平穩(wěn)性， 中間過渡容器7用來平衡壓力且可起到緩沖作用，水力脈沖波產(chǎn)生裝置12產(chǎn)生高頻水力脈 沖，所述壓力檢測(cè)及顯示單元一用來測(cè)量驅(qū)替壓力，巖芯夾持器2用于固定被測(cè)試巖芯1， 環(huán)壓供給裝置4給夾于巖芯夾持器2內(nèi)的被測(cè)試巖芯1外圍施加地層模擬壓力，所述壓力 檢測(cè)及顯示單元二用來測(cè)量驅(qū)替出口壓力，所述液體容器用來計(jì)量驅(qū)替出液量。本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐均用a3鋼板加工成型，可根據(jù)需要制作為圓柱 狀或立方體狀且其容量為20L，儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐的上部開有加液口和排氣孔。所述泵送裝 置的輸出壓力為0 15MPa且其流量為0 lL/h。所述儲(chǔ)能罐11用a3鋼板加工成型，容 量為20L，且其為耐壓15MPa的密閉容器。所述中間過渡容器7的容積為500mml，且其用 lCrl7Ni9Ti加工成型，所述中間過渡容器7的進(jìn)液口和出液口分別布設(shè)在中間過渡容器7 的下部和上部。結(jié)合圖2，本實(shí)施例中，所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置12為高頻脈沖伺服閥，所述高頻 脈沖伺服閥包括內(nèi)部開有水平向活塞腔的圓柱狀密封外殼、同軸布設(shè)在所述密封外殼內(nèi)且 前端自所述密封外殼伸出的活塞柱12-1、進(jìn)液管12-2、同軸套裝在所述密封外殼與活塞柱 12-1之間且能沿活塞柱12-1左右來回移動(dòng)的圓環(huán)狀活塞12-3、布設(shè)于所述密封外殼的前 側(cè)內(nèi)壁與活塞12-3之間且能推動(dòng)活塞12-3水平向后移動(dòng)的彈簧12-4和布設(shè)在所述密封 外殼的中部側(cè)壁上且與所述密封外殼內(nèi)腔相通的出液管32，所述活塞柱12-1內(nèi)部開有水 平向進(jìn)液通道，活塞柱12-1的后端部伸入至所述密封外殼的后部且所述水平向進(jìn)液通道 與所述密封外殼的內(nèi)腔相通，所述進(jìn)液管12-2同軸密封套裝在所述水平向進(jìn)液通道的前端部。所述進(jìn)液管12-2通過旁通管道一 10與安裝在所述輸水管道上的中間過渡容器7的 出液口相接，所述出液管32通過旁通管道二 13與巖芯夾持器2的進(jìn)液口相接，所述活塞柱 12-1的后端部設(shè)置有對(duì)活塞12-3進(jìn)行限位以防止活塞12-3自活塞柱12_1上滑出的限位 機(jī)構(gòu)。所述水平向活塞腔的形狀為圓柱形，且圓環(huán)狀活塞12-3的外徑與所述水平向活塞腔 的內(nèi)徑相同。本實(shí)施例中，所述密封外殼由前部開口的圓柱狀活塞缸12-6和同軸密封套裝在 圓柱狀活塞缸12-6前部的缸體壓頭12-7，所述缸體壓頭12-7中部開有供活塞柱12_1穿出 的通孔。所述活塞柱12-1的后端部開有出液口。本實(shí)施例中，所述進(jìn)液管12-2與所述水平向進(jìn)液通道之間通過壓緊絲堵12-10進(jìn) 行緊固連接，所述壓緊絲堵12-10與所述水平向進(jìn)液通道之間以螺紋方式進(jìn)行連接。所述 密封外殼下部設(shè)置有支撐座12-14。所述限位機(jī)構(gòu)為同軸套裝在活塞柱12-1后端部的環(huán)狀 限位凸臺(tái)12-6。所述活塞柱12-1為T字形。所述圓柱狀活塞缸12-6前部設(shè)置有用于安裝 彈簧12-4的彈簧座12-11，圓柱狀活塞缸12-6的前端部設(shè)置有圓環(huán)狀緩沖墊12-12，所述 出液管32上套裝有壓緊螺帽二 12-13，所述出液管32與壓緊螺帽二 12-13之間以螺紋方式 進(jìn)行連接。所述圓柱狀缸體壓頭12-7與活塞柱12-1之間設(shè)置有多道密封圈12-14。所述圓柱狀缸體壓頭12-7通過壓緊螺帽一 12-9進(jìn)行緊固，圓柱狀缸體壓頭12_7 的前端部設(shè)置有同軸套裝在活塞柱12-1上且與壓緊螺帽一 12-9配合使用的連接接頭 12-8，所述壓緊螺帽一 12-9與連接接頭12-8之間以螺紋方式進(jìn)行連接。本實(shí)施例中，進(jìn)液管12-2由不銹鋼管加工而成，壓緊絲堵12-10用lCrl7Ni9Ti 加工成型，壓緊螺帽一 12-9、缸體壓頭12-7和彈簧座12-11均由45號(hào)鋼經(jīng)熱處理后加工 成型，圓環(huán)狀緩沖墊12-12用尼龍1010加工成型，活塞柱12-1由30CrMiGr經(jīng)調(diào)質(zhì)后加工 成型，彈簧12-4由65Mi加工成型，活塞12-3由35CrMi熱處理后加工成型，出液管32由 30CrMiGr經(jīng)過調(diào)質(zhì)后加工成型，壓緊螺帽二 12-13由30CrMiGr經(jīng)過調(diào)質(zhì)后加工成型，所述 密封外殼由30CrMiGr經(jīng)過調(diào)質(zhì)后加工成型。實(shí)際使用過程中，自進(jìn)液管12-2進(jìn)入活塞柱12-1內(nèi)的高壓液流，經(jīng)活塞柱12_1 后端部的出液口排出并進(jìn)入圓柱狀活塞缸12-6內(nèi)，且相應(yīng)推動(dòng)活塞12-3水平向前移動(dòng)，且 活塞12-3水平向前移動(dòng)過程中對(duì)彈簧12-4進(jìn)行壓縮，當(dāng)活塞12-3移動(dòng)至出液管32下方 時(shí)開始泄壓，且當(dāng)圓柱狀活塞缸12-6內(nèi)部壓力降低到小于彈簧12-4的彈力時(shí)，彈簧12-4 則推動(dòng)活塞12-3向反方向運(yùn)動(dòng)(即水平向右移動(dòng))，如此往復(fù)，形成間歇排液而產(chǎn)生高頻水 力脈沖。本實(shí)施例中，所述輸水管道、輸油管道和旁通管道共用一個(gè)中間過渡容器7且三 者共用一個(gè)泵送裝置和一個(gè)儲(chǔ)能罐11，所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐的出液口分別通過輸水分支管 道和輸油分支管道與所述泵送裝置的進(jìn)液口相接，所述泵送裝置的出液口通過主管道一 15 與儲(chǔ)能罐11的進(jìn)液口相接，所述儲(chǔ)能罐11的出液口通過主管道二 16與中間過渡容器7的 進(jìn)液口相接，中間過渡容器7的出液口通過主管道三17與巖芯夾持器2的進(jìn)液口相接，所 述主管道一 15、主管道二 16和主管道三17上均裝有主控閥門18，此時(shí)安裝在主管道三17 上的主控閥門18為所述水路控制閥。所述輸水分支管道、主管道一 15、主管道二 16和主 管道三17組成所述輸水管道，所述輸油分支管道、主管道一 15、主管道二 16和主管道三17 組成所述輸油管道，所述油路控制閥9安裝在所述輸油分支管道上，所述輸水分支管道上安裝有水路主控閥8。所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置12的進(jìn)液口通過旁通管道一 10與中間過 渡容器7的出液口相接，水力脈沖波產(chǎn)生裝置12的出液口通過旁通管道二 13與巖芯夾持 器2的進(jìn)液口相接，水力脈沖控制閥門14安裝在旁通管道一 10上，所述旁通管道一 10和 旁通管道二 13組成所述旁通管道。本實(shí)施例中，所述液體容器為刻度管，且所述刻度管為刻度單位為0. Iml的玻璃 量筒21。實(shí)際使用時(shí)，也可以選用其它刻度單位為0. Iml的玻璃量筒21。所述泵送裝置為 計(jì)量柱塞泵24，所述壓力檢測(cè)及顯示單元一和所述壓力檢測(cè)及顯示單元二均為壓力表。所 述計(jì)量柱塞泵24的量程為0 15MPa，所述壓力檢測(cè)及顯示單元一為量程為0 15MPa的 壓力表一 22，所述壓力檢測(cè)及顯示單元二為量程為0 IMPa的壓力表二 23。結(jié)合圖3，本實(shí)施例中，所述巖芯夾持器2包括左右兩端均開口的夾持器外殼2-1、 同軸套裝在夾持器外殼2-1內(nèi)且左右兩端均開口的橡膠隔離套2-6以及兩個(gè)分別對(duì)夾持器 外殼2-1和橡膠隔離套2-6的左右兩端開口進(jìn)行封堵的堵頭2-2，所述被測(cè)試巖芯1同軸 套裝在橡膠隔離套2-6內(nèi)部。所述夾持器外殼2-1的上部側(cè)壁上開有與其內(nèi)腔相通的兩個(gè) 豎向出液口 2-7，兩個(gè)豎向出液口 2-7中的一個(gè)豎向出液口 2-7通過液壓管道3與環(huán)壓供 給裝置4相接(此豎向出液口 2-7為環(huán)壓接口)，且另一個(gè)豎向出液口 2-7安裝有壓力表 三2-9。兩個(gè)堵頭2-2上分別開有兩個(gè)橫向進(jìn)液口 2-3和兩個(gè)橫向出液口 2-4，兩個(gè)橫向進(jìn) 液口 2-3和兩個(gè)橫向出液口 2-4均與橡膠隔離套2-6的內(nèi)腔相通。兩個(gè)橫向進(jìn)液口 2-3中 的一個(gè)橫向進(jìn)液口 2-3分別通過主管道三17和旁通管道二 13與中間過渡容器7的出液口 和水力脈沖波產(chǎn)生裝置12的出液口相接，且壓力表一 22安裝在另一個(gè)橫向進(jìn)液口 2-3上。 兩個(gè)橫向出液口 2-4中的一個(gè)橫向出液口 2-4通過外接管道與所述液體容器相接且此橫向 出液口 2-4通過連接管道與真空泵33相接，壓力表二 23安裝在另一個(gè)橫向出液口 2-4上。本實(shí)施例中，所述橫向進(jìn)液口 2-3、橫向出液口 2-4和豎向出液口 2_7上均安裝有 管線壓緊帽，且所述管線壓緊帽由lCrl7Ni9Ti加工成型，堵頭2_2由lCrl7Ni9Ti加工成 型，夾持器外殼2-1由lCrl7Ni9Ti加工成型，墊圈2-8由lCrl7Ni9Ti加工成型。實(shí)際安裝 時(shí)，先在夾持器外殼2-1 —端安裝堵頭2-2，將被測(cè)試巖芯1裝入夾持器外殼2-1后，再安裝 另一端的堵頭2-2。本實(shí)施例中，兩個(gè)堵頭2-2的前端部與被測(cè)試巖芯1的左右端部之間墊裝有墊圈 2-8，夾持器外殼2-1下部設(shè)置有支撐腿2-10。實(shí)際進(jìn)行布設(shè)安裝時(shí)，所述儲(chǔ)水罐、儲(chǔ)油罐、 計(jì)量柱塞泵24和儲(chǔ)能罐11的底座均通過螺栓25固定在水平工作臺(tái)一 26上，水力脈沖波 產(chǎn)生裝置12和巖芯夾持器2均水平放置在水平工作臺(tái)二 27上。所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐并排 布設(shè)的水平工作臺(tái)一 26上，儲(chǔ)油罐上部開有排氣口 5。同時(shí)，本發(fā)明所述的水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置還包括控制器19和與控制器19相接 的參數(shù)設(shè)置單元20，所述水路控制閥、油路控制閥9、水力脈沖控制閥門14和主控閥門18 均為電磁控制閥。所述水路控制閥、油路控制閥9、水力脈沖控制閥門14和主控閥門18均 與控制器19相接且均由控制器19進(jìn)行控制。所述計(jì)量柱塞泵24和真空泵33均與控制器 19相接且均由控制器19進(jìn)行控制。另外，實(shí)際操作過程中，所述壓力檢測(cè)及顯示單元一和 壓力檢測(cè)及顯示單元二還可以采用壓力傳感器對(duì)所輸送水壓和油壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將所 檢測(cè)信號(hào)同步分別傳送至控制器19，并通過與控制器19相接的顯示器對(duì)所檢測(cè)壓力進(jìn)行 同步顯不。
本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐共用一個(gè)儲(chǔ)液罐6，所述輸水管道和輸油管道共 用一個(gè)輸送管道，水路控制閥和油路控制閥9共用一個(gè)電磁控制閥且其為安裝在主管道三 17上的主控閥門18。實(shí)際對(duì)夾于巖芯夾持器2內(nèi)的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)和油驅(qū)時(shí)，只需 將儲(chǔ)液罐內(nèi)所存儲(chǔ)溶液進(jìn)行相應(yīng)替換即可。如圖5所示的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟步驟一、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程如下101、被測(cè)試巖芯預(yù)處理按照常規(guī)油相滲透率測(cè)試方法，將被測(cè)試巖芯1經(jīng)烘干、 抽真空和飽和模擬地層水后裝入巖芯夾持器2內(nèi)；再按照需模擬地層的環(huán)境溫度條件，通 過加熱裝置將巖芯夾持器2連同夾于其內(nèi)部的被測(cè)試巖芯一起加熱至需模擬地層的環(huán)境 溫度，待加熱至需模擬地層的環(huán)境溫度后將所述恒溫裝置布設(shè)在巖芯夾持器2外部。本實(shí)施例中，步驟101中進(jìn)行被測(cè)試巖芯預(yù)處理之前，先測(cè)量被測(cè)試巖芯1的尺寸 并稱被測(cè)試巖芯1的干重，且將被測(cè)試巖芯1抽真空和飽和模擬地層水后再對(duì)被測(cè)試巖芯 1的濕重進(jìn)行稱量，并根據(jù)稱量結(jié)果計(jì)算被測(cè)試巖芯1的空隙體積和孔隙度。102、參數(shù)調(diào)整按照需模擬地層的油藏壓力條件，且通過所述控制器對(duì)環(huán)壓供給 裝置4進(jìn)行控制調(diào)整，使得環(huán)壓供給裝置4加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力與需模擬地層 的油藏壓力相同。103、油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)關(guān)閉水路控制閥和水力脈沖控制閥門14且開啟油 路控制閥9，同時(shí)啟動(dòng)環(huán)壓供給裝置4以及安裝在所述輸油管道上的所述泵送裝置和儲(chǔ)能 罐11，通過自儲(chǔ)油罐輸至巖芯夾持器2內(nèi)的模擬地層油對(duì)被測(cè)試巖芯1進(jìn)行油驅(qū)替水動(dòng)態(tài) 模擬實(shí)驗(yàn)；且油驅(qū)替水過程中，對(duì)所述壓力檢測(cè)及顯示單元一與壓力檢測(cè)及顯示單元二實(shí) 時(shí)所檢測(cè)的水壓和所述液體容器內(nèi)的驅(qū)出水量進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，當(dāng)所述壓力檢測(cè)及顯示單元 一與壓力檢測(cè)及顯示單元二間所檢測(cè)水壓的差值保持穩(wěn)定且所述液體容器內(nèi)的驅(qū)出水量 不變時(shí)，則油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束，此時(shí)被測(cè)試巖芯1內(nèi)處于充分飽和油狀態(tài)且對(duì)應(yīng) 建立了被測(cè)試巖芯1的束縛水。104、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)關(guān)閉油路控制閥9和水力脈沖控 制閥門14且開啟水路控制閥，同時(shí)安裝在所述輸水管道上的所述泵送裝置和儲(chǔ)能罐11，實(shí) 現(xiàn)通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器2內(nèi)的模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí) 驗(yàn)；且水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中，分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參 數(shù)分別進(jìn)行記錄，所述相關(guān)參數(shù)包括與各時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)間、驅(qū)出油量、用水量、所 用水壓值和環(huán)向壓力值，所述驅(qū)出油量為通過所述液體容器上的刻度測(cè)試出的由被測(cè)試巖 芯驅(qū)出至所述液體容器內(nèi)的模擬地層油數(shù)量，所述用水量為儲(chǔ)水罐內(nèi)所消耗的模擬地層水 數(shù)量，所用水壓值為所述壓力檢測(cè)及顯示單元一所檢測(cè)的水壓值，所述環(huán)向壓力值為環(huán)壓 供給裝置3加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力值。本實(shí)施例中，不加水力脈沖波條件下進(jìn)行強(qiáng)化驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替到20倍孔隙體積 為止；然后一次性關(guān)閉所述水路控制閥和環(huán)壓供給裝置4 ；記錄實(shí)驗(yàn)次數(shù)，記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)間， 并記錄與實(shí)驗(yàn)時(shí)間對(duì)應(yīng)的驅(qū)出油量、用水量和壓力值。本實(shí)施例中，驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束后， 計(jì)量累計(jì)驅(qū)出油量(即產(chǎn)油量)，待采收率不再變化后，測(cè)水驅(qū)采收率。105、對(duì)步驟101中所述巖芯夾持器2內(nèi)所夾持的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行更換，隨后按 照步驟101至步驟104中所述的驅(qū)油試驗(yàn)方法對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行驅(qū)油模擬試驗(yàn)。步驟二、水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程如下201、被測(cè)試巖芯預(yù)處理對(duì)步驟101中所述巖芯夾持器2內(nèi)所夾持的被測(cè)試巖芯 1進(jìn)行更換，隨后按照步驟101中所述的預(yù)處理方法對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行預(yù)處理。202、參數(shù)調(diào)整按照需模擬地層的油藏壓力條件，對(duì)環(huán)壓供給裝置4進(jìn)行控制調(diào) 整，使得環(huán)壓供給裝置4加載在被測(cè)試巖芯1上的環(huán)向壓力與需模擬地層的油藏壓力相同； 同時(shí)，對(duì)所述泵送裝置的工作參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整并對(duì)調(diào)整后的工作參數(shù)作以記錄。203、油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)按照步驟103中所述的油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方 法，對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。204、設(shè)備預(yù)運(yùn)行開啟所述泵送裝置進(jìn)行預(yù)運(yùn)行，且預(yù)運(yùn)行時(shí)間為IOmin 30mino205、水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)待所述泵送裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，關(guān)閉油路 控制閥9和水路控制閥且開啟水力脈沖控制閥門14，同時(shí)啟動(dòng)安裝在所述輸水管道上的所 述泵送裝置和儲(chǔ)能罐，實(shí)現(xiàn)在水力脈沖波振蕩條件下通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器2內(nèi)的 模擬地層水，對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；且水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn) 過程中，分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄，所述相關(guān) 參數(shù)包括與各時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)間、驅(qū)出油量、用水量、所用水壓值和環(huán)向壓力值，所 述驅(qū)出油量為通過所述液體容器上的刻度測(cè)試出的由被測(cè)試巖芯驅(qū)出至所述液體容器內(nèi) 的模擬地層油數(shù)量，所述用水量為儲(chǔ)水罐內(nèi)所消耗的模擬地層水?dāng)?shù)量，所用水壓值為所述 壓力檢測(cè)及顯示單元一所檢測(cè)的水壓值，所述環(huán)向壓力值為環(huán)壓供給裝置3加載在被測(cè)試 巖芯上的環(huán)向壓力值。本實(shí)施例中，驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)量累計(jì)驅(qū)出油量(即產(chǎn)油量)，待采收率不 再變化后，測(cè)水驅(qū)采收率。本實(shí)施例中，水力脈沖波條件下進(jìn)行強(qiáng)化驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替到20倍孔隙體積為 止；然后一次性關(guān)閉水力脈沖控制閥門14和環(huán)壓供給裝置4 ；記錄實(shí)驗(yàn)次數(shù)，記錄實(shí)驗(yàn)時(shí) 間，并記錄與實(shí)驗(yàn)時(shí)間對(duì)應(yīng)的驅(qū)出油量、用水量和壓力值。206、重復(fù)步驟201至步驟205，分別對(duì)多個(gè)被更換的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水力脈沖波 水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，并相應(yīng)分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄；多次 水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)中，所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置12所產(chǎn)生水力脈沖波的頻 率和振幅均不相同，則每一次進(jìn)行水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，在步驟202中均需 對(duì)水力脈沖波產(chǎn)生裝置12所產(chǎn)生水力脈沖波的頻率和振幅進(jìn)行調(diào)整。實(shí)際進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，步驟104和步驟205中通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器2內(nèi) 的模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替量為15倍 30倍孔隙體 積。本實(shí)施例中，本實(shí)施例中，步驟104和步驟205中通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器2內(nèi)的 模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替量為20倍孔隙體積，實(shí)際進(jìn) 行驅(qū)替時(shí)，可以根據(jù)具體需要，對(duì)驅(qū)替量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。步驟206中進(jìn)行多次水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，具體是通過調(diào)整計(jì)量柱 塞泵24的工作參數(shù)(包括流量、功率、水力脈沖頻率等)，相應(yīng)對(duì)水力脈沖波產(chǎn)生裝置12所 產(chǎn)生水力脈沖波的頻率和振幅進(jìn)行調(diào)整。
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步驟三、數(shù)據(jù)處理按照最終原油采收率和殘余油飽和度的常規(guī)計(jì)算方法，根據(jù)步 驟104中和步驟205中所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可計(jì)算得出多個(gè)巖芯在不同實(shí)驗(yàn)工況下的最 終原油采收率和殘余油飽和度。同時(shí)，可根據(jù)所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出在不同頻率、不同 振幅水力脈沖波作用條件下，被測(cè)試巖芯1的水相滲透率和油相滲透率。實(shí)施例2如圖6所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述巖芯夾持器2的進(jìn)液口通過 化學(xué)試劑輸送管道28與化學(xué)試劑配制罐29相接，所述化學(xué)試劑輸送管道28上裝有化學(xué)試 劑輸送控制閥30和泵送設(shè)備31，且化學(xué)試劑輸送管道28、化學(xué)試劑配制罐29、化學(xué)試劑輸 送控制閥30和泵送設(shè)備31相應(yīng)組成化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，所述化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)施例1 中所述的水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置共同組成水力脈沖-化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)施例中，所 采用的水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)施例1完全相同。所述化學(xué)試劑輸送控制閥30和泵送 設(shè)備31均與控制器19進(jìn)行控制且二者均與控制器19相接。實(shí)際使用過程中，所述化學(xué)試劑配制罐29與所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐也可以共用一 個(gè)儲(chǔ)液罐，相應(yīng)地所述化學(xué)試劑輸送管道28與所述輸水管道和所述輸油管道共用一個(gè)輸 送管道，所述泵送設(shè)備31相應(yīng)與所述輸水管道和所述輸油管道共用一個(gè)泵送裝置。實(shí)際對(duì) 夾于巖芯夾持器2內(nèi)的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)、油驅(qū)或化學(xué)驅(qū)油時(shí)，只需將儲(chǔ)液罐內(nèi)所存儲(chǔ) 溶液進(jìn)行相應(yīng)替換即可。相應(yīng)地，結(jié)合圖7，采用所述水力脈沖_化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，與實(shí) 施例1中圖4所示的水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法不同的是步驟205中進(jìn)行水力脈沖波水驅(qū)油 動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油的同時(shí)進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油、先進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油再進(jìn) 行水力振蕩驅(qū)油和先進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油再進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油三種驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)需模擬在進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油的同時(shí)進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述 泵送裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，關(guān)閉油路控制閥9和水路控制閥且開啟水力脈沖控制閥門14和 化學(xué)試劑輸送控制閥30，實(shí)現(xiàn)在化學(xué)驅(qū)油和施加水力脈沖波進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油的雙重條件 下，通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器2內(nèi)的模擬地層水對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水驅(qū)油 動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)需模擬先進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油再進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵送 裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)閉油路控制閥9、水路控制閥和水力脈沖控制閥門14且開啟化學(xué) 試劑輸送控制閥30，通過自化學(xué)試劑配制罐29輸送的化學(xué)試劑對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn) 行化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)；待所設(shè)定的化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，再關(guān)閉油路控制閥9和 化學(xué)試劑輸送控制閥30且開啟水路控制閥和水力脈沖控制閥門14，在施加水力脈沖波的 條件下，通過自儲(chǔ)水罐輸送的模擬地層水對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水力振蕩條件下的 水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)需模擬先進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油再進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵送 裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)閉油路控制閥9和化學(xué)試劑輸送控制閥30且開啟水路控制閥和水 力脈沖控制閥門14，在施加水力脈沖波的條件下，通過自儲(chǔ)水罐輸送的模擬地層水對(duì)更換 后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行水力振蕩條件下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；待所設(shè)定的水力振蕩條件 下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，關(guān)閉油路控制閥9、水路控制閥和水力脈沖控制閥門 14且開啟化學(xué)試劑輸送控制閥30，通過自化學(xué)試劑配制罐29輸送的化學(xué)試劑對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯1進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)。本實(shí)施例中，其余實(shí)驗(yàn)步驟均與實(shí)施例1所述的實(shí)驗(yàn)步驟相同。本實(shí)施例中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，能相應(yīng)計(jì)算出不同頻率、不同振幅水力脈沖條件下 巖芯的滲透率變化情況，并能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水力脈沖輔助化學(xué)驅(qū)油，提高最終原有采收率的效^ ο以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括用于夾持被測(cè)試巖芯(1)的巖芯夾持器(2)、布設(shè)在巖芯夾持器(2)外側(cè)的恒溫箱、通過液壓管道(3)與巖芯夾持器(2)的環(huán)壓接口相接且對(duì)夾于巖芯夾持器(2)內(nèi)部的被測(cè)試巖芯(1)施加環(huán)向壓力的環(huán)壓供給裝置(4)、水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12)、分別通過輸水管道和輸油管道與巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口相接且內(nèi)部分別裝有模擬地層水和模擬地層油的儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐以及通過外接管道與巖芯夾持器(2)的出液口相接的液體容器，所述液體容器上標(biāo)有對(duì)其內(nèi)部所存儲(chǔ)溶液體積進(jìn)行測(cè)量的刻度，所述輸水管道和輸油管道上均裝有中間過渡容器(7)，所述輸水管道和輸油管道上分別裝有水路控制閥和油路控制閥(9)；所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐與中間過渡容器(7)之間的輸水管道和輸油管道上均裝有用于形成高壓液流的泵送裝置和通過內(nèi)部所存儲(chǔ)壓力對(duì)泵送裝置所輸出的高壓液流進(jìn)行緩沖的儲(chǔ)能罐(11)；所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12)通過旁通管道安裝在儲(chǔ)水罐的出液口和巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口之間，所述儲(chǔ)水罐與水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12)之間的旁通管道上裝有所述泵送裝置、儲(chǔ)能罐(11)和水力脈沖控制閥門(14)；所述巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口和出液口上分別安裝有壓力檢測(cè)及顯示單元一和壓力檢測(cè)及顯示單元二。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述水力脈沖波 產(chǎn)生裝置(12)為高頻脈沖伺服閥，所述高頻脈沖伺服閥包括內(nèi)部開有水平向活塞腔的密 封外殼、同軸布設(shè)在所述密封外殼內(nèi)且前端自所述密封外殼伸出的活塞柱(12-1)、進(jìn)液管 (12-2)、同軸套裝在所述密封外殼與活塞柱(12-1)之間且能沿活塞柱(12-1)左右來回移 動(dòng)的圓環(huán)狀活塞(12-3)、布設(shè)于所述密封外殼的前側(cè)內(nèi)壁與活塞(12-3)之間且能推動(dòng)活 塞(12-3)水平向后移動(dòng)的彈簧(12-4)和布設(shè)在所述密封外殼的中部側(cè)壁上且與所述密封 外殼內(nèi)腔相通的出液管(32)，所述活塞柱(12-1)內(nèi)部開有水平向進(jìn)液通道，活塞柱(12-1) 的后端部伸入至所述密封外殼的后部且所述水平向進(jìn)液通道與所述密封外殼的內(nèi)腔相通， 所述進(jìn)液管(12-2)同軸密封套裝在所述水平向進(jìn)液通道的前端部；所述進(jìn)液管(12-2)通 過旁通管道一(10)與安裝在所述輸水管道上的中間過渡容器(7)的出液口相接，所述出液 管(32)通過旁通管道二(13)與巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口相接，所述活塞柱(12-1)的后 端部設(shè)置有對(duì)活塞(12-3)進(jìn)行限位以防止活塞(12-3)自活塞柱(12-1)上滑出的限位機(jī) 構(gòu)；所述水平向活塞腔的形狀為圓柱形，且圓環(huán)狀活塞(12-3)的外徑與所述水平向活塞腔 的內(nèi)徑相同。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述密封外殼由 前部開口的圓柱狀活塞缸(12-6)和同軸密封套裝在圓柱狀活塞缸(12-6)前部的缸體壓頭 (12-7)，所述缸體壓頭(12-7)中部開有供活塞柱(12-1)穿出的通孔。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述輸水 管道、輸油管道和旁通管道共用一個(gè)中間過渡容器(7)且三者共用一個(gè)泵送裝置和一個(gè)儲(chǔ) 能罐(11)，所述儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐的出液口分別通過輸水分支管道和輸油分支管道與所述泵 送裝置的進(jìn)液口相接，所述泵送裝置的出液口通過主管道一(15)與儲(chǔ)能罐(11)的進(jìn)液口 相接，所述儲(chǔ)能罐(11)的出液口通過主管道二(16)與中間過渡容器(7)的進(jìn)液口相接，中 間過渡容器(7)的出液口通過主管道三(17)與巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口相接，所述主管道 一(15)、主管道二(16)和主管道三(17)上均裝有主控閥門(18)；所述輸水分支管道、主管 道一(15)、主管道二(16)和主管道三(17)組成所述輸水管道，所述輸油分支管道、主管道一 (15)、主管道二(16)和主管道三(17)組成所述輸油管道，所述水路控制閥和油路控制閥 (9)分別安裝在所述輸水分支管道和輸油分支管道上；所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12)的進(jìn) 液口通過旁通管道一(10)與中間過渡容器(7)的出液口相接，水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12) 的出液口通過旁通管道二(13)與巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口相接，水力脈沖控制閥門(14) 安裝在旁通管道一(10)上，所述旁通管道一(10)和旁通管道二(13)組成所述旁通管道。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述液體 容器為刻度管，且所述刻度管為刻度單位為0. lml的玻璃量筒(21)。
6.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述泵送 裝置為計(jì)量柱塞泵(24)，所述壓力檢測(cè)及顯示單元一和所述壓力檢測(cè)及顯示單元二均為壓 力表。
7.按照權(quán)利要求1、2或3所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述巖芯 夾持器(2)包括左右兩端均開口的夾持器外殼(2-1)、同軸套裝在夾持器外殼(2-1)內(nèi)且左 右兩端均開口的橡膠隔離套(2-6)以及兩個(gè)分別對(duì)夾持器外殼(2-1)和橡膠隔離套(2-6) 的左右兩端開口進(jìn)行封堵的堵頭(2-2)，所述被測(cè)試巖芯(1)同軸套裝在橡膠隔離套(2-6) 內(nèi)部；所述夾持器外殼(2-1)的上部側(cè)壁上開有與其內(nèi)腔相通的兩個(gè)豎向出液口(2-7)，兩 個(gè)豎向出液口(2-7)中的一個(gè)豎向出液口(2-7)通過液壓管道(3)與環(huán)壓供給裝置(4)相 接，且另一個(gè)豎向出液口(2-7)安裝有壓力表三(2-9)；兩個(gè)堵頭(2-2)上分別開有兩個(gè)橫 向進(jìn)液口(2-3)和兩個(gè)橫向出液口(2-4)，兩個(gè)橫向進(jìn)液口(2-3)和兩個(gè)橫向出液口(2-4) 均與橡膠隔離套(2-6)的內(nèi)腔相通；兩個(gè)橫向進(jìn)液口(2-3)中的一個(gè)橫向進(jìn)液口(2-3)分 別通過主管道三(17)和旁通管道二(13)與中間過渡容器(7)的出液口和水力脈沖波產(chǎn) 生裝置(12)的出液口相接，且所述壓力檢測(cè)及顯示單元一安裝在另一個(gè)橫向進(jìn)液口(2-3) 上；兩個(gè)橫向出液口(2-4)中的一個(gè)橫向出液口(2-4)通過外接管道與所述液體容器相接， 且所述壓力檢測(cè)及顯示單元二安裝在另一個(gè)橫向出液口(2-4)上。
8.一種利用如權(quán)利要求1所述的水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行水力脈沖驅(qū)油的實(shí)驗(yàn)方 法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程如下.101、被測(cè)試巖芯預(yù)處理按照常規(guī)油相滲透率測(cè)試方法，將被測(cè)試巖芯(1)經(jīng)烘干、抽 真空和飽和模擬地層水后裝入巖芯夾持器(2)內(nèi)；再按照需模擬地層的環(huán)境溫度條件，通 過加熱裝置將巖芯夾持器(2)連同夾于其內(nèi)部的被測(cè)試巖芯一起加熱至需模擬地層的環(huán) 境溫度，待加熱至需模擬地層的環(huán)境溫度后將所述恒溫裝置布設(shè)在巖芯夾持器(2)外部；.102、參數(shù)調(diào)整按照需模擬地層的油藏壓力條件，且通過所述控制器對(duì)環(huán)壓供給裝置 (4)進(jìn)行控制調(diào)整，使得環(huán)壓供給裝置(4)加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力與需模擬地層 的油藏壓力相同；.103、油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)關(guān)閉水路控制閥和水力脈沖控制閥門(14)且開啟油路 控制閥(9)，同時(shí)啟動(dòng)環(huán)壓供給裝置(4)以及安裝在所述輸油管道上的所述泵送裝置和儲(chǔ) 能罐(11)，同時(shí)通過自儲(chǔ)油罐輸至巖芯夾持器(2)內(nèi)的模擬地層油對(duì)被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行 油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；且油驅(qū)替水過程中，對(duì)所述壓力檢測(cè)及顯示單元一與壓力檢測(cè)及 顯示單元二實(shí)時(shí)所檢測(cè)的水壓和所述液體容器內(nèi)的驅(qū)出水量進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，當(dāng)所述壓力檢 測(cè)及顯示單元一與壓力檢測(cè)及顯示單元二間所檢測(cè)水壓的差值保持穩(wěn)定且所述液體容器內(nèi)的驅(qū)出水量不變時(shí)，則油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束，此時(shí)被測(cè)試巖芯(1)內(nèi)處于充分飽 和油狀態(tài)且對(duì)應(yīng)建立了被測(cè)試巖芯(1)的束縛水；`104、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)關(guān)閉油路控制閥(9)和水力脈沖控制 閥門(14)且開啟水路控制閥，同時(shí)安裝在所述輸水管道上的所述泵送裝置和儲(chǔ)能罐(11)， 實(shí)現(xiàn)通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器(2)內(nèi)的模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài) 模擬實(shí)驗(yàn)；且水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中，分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中的 相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄，所述相關(guān)參數(shù)包括與各時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)間、驅(qū)出油量、用水 量、所用水壓值和環(huán)向壓力值，所述驅(qū)出油量為通過所述液體容器上的刻度測(cè)試出的由被 測(cè)試巖芯驅(qū)出至所述液體容器內(nèi)的模擬地層油數(shù)量，所述用水量為儲(chǔ)水罐內(nèi)所消耗的模擬 地層水?dāng)?shù)量，所用水壓值為所述壓力檢測(cè)及顯示單元一所檢測(cè)的水壓值，所述環(huán)向壓力值 為環(huán)壓供給裝置(3)加載在被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力值；`105、對(duì)步驟101中所述巖芯夾持器(2)內(nèi)所夾持的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行更換，隨后按 照步驟101至步驟104中所述的驅(qū)油試驗(yàn)方法對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行驅(qū)油模擬試 驗(yàn)；步驟二、水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)過程如下`201、被測(cè)試巖芯預(yù)處理對(duì)步驟101中所述巖芯夾持器(2)內(nèi)所夾持的被測(cè)試巖芯 (1)進(jìn)行更換，隨后按照步驟101中所述的預(yù)處理方法對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行預(yù)處 理；`202、參數(shù)調(diào)整按照需模擬地層的油藏壓力條件，對(duì)環(huán)壓供給裝置(4)進(jìn)行控制調(diào)整， 使得環(huán)壓供給裝置(4)加載在被測(cè)試巖芯(1)上的環(huán)向壓力與需模擬地層的油藏壓力相 同；同時(shí)，對(duì)所述泵送裝置的工作參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整并對(duì)調(diào)整后的工作參數(shù)作以記錄；`203、油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)按照步驟103中所述的油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方法，對(duì) 更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行油驅(qū)替水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；`204、設(shè)備預(yù)運(yùn)行開啟所述泵送裝置進(jìn)行預(yù)運(yùn)行，且預(yù)運(yùn)行時(shí)間為lOmin 30min；`205、水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)待所述泵送裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，關(guān)閉油路控制 閥(9)和水路控制閥且開啟水力脈沖控制閥門(14)，同時(shí)啟動(dòng)安裝在所述輸水管道上的 所述泵送裝置和儲(chǔ)能罐，實(shí)現(xiàn)在水力脈沖波振蕩條件下通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器(2) 內(nèi)的模擬地層水，對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；且水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模 擬實(shí)驗(yàn)過程中，分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄，所 述相關(guān)參數(shù)包括與各時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)間、驅(qū)出油量、用水量、所用水壓值和環(huán)向壓力 值，所述驅(qū)出油量為通過所述液體容器上的刻度測(cè)試出的由被測(cè)試巖芯驅(qū)出至所述液體容 器內(nèi)的模擬地層油數(shù)量，所述用水量為儲(chǔ)水罐內(nèi)所消耗的模擬地層水?dāng)?shù)量，所用水壓值為 所述壓力檢測(cè)及顯示單元一所檢測(cè)的水壓值，所述環(huán)向壓力值為環(huán)壓供給裝置(3)加載在 被測(cè)試巖芯上的環(huán)向壓力值；`206、重復(fù)步驟201至步驟205，分別對(duì)多個(gè)被更換的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水力脈沖波水 驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，并相應(yīng)分多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)分別進(jìn)行記錄；多次水 力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)中，所述水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12)所產(chǎn)生水力脈沖波的頻 率和振幅均不相同，則每一次進(jìn)行水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，在步驟202中均需 對(duì)水力脈沖波產(chǎn)生裝置(12)所產(chǎn)生水力脈沖波的頻率和振幅進(jìn)行調(diào)整；步驟三、數(shù)據(jù)處理按照最終原油采收率和殘余油飽和度的常規(guī)計(jì)算方法，根據(jù)步驟 104中和步驟205中所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可計(jì)算得出多個(gè)巖芯在不同實(shí)驗(yàn)工況下的最終 原油采收率和殘余油飽和度。
9.按照權(quán)利要求8所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于步驟一和步驟二 中所述巖芯夾持器(2)的進(jìn)液口通過化學(xué)試劑輸送管道(28)與化學(xué)試劑配制罐(29)相 接，所述化學(xué)試劑輸送管道(28)上裝有化學(xué)試劑輸送控制閥(30)和泵送設(shè)備(31)；相應(yīng)地，步驟205中進(jìn)行水力脈沖波水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油 的同時(shí)進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油、先進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油再進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油和先進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油再 進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油三種驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)；當(dāng)需模擬在進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油的同時(shí)進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵送 裝置預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，關(guān)閉油路控制閥(9)和水路控制閥且開啟水力脈沖控制閥門(14)和化 學(xué)試劑輸送控制閥(30)，實(shí)現(xiàn)在化學(xué)驅(qū)油和施加水力脈沖波進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油的雙重條件 下，通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器(2)內(nèi)的模擬地層水對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水 驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；當(dāng)需模擬先進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油再進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵送裝置 預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)閉油路控制閥(9)、水路控制閥和水力脈沖控制閥門(14)且開啟化學(xué) 試劑輸送控制閥(30)，通過自化學(xué)試劑配制罐(29)輸送的化學(xué)試劑對(duì)更換后的被測(cè)試巖 芯(1)進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)；待所設(shè)定的化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，再關(guān)閉油路控 制閥(9)和化學(xué)試劑輸送控制閥(30)且開啟水路控制閥和水力脈沖控制閥門(14)，在施加 水力脈沖波的條件下，通過自儲(chǔ)水罐輸送的模擬地層水對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水 力振蕩條件下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；當(dāng)需模擬先進(jìn)行水力振蕩驅(qū)油再進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，則步驟205中待所述泵送裝置 預(yù)運(yùn)行結(jié)束后，先關(guān)閉油路控制閥(9)和化學(xué)試劑輸送控制閥(30)且開啟水路控制閥和水 力脈沖控制閥門(14)，在施加水力脈沖波的條件下，通過自儲(chǔ)水罐輸送的模擬地層水對(duì)更 換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水力振蕩條件下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)；待所設(shè)定的水力振蕩 條件下的水驅(qū)油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，關(guān)閉油路控制閥(9)、水路控制閥和水力脈沖控 制閥門(14)且開啟化學(xué)試劑輸送控制閥(30)，通過自化學(xué)試劑配制罐(29)輸送的化學(xué)試 劑對(duì)更換后的被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油模擬實(shí)驗(yàn)。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于步驟104和 步驟205中通過自儲(chǔ)水罐輸至巖芯夾持器(2)內(nèi)的模擬地層水對(duì)被測(cè)試巖芯(1)進(jìn)行水驅(qū) 油動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，驅(qū)替量為15倍 30倍孔隙體積。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水力脈沖驅(qū)油實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，其實(shí)驗(yàn)裝置包括巖芯夾持器、環(huán)壓供給裝置、水力脈沖波產(chǎn)生裝置、通過輸水管道和輸油管道與巖芯夾持器進(jìn)液口相接的儲(chǔ)水罐和儲(chǔ)油罐以及與巖芯夾持器出液口相接的液體容器，輸水管道和輸油管道上均裝有中間過渡容器、用于形成高壓液流的泵送裝置和儲(chǔ)能罐；其實(shí)驗(yàn)方法包括步驟一、不加水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)；二、更換巖芯在不同頻率、不同振幅水力脈沖波條件下進(jìn)行驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，同時(shí)完成水力脈沖輔助化學(xué)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)；三、數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、安裝布設(shè)方便且操作簡(jiǎn)便、模擬效果好，能提高水驅(qū)油工作效率和原油采收率，且能實(shí)現(xiàn)水力脈沖波驅(qū)油和水力脈沖波輔助儲(chǔ)層巖芯水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)E21B43/20GK101975053SQ20101029586
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者吳飛鵬, 張更, 蒲春生 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(華東)