本發(fā)明涉及石油工程，具體涉及一種表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著驅(qū)油技術(shù)的不斷成熟，驅(qū)油效率也在不斷攀升。盡管如此，油層、油藏、油田中的剩余油及驅(qū)油過程中驅(qū)油劑波及區(qū)域內(nèi)殘留在孔隙中的原油仍未被采出，進(jìn)而影響驅(qū)油效率。表面活性劑驅(qū)替過程中對孔隙中殘余油的動員機(jī)理歸因于各種微觀力的存在，從而使其比水驅(qū)進(jìn)一步提高孔隙下的波及效率和殘余油的采收效率。

2、公開號為cn114320285a的中國發(fā)明專利公開了一種二維高溫高壓宏觀可視化驅(qū)替實驗裝置及其使用方法，通過平板鋼化玻璃宏觀模型進(jìn)行一系列的驅(qū)替實驗，然而，此類二維驅(qū)替實驗并沒有以實際工況為導(dǎo)向，與真實的巖樣形貌差距明顯。

3、專利號為cn208239449u的中國實用新型專利公開了一種巖心驅(qū)替實驗裝置，通過把巖樣放置于一個封閉不透光的夾持器中進(jìn)行一系列的驅(qū)替實驗，但是，此類非可視化驅(qū)替實驗通常不提供直接的視覺信息，依賴于間接測量(如壓力、流量數(shù)據(jù))來推斷流體流動情況，尤其是當(dāng)涉及到復(fù)雜的流動現(xiàn)象時，此類驅(qū)替實驗可能無法提供關(guān)于流體流動細(xì)節(jié)的完整信息，使得對實驗結(jié)果的解釋變得復(fù)雜，并且此類驅(qū)替實驗無法提供快速的反饋機(jī)制，不允許實驗者根據(jù)觀察結(jié)果迅速調(diào)整實驗參數(shù)，從而調(diào)整和優(yōu)化實驗設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置及方法，對實驗過程實現(xiàn)可視化，可調(diào)整和控制驅(qū)替條件，對模型本體實現(xiàn)可再生。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明提供一種表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，包括三維透明驅(qū)替模型、注射器和采集裝置；

4、所述三維透明驅(qū)替模型開設(shè)有多個入口、以及出口，每個所述入口分別與單獨(dú)的所述注射器連接，所述出口連接有廢液回收裝置；所述注射器內(nèi)分別裝入有硅油、染色的純水和染的表面活性劑；

5、所述三維透明驅(qū)替模型的上方和側(cè)邊分別設(shè)置有采集裝置，用于記錄所述三維透明驅(qū)替模型內(nèi)流體流動的過程；

6、每個所述注射器均安裝在微流泵上，通過所述微流泵將所述注射器內(nèi)的流體注入所述三維透明驅(qū)替模型內(nèi)。

7、作為上述方案的改進(jìn)，所述入口的數(shù)量為三個，其中一個入口位于所述三維透明驅(qū)替模型的上端，另外兩個入口位于所述三維透明驅(qū)替模型的左側(cè)，所述出口位于所述三維透明驅(qū)替模型的右側(cè)。

8、作為上述方案的改進(jìn)，所述硅油為二甲基硅油，所述二甲基硅油裝入在與上端的所述入口相連的所述注射器內(nèi)，染色的所述純水裝入在與左側(cè)其中一個所述入口相連的所述注射器內(nèi)，染色的所述表面活性劑溶液裝入在與左側(cè)另一個所述入口相連的所述注射器內(nèi)。

9、作為上述方案的改進(jìn)，每個所述入口分別通過軟管與一個所述注射器連接，所述出口通過軟管與所述廢液回收裝置連接，每根所述軟管上均安裝有閥門。

10、作為上述方案的改進(jìn)，所述廢液回收裝置為存儲罐。

11、作為上述方案的改進(jìn)，位于上方的所述采集裝置為高速相機(jī)，所述高速相機(jī)連接有計算機(jī)，所述計算機(jī)包括顯示器，位于前方的所述采集裝置為ccd相機(jī)。

12、作為上述方案的改進(jìn)，所述三維透明驅(qū)替模型的制作過程如下：

13、通過ct掃描得到真實砂巖圖像，構(gòu)建砂巖形貌的三維模型，使用透明光敏樹脂3d打印形成三維透明驅(qū)替模型，所述三維透明驅(qū)替模型分為砂巖實體與孔隙兩部分。

14、本發(fā)明同時提供一種表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗方法，該方法應(yīng)用于上述任一項所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置中，所述方法包括：

15、步驟1：對所述三維透明驅(qū)替模型進(jìn)行稱重，再對已被水完全飽和的所述三維透明驅(qū)替模型進(jìn)行稱重，得出兩者的質(zhì)量差△m，并根據(jù)水的密度ρ計算得到孔隙體積v0；

16、步驟2：對所述三維透明驅(qū)替模型進(jìn)行干燥和抽真空后，再將所述三維透明驅(qū)替模型固定于驅(qū)替實驗平臺上；

17、步驟3：在所述注射器內(nèi)裝入二甲基硅油，并與上端的入口相連接，所述注射器內(nèi)分別裝入染色的純水和染色的表面活性劑溶液，分別與左側(cè)的入口相連接，再將右側(cè)的出口與所述廢液回收裝置相連，此時所有閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)；

18、步驟4：打開上方的所述采集裝置的開關(guān)，使所述三維透明驅(qū)替模型位于視野中央，再打開閥門，開啟所述微流泵，從上端的入口向所述三維透明驅(qū)替模型中注入二甲基硅油，直至從所述計算機(jī)上觀察到二甲基硅油完全飽和整個所述三維透明驅(qū)替模型，關(guān)閉所述微流泵，再關(guān)閉所述閥門；

19、步驟5：打開前方的所述采集裝置的開關(guān)，使所述三維透明驅(qū)替模型位于視野中央，開啟兩個所述采集裝置的記錄按鈕，再打開所述閥門，開啟所述微流泵，從左側(cè)的其中一個入口向所述三維透明驅(qū)替模型中注入染色的純水，直至從所述廢液回收裝置中觀察不到二甲基硅油流出，關(guān)閉所述微流泵，關(guān)閉所述閥門，再關(guān)閉所述采集裝置的記錄按鈕；

20、步驟6：取出所述廢液回收裝置中的二甲基硅油，并測出其體積v1；

21、步驟7：開啟兩個所述采集裝置的記錄按鈕，再打開所述閥門，開啟所述微流泵，從左側(cè)的另一個入口向所述三維透明驅(qū)替模型中注入染色的表面活性劑溶液，直至從所述廢液回收裝置中觀察不到二甲基硅油流出，關(guān)閉所述微流泵，關(guān)閉所述閥門，再關(guān)閉所述采集裝置的記錄按鈕；

22、步驟8：取出所述廢液回收裝置中的二甲基硅油，并測出其體積v2；

23、步驟9：將步驟6和步驟8中測出的二甲基硅油體積v1和v2數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，得出表面活性劑溶液對驅(qū)替效率的改善情況。

24、作為上述方案的改進(jìn)，在所述步驟2中，將所述三維透明驅(qū)替模型用夾持器固定于所述驅(qū)替實驗平臺上。

25、本發(fā)明帶來的有益效果有：

26、1、由透明光敏樹脂3d打印形成的三維透明驅(qū)替模型，能構(gòu)建與真實的巖樣形貌更接近的模型，且實現(xiàn)了同一模型的可再生；

27、2、通過采集裝置，實現(xiàn)了實時觀測和記錄三維透明驅(qū)替模型內(nèi)的流體狀態(tài)和流動過程，為后續(xù)分析作準(zhǔn)備；

28、3、先通過硅油飽和三維透明驅(qū)替模型，再依次注入染色的純水和染色的表面活性劑，對硅油體積v1和v2數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計得出表面活性劑溶液對驅(qū)替效率的改善情況。

技術(shù)特征：

1.一種表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：包括三維透明驅(qū)替模型(a)、注射器和采集裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置，其特征在于：

8.一種表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗方法，該方法應(yīng)用于權(quán)利要求1～7任一項所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置中，其特征在于：所述方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及石油工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種表面活性劑驅(qū)殘余油的可視化實驗裝置及方法，包括三維透明驅(qū)替模型、注射器和采集裝置；三維透明驅(qū)替模型開設(shè)有多個入口、以及出口，每個入口分別與單獨(dú)的注射器連接，出口連接有廢液回收裝置；注射器內(nèi)分別裝入有硅油、染色的純水和染的表面活性劑；三維透明驅(qū)替模型的上方和側(cè)邊分別設(shè)置有采集裝置，用于記錄三維透明驅(qū)替模型內(nèi)流體流動的過程；每個注射器均安裝在微流泵上，先用硅油飽和三維透明驅(qū)替模型，再分別用染色的純水和染色的表面活性劑進(jìn)行驅(qū)替硅油，得出表面活性劑溶液對驅(qū)替效率的改善情況。本發(fā)明對實驗過程實現(xiàn)了可視化，可調(diào)整和控制驅(qū)替條件，對模型本體實現(xiàn)了可再生。

技術(shù)研發(fā)人員：楊曉野,曹功奇,張繼光,金禹辰,劉建林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30