專利名稱：高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種研究注氣驅(qū)油機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置和方法。
背景技術(shù)：
注氣驅(qū)油的過(guò)程及效果，在很大程度上與注氣的壓力有關(guān)，一般是在油藏的壓力下開(kāi)始注氣。而油藏的壓力可高達(dá)10_30MPa，因此注氣驅(qū)油實(shí)驗(yàn)需要在高壓下進(jìn)行。另一方面，注氣驅(qū)油與水驅(qū)油不同，它存在油氣的互溶，存在油和注入氣間的傳質(zhì)，在一定條件下可以達(dá)到混相。當(dāng)然，能否達(dá)到混相、怎樣達(dá)到混相，這是需要根據(jù)某個(gè)油田的原油性質(zhì)來(lái)具體實(shí)驗(yàn)獲得的。不同地區(qū)的原油品質(zhì)差異很大，性質(zhì)也差異很大，因此氣驅(qū)油的過(guò)程、效果也差異很大，因此需要根據(jù)原油性質(zhì)及注入氣條件進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)就是研究的一種主要手段。目前現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方法，主要采用鋼制細(xì)長(zhǎng)管模型，它的特點(diǎn)是由于采用不銹鋼制作，可以滿足高溫、高壓注氣的要求，也可以滿足長(zhǎng)度的要求，一般可達(dá)10米以上。但主要缺點(diǎn)由于不銹鋼制造，因此中間驅(qū)油過(guò)程不可視，不知道原油與氣體怎樣混合。如果不觀察中間過(guò)程，就不能充分理解混相機(jī)理和機(jī)制。雖然可以在出口安裝一個(gè)視窗，但是僅能觀察出口的情況，不能觀察中間過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置和方法，以解決現(xiàn)有的鋼制細(xì)長(zhǎng)管不能觀察中間實(shí)驗(yàn)過(guò)程的問(wèn)題。為此，本發(fā)明提出一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)模擬注氣實(shí)驗(yàn)中注入氣的混相及驅(qū)油過(guò)程，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置包括細(xì)長(zhǎng)玻璃管和包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的密閉容器，所述密閉容器中填充有包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體，所述保護(hù)流體為透明的。進(jìn)一步地，所述保護(hù)流體為蒸餾水。進(jìn)一步地，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開(kāi)有多個(gè)觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。進(jìn)一步地，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置還包括對(duì)所述保護(hù)流體加壓的加壓泵。進(jìn)一步地，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀。進(jìn)一步地，所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的累計(jì)長(zhǎng)度為10米以上，所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管通過(guò)一米長(zhǎng)的玻璃管單元連接形成。本發(fā)明還提供一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，包括從細(xì)長(zhǎng)玻璃管的一端泵入注入氣，從所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的另外一端輸出產(chǎn)出液，在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外填充平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體，在泵入注入氣的同時(shí)增加所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管外的保護(hù)流體的壓力，使得所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的內(nèi)外壓差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小于所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的耐壓壓力。進(jìn)一步地，所述保護(hù)流體為蒸餾水。進(jìn)一步地，使用密閉容器容納所述保護(hù)流體，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開(kāi)有多個(gè)觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。進(jìn)一步地，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀。本發(fā)明采用了玻璃管代替鋼制細(xì)長(zhǎng)管來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，由于玻璃管為透明的，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都可以全程觀察，同時(shí)，本發(fā)明為了克服玻璃管難以承受注入氣的巨大壓力的問(wèn)題，本發(fā)明采用在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外填充平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體，使得玻璃管在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)玻璃管之外的保護(hù)流體的平衡作用增加了玻璃管對(duì)注入氣的承受壓力，從而解決了玻璃管難以承受注入氣的巨大壓力的問(wèn)題。 進(jìn)而，本發(fā)明采用保護(hù)流體為蒸餾水，一方面，蒸餾水不易生水垢，有利于實(shí)驗(yàn)的全程可視觀察，另一方面，蒸餾水對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力均衡，不會(huì)產(chǎn)生由于雜質(zhì)或水垢對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力不均的現(xiàn)象，從而更好的保護(hù)了細(xì)長(zhǎng)玻璃管，避免了長(zhǎng)達(dá)10米的細(xì)長(zhǎng)玻璃管在巨大的內(nèi)外壓之下，由于壓力不均而產(chǎn)生的爆裂的現(xiàn)象。


圖I為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明I、細(xì)長(zhǎng)玻璃管2、玻璃管入口 3、玻璃管出口 4、密閉容器5、保護(hù)流體6、保護(hù)流體入口接頭7、管線8、加壓泵9、石英砂10、實(shí)驗(yàn)用液體11、注入氣12、視窗
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖I為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)模擬注氣實(shí)驗(yàn)中注入氣的混相及驅(qū)油過(guò)程，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置包括細(xì)長(zhǎng)玻璃管I和包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的密閉容器4。細(xì)長(zhǎng)玻璃管I為透明的實(shí)驗(yàn)用玻璃管，一端為玻璃管入口 2，可以泵入注入氣，另一端為玻璃管出口 3，可以輸出產(chǎn)出液。細(xì)長(zhǎng)玻璃管I為兩端開(kāi)口的圓柱形玻璃管，內(nèi)裝有石英砂9形成孔隙介質(zhì)，石英砂9的孔隙度為25% 30%，滲透率1-9 μ m2，石英砂9為球形顆粒，粒徑從20目300目?？紫督橘|(zhì)內(nèi)裝有實(shí)驗(yàn)用液體10，例如為原油。所述密閉容器4中填充有包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體5，所述保護(hù)流體為透明的。保護(hù)流體5的壓力為高壓，例如為20MPa或以上，小于但近似等于注入氣的壓力。在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外填充平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體，使得玻璃管在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)玻璃管之外的保護(hù)流體的平衡作用增加了玻璃管對(duì)注入氣的承受壓力，從而解決了玻璃管難以承受注入氣的巨大壓力的問(wèn)題。進(jìn)一步地，所述保護(hù)流體5為蒸餾水。一方面，蒸餾水不易生水垢，有利于實(shí)驗(yàn)的全程可視觀察，另一方面，蒸餾水對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力均衡，不會(huì)產(chǎn)生由于雜質(zhì)或水垢對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力不均的現(xiàn)象，從而更好的保護(hù)了細(xì)長(zhǎng)玻璃管，避免了長(zhǎng)達(dá)10米的細(xì)長(zhǎng)玻璃管在巨大的內(nèi)外壓之下，由于壓力不均而產(chǎn)生的爆裂的現(xiàn)象。此夕卜，保護(hù)流體5也可以為其他透明的液體或氣體，但成本更高。進(jìn)一步地，所述密閉容器4由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開(kāi)有多個(gè)觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗12。由于保護(hù)流體5也為高壓的流體，所以，為了提高密閉容器4的耐壓性，將密閉容器4由金屬外殼形成，同時(shí)，視窗12由耐壓石英玻璃塊形成。視窗12處的石英玻璃厚度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的厚度，這樣，可以減小細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的厚度，增加視窗12處的石英玻璃厚度，既保證密閉容器4內(nèi)的壓力不影響實(shí)驗(yàn)，不影響細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的制作和成本，也有利于觀察。較佳地，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀，厚度大于細(xì)長(zhǎng)玻璃管1，既便于制作，也厚實(shí)穩(wěn)固，能承受保護(hù)流體5的高壓。
進(jìn)一步地，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置還包括對(duì)所述保護(hù)流體5加壓的加壓泵8，通過(guò)加壓泵可以在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持保護(hù)流體5的壓力。加壓泵可以為圍壓泵或環(huán)壓泵，增壓能力較強(qiáng)。保護(hù)流體5，例如為蒸餾水，通過(guò)保護(hù)流體入口接頭6和管線7，與圍壓泵相連被加壓到密閉容器4中。進(jìn)一步地，所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的累計(jì)長(zhǎng)度為10米以上，所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管通過(guò)一米長(zhǎng)的玻璃管單元連接形成，這樣，便于制作。如圖I所示，本發(fā)明還提供一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，包括從細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的一端，例如從玻璃管入口 2泵入注入氣11，從另外所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的一端，例如從玻璃管出口 3輸出產(chǎn)出液，在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管I之外填充平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體5，在泵入注入氣11的同時(shí)增加所述玻璃細(xì)長(zhǎng)I管外的保護(hù)流體5的壓力，使得所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的內(nèi)外壓差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小于所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的耐壓壓力，模擬注氣實(shí)驗(yàn)中注入氣的混相及驅(qū)油過(guò)程。也就是，通過(guò)玻璃細(xì)長(zhǎng)I管外的保護(hù)流體5的壓力，平衡或抵消掉細(xì)長(zhǎng)玻璃管I內(nèi)部承受的注入氣11的高壓，從而在同樣的耐壓條件下，本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)玻璃管I內(nèi)部可以承受實(shí)驗(yàn)所要求的注入氣11的高壓和高溫，例如壓力30MPa，溫度為100攝氏度。本發(fā)明通過(guò)提高保護(hù)流體5例如為蒸餾水的壓力，也就是形成細(xì)長(zhǎng)玻璃管環(huán)壓，對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管I形成保護(hù)，因而，在對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管外的保護(hù)流體5加壓時(shí)，要在細(xì)長(zhǎng)玻璃管I內(nèi)部也泵入注入氣11的條件下，即對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管外的保護(hù)流體5加壓與細(xì)長(zhǎng)玻璃管I內(nèi)部也泵入注入氣11同步進(jìn)行。不能在細(xì)長(zhǎng)玻璃管I內(nèi)部沒(méi)泵入注入氣11時(shí)就先行加壓，否則超過(guò)細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的耐壓能力時(shí)，細(xì)長(zhǎng)玻璃管I會(huì)因保護(hù)流體5壓力過(guò)大而受到來(lái)自外壁的壓力而爆裂。也不能在注入氣11完全注入細(xì)長(zhǎng)玻璃管I后再加壓，因?yàn)?，注入?1的高壓足以從內(nèi)部使細(xì)長(zhǎng)玻璃管I爆裂。所以，本發(fā)明是一邊對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管I管內(nèi)泵入注入氣11，另一邊同時(shí)對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的管外加壓，并保持細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的內(nèi)外壓差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小于所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的耐壓壓力，只要細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的管外的保護(hù)流體5壓力與注入氣11的壓力差小于細(xì)長(zhǎng)玻璃管I的耐壓壓力，就能夠完成高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)。關(guān)于保護(hù)流體的5壓力與注入氣11的壓力，可以設(shè)置各自的壓力表分別顯示，因而得以控制。注入氣11可以為N2XO2、天然氣，實(shí)驗(yàn)用液體10可以為各種驅(qū)油介質(zhì)，如水、泡沫、化學(xué)劑、聚合物等。進(jìn)一步地，所述保護(hù)流體為蒸餾水。蒸餾水不易生水垢，有利于實(shí)驗(yàn)的全程可視觀察，另一方面，蒸餾水對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力均衡，不會(huì)產(chǎn)生由于雜質(zhì)或水垢對(duì)細(xì)長(zhǎng)玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力不均的現(xiàn)象，從而更好的保護(hù)了細(xì)長(zhǎng)玻璃管，避免了長(zhǎng)達(dá)10米的細(xì)長(zhǎng)玻璃管在巨大的內(nèi)外壓之下，由于壓力不均而產(chǎn)生的爆裂的現(xiàn)象。進(jìn)一步地，高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法使用密閉容器容納所述保護(hù)流體，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開(kāi)有多個(gè)觀察12孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。這樣，相當(dāng)于將細(xì)長(zhǎng)玻璃管I承受的壓力轉(zhuǎn)移到觀察孔12處的耐壓石英玻璃塊上，而觀察孔12處的耐壓石英玻璃塊可以不像細(xì)長(zhǎng)玻璃管I那樣受厚度和形狀的限制，可以制成平板狀，可以加厚。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了整個(gè)驅(qū)油過(guò)程的可視化，相對(duì)于密閉容器用全程的蘭寶石玻璃，本 發(fā)明降低了成本，從而為實(shí)驗(yàn)提供了有利的手段。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)模擬并觀察注氣實(shí)驗(yàn)中注入氣的混相及驅(qū)油過(guò)程，其特征在于，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置包括 細(xì)長(zhǎng)玻璃管和包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的密閉容器， 所述密閉容器中填充有包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的保護(hù)流體，所述保護(hù)流體為透明的，所述保護(hù)流體平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力。
2.如權(quán)利要求I所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述保護(hù)流體為蒸餾水。
3.如權(quán)利要求I所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開(kāi)有多個(gè)觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。
4.如權(quán)利要求I所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置還包括對(duì)所述保護(hù)流體加壓的加壓泵。
5.如權(quán)利要求3所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在干，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀。
6.如權(quán)利要求I所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的累計(jì)長(zhǎng)度為10米以上，所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管通過(guò)ー米長(zhǎng)的玻璃管單元連接形成。
7.一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法包括從細(xì)長(zhǎng)玻璃管的一端泵入注入氣，從所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的另外一端輸出產(chǎn)出液，在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外填充平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓カ的保護(hù)流體，在泵入注入氣的同時(shí)增加所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管外的保護(hù)流體的壓力，使得所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的內(nèi)外壓差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小于所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的耐壓壓力。
8.如權(quán)利要求7所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，其特征在干，所述保護(hù)流體為蒸餾水。
9.如權(quán)利要求7所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，使用密閉容器容納所述保護(hù)流體，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開(kāi)有多個(gè)觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。
10.如權(quán)利要求9所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀。
全文摘要
本發(fā)明提出一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置和方法。高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)裝置包括細(xì)長(zhǎng)玻璃管和包圍在細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的密閉容器，所述密閉容器中填充有包圍在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外的平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體，所述保護(hù)流體為透明的。高壓注氣驅(qū)油全程可視實(shí)驗(yàn)方法，包括從細(xì)長(zhǎng)玻璃管的一端泵入注入氣，從細(xì)長(zhǎng)玻璃管的另外一端輸出產(chǎn)出液，在所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管之外填充平衡所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管內(nèi)外壓力的保護(hù)流體，在泵入注入氣的同時(shí)增加所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管外的保護(hù)流體的壓力，使得所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的內(nèi)外壓差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小于所述細(xì)長(zhǎng)玻璃管的耐壓壓力。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了整個(gè)驅(qū)油過(guò)程的可視化，從而為實(shí)驗(yàn)提供了有利的手段。
文檔編號(hào)E21B47/002GK102839968SQ201210339379
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者楊勝來(lái), 章星, 李芳芳, 文博, 婁毅, 聶向榮, 王智林, 錢(qián)坤, 孟維偉, 曹力元 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)