本申请公开了一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，涉及石油天然气开采领域，临界速度测量装置包括二氧化碳气瓶、表面活性剂溶液装置、空气质量流量计、驱替泵、岩心夹持器、压力传感器和数据采集装置；数据采集装置实时获取二氧化碳注入岩心夹持器的第一注入速度、表面活性剂溶液注入岩心夹持器的第二注入速度、以及岩心夹持器内岩心的入口处压力和出口处压力；根据第一注入速度、第二注入速度、入口处压力和出口处压力确定岩心内二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度。通过确定二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度能够为油气藏注泡沫开发提供理论依据，进而确定二氧化碳泡沫的最佳注入量，实现生产效益最大化。益最大化。益最大化。
【技术实现步骤摘要】
二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置和方法
[0001]本申请涉及石油天然气开采领域，特别是涉及一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置和方法。
技术介绍
[0002]二氧化碳气驱是目前提高油气藏采收率的重要方法之一，注入的二氧化碳主要以混相或非混相形式改善地层原油的流动特征。但实际的储层往往非均质程度较高，同时由于重力效应及流体流度差异，注气开发的后期驱替效率较低，导致大量的剩余油无法采出。泡沫的注入可以大幅降低气体的流动能力，有效地改善驱替剖面，扩大气体的波及体积。泡沫体系中的表面活性剂在一定程度上也可以降低油水界面张力，改善洗油效率。
[0003]目前，二氧化碳泡沫驱已经广泛应用于矿场实验，在采油时通常以较大的速率注入二氧化碳泡沫，经济效益较差，并且二氧化碳泡沫较大的注入速率对会设备的要求较高。多孔介质中泡沫的生成与传播需要维持最小压降，在移动过程中受剪切作用触发更多气泡的生成。泡沫在稳定渗流的过程中主要取决于最小压力梯度(最小表观速度)和岩石流体物性(如渗透率、表面张力和注入液体体积分数)。目前尚未有相关研究报道分析如何确定二氧化碳泡沫在地层中生成与传播的临界速度。
[0004]因此，如何测量二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度是本领域技术人员亟需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]本申请的目的是提供一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置和方法，用于测量二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，包括二氧化碳气瓶、表面活性剂溶液装置、空气质量流量计、驱替泵、岩心夹持器、压力传感器和数据采集装置；
[0007]所述二氧化碳气瓶通过第一管线与所述岩心夹持器的入口端连接，所述第一管线设有所述空气质量流量计，所述空气质量流量计用于调节二氧化碳注入所述岩心夹持器的第一注入速度；
[0008]所述表面活性剂溶液装置通过第二管线与所述岩心夹持器的入口端连接，所述第二管线设有所述驱替泵，所述驱替泵用于调节表面活性剂溶液注入所述岩心夹持器的第二注入速度；
[0009]所述岩心夹持器内部设有岩心，所述压力传感器分别设于所述岩心的两端，所述压力传感器用于在所述岩心夹持器内同时注入所述二氧化碳和所述表面活性剂溶液时，实时监测所述岩心的入口处压力和出口处压力；
[0010]所述空气质量流量计、所述驱替泵和所述压力传感器分别与所述数据采集装置连接，所述数据采集装置用于实时获取所述第一注入速度、所述第二注入速度、以及所述第一
注入速度和所述第二注入速度对应的所述入口处压力和所述出口处压力，以便根据所述第一注入速度、所述第二注入速度、所述入口处压力和所述出口处压力确定所述岩心中二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度。
[0011]优选地，所述岩心夹持器包括多段不同直径的子岩心夹持器，沿所述岩心夹持器的入口端到出口端，后一段子岩心夹持器的直径大于前一段子岩心夹持器的直径；
[0012]对应地，所述岩心夹持器内部设有的所述岩心包括多段不同直径的子岩心，每段所述子岩心的两端分别设有所述压力传感器。
[0013]优选地，还包括恒温箱和温度传感器，所述岩心夹持器放置于所述恒温箱内，所述温度传感器与所述数据采集装置连接，所述温度传感器用于检测所述恒温箱中的温度。
[0014]优选地，还包括回压控制器，所述回压控制器设于所述岩心夹持器的出口端，所述回压控制器用于确保所述出口端的压力恒定。
[0015]优选地，还包括流体采出装置，所述流体采出装置用于收集从所述岩心夹持器的出口端流出的液体。
[0016]本申请还提供一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量方法，应用于所述的二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，包括：
[0017]实时获取二氧化碳注入岩心夹持器的第一注入速度、表面活性剂溶液注入所述岩心夹持器的第二注入速度、以及所述第一注入速度和所述第二注入速度对应的所述岩心夹持器内岩心的入口处压力和出口处压力；
[0018]根据所述第一注入速度、所述第二注入速度、所述入口处压力和所述出口处压力确定所述岩心内二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度。
[0019]优选地，所述根据所述第一注入速度、所述第二注入速度、所述入口处压力和所述出口处压力确定所述岩心内二氧化碳泡沫的生成临界速度，包括：
[0020]根据所述第一注入速度、所述第二注入速度和所述岩心的直径计算得到所述岩心内二氧化碳泡沫的表观流速；
[0021]根据所述入口处压力和所述出口处压力计算得到压力差；
[0022]根据当前压力差和历史压力差确定压力差变化速率，在所述压力差变化速率达到预设值时，确定所述当前压力差对应的目标表观流速，将所述目标表观流速作为所述二氧化碳泡沫的所述生成临界速度。
[0023]优选地，所述根据所述第一注入速度、所述第二注入速度、所述入口处压力和所述出口处压力确定所述岩心内二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度，包括：
[0024]根据所述的第一注入速度、所述第二注入速度和所述岩心的直径计算得到所述岩心内二氧化碳的表观流速；
[0025]根据所述入口处压力和所述出口处压力计算得到压力差，并根据所述压力差和所述岩心的直径确定压力梯度；
[0026]获取对照表观流速和对照压力梯度之间的对应关系图；
[0027]判断所述表观流速和所述表观流速对应的所述压力梯度是否符合所述对应关系图；
[0028]若是，根据所述对应关系图确定所述二氧化碳泡沫的所述生成临界速度和所述传播临界速度。
[0029]优选地，所述根据所述第一注入速度、所述第二注入速度、所述入口处压力和所述出口处压力确定所述岩心内二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度之后，还包括：
[0030]根据所述对应关系图确定所述二氧化碳泡沫的破裂临界速度。
[0031]本申请所提供的一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，包括二氧化碳气瓶、表面活性剂溶液装置、空气质量流量计、驱替泵、岩心夹持器、压力传感器和数据采集装置；数据采集装置实时获取二氧化碳注入岩心夹持器的第一注入速度、表面活性剂溶液注入岩心夹持器的第二注入速度、以及第一注入速度和第二注入速度对应的岩心夹持器内岩心的入口处压力和出口处压力；根据第一注入速度、第二注入速度、入口处压力和出口处压力确定岩心内二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度。通过确定二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度能够为油气藏注泡沫开发提供理论依据，进而确定二氧化碳泡沫的最佳注入量，实现生产效益最大化。
[0032]本申请所提供的一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量方法与装置对应，效果如上。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，其特征在于，包括二氧化碳气瓶、表面活性剂溶液装置、空气质量流量计、驱替泵、岩心夹持器、压力传感器和数据采集装置；所述二氧化碳气瓶通过第一管线与所述岩心夹持器的入口端连接，所述第一管线设有所述空气质量流量计，所述空气质量流量计用于调节二氧化碳注入所述岩心夹持器的第一注入速度；所述表面活性剂溶液装置通过第二管线与所述岩心夹持器的入口端连接，所述第二管线设有所述驱替泵，所述驱替泵用于调节表面活性剂溶液注入所述岩心夹持器的第二注入速度；所述岩心夹持器内部设有岩心，所述压力传感器分别设于所述岩心的两端，所述压力传感器用于在所述岩心夹持器内同时注入所述二氧化碳和所述表面活性剂溶液时，实时监测所述岩心的入口处压力和出口处压力；所述空气质量流量计、所述驱替泵和所述压力传感器分别与所述数据采集装置连接，所述数据采集装置用于实时获取所述第一注入速度、所述第二注入速度、以及所述第一注入速度和所述第二注入速度对应的所述入口处压力和所述出口处压力，以便根据所述第一注入速度、所述第二注入速度、所述入口处压力和所述出口处压力确定所述岩心中二氧化碳泡沫的生成临界速度与传播临界速度。2.根据权利要求1所述的二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，其特征在于，所述岩心夹持器包括多段不同直径的子岩心夹持器，沿所述岩心夹持器的入口端到出口端，后一段子岩心夹持器的直径大于前一段子岩心夹持器的直径；对应地，所述岩心夹持器内部设有的所述岩心包括多段不同直径的子岩心，每段所述子岩心的两端分别设有所述压力传感器。3.根据权利要求1所述的二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，其特征在于，还包括恒温箱和温度传感器，所述岩心夹持器放置于所述恒温箱内，所述温度传感器与所述数据采集装置连接，所述温度传感器用于检测所述恒温箱中的温度。4.根据权利要求1所述的二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，其特征在于，还包括回压控制器，所述回压控制器设于所述岩心夹持器的出口端，所述回压控制器用于确保所述出口端的压力恒定。5.根据权利要求1所述的二氧化碳泡沫生成与传播的临界速度测量装置，其特征在于，还包括流体采出装置，所述流体采出装置用于收集从所述岩心夹持器的出口端流出的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓聪，刘慧卿，王敬，拜杰，赵卫，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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