适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于超深层油气藏泡沫驱技术领域，具体涉及一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法。本发明专利技术通过实现生泡区、观察区一体，实现泡沫原位生长与评价；通过耐压保温毛细管的设置，实现泡沫的重力作用评价以及单个泡沫形态的评价；通过搅拌桨叶片上叶片孔洞的设置，模拟起泡剂溶液在不同类型的地层中受多孔介质剪切的真实情况；通过可开合上盖实现对装置内部的清洗。此外，本发明专利技术通过本发明专利技术所提供的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置实现了冻胶泡沫突破压力的测试。测试。测试。

【技术实现步骤摘要】
适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法


[0001]本专利技术属于超深层油气藏泡沫驱
，具体涉及一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法。

技术介绍

[0002]石油作为一种不可再生的化石能源，是当今社会不可或缺的战略资源。面对如今对石油资源的巨大需求，如何提高石油采收率已经成为油气田开发中的重要课题。泡沫是气体以小气泡的形式分散在液体中形成的分散体系。由于泡沫本身对油水选择性封堵的独特性能，对于封堵高渗地层、扩大流体波及体积提高驱油效率方面具有优异的表现，泡沫驱成为三次采油的重要技术手段之一。
[0003]目前面对深层、超深层油气藏开采需求，需要将泡沫驱应用到这类油藏。在泡沫流体应用于我国海相深层、超深层油气藏开发领域时，目前常规的泡沫体系不适用于这类超高压、高温、高盐的苛刻环境，需要针对性的进行新的体系设计。使用泡沫驱油技术，需要测试泡沫在地层条件下的性能表现。而目前泡沫评价装置评价泡沫性能多在常压下敞开式环境下进行实验，无法客观有效的评价泡沫在地层条件下的性能，因此就导致了现有评价泡沫设备应用于该类油藏条件评价时的瓶颈，所以亟需一种能够模拟泡沫相似应用环境的测试装置和方法。
[0004]针对上述问题，逐渐形成了高温高压下起泡的装置和方法，如中国专利CN102507879A提出的泡沫剂评价实验装置及方法，该方法通过将高压气体和发泡剂同时输入到发泡系统，待发泡完成后，再输入到泡沫性能评价系统。且发泡系统和泡沫性能评价系统同时放置于高温烘箱中，从而模拟高温高压条件下对泡沫性能的评价。但该泡沫剂评价实验装置在泡沫生成后需要转移到评价系统进行评价，不能实现原位评价。同时该装置需要两个压力系统来分别对发泡系统和泡沫性能评价系统进行压力控制，而且两个系统需要放置在高温烘箱来模拟高温条件，不仅使加热面积增大，高温烘箱的设置也使得装置结构变得复杂，不适合应用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价。
[0005]中国专利CN111189978A提出了一种流经填砂管多孔介质剪切形成泡沫的装置，气液在填砂管中受多孔介质的高速剪切形成泡沫，通过调节注入速率可以控制泡沫在多孔介质中受到的剪切力，最后通过高压可视容器直接观测泡沫起泡状态。这种方法虽然较真实模拟砂岩地层条件下受多孔介质的高速剪切形成泡沫，但是局限性较大。该方法在应用过程中，由于实际地层的形态不同，填砂管的固定限制了其对于超深层油藏地层缝洞、裂缝等其他地层类型的模拟，并且超深层油藏泡沫驱油过程中的发泡方式是在地层多孔介质中，气体和起泡剂交替注入或者混合注入，气体和起泡剂不断搅拌发泡的方式，而该装置只有填砂管多孔介质剪切一种方式，导致它们能够模拟的地层条件比较单一。且当稳定的泡沫体系中添加颗粒、冻胶或难以清洗的物质时，泡沫体系在流经填砂管的过程中，会导致颗粒、冻胶或难以清洗的物质滞留，导致可视容器观测失效，难以反应真实情况。所以在实际应用中，无法满足超深层油气藏地层多样模拟条件的要求。目前满足超深层油气藏地层的
不同地层条件以及不同类型泡沫的泡沫评价装置尚未有提到。
[0006]为了避免泡沫生成后需转移到评价区所造成的温度压力的变化，中国专利CN112098602A提出了一种高温高压泡沫评价装置，该装置泡沫发生区与评价区均在一个腔体，泡沫发生后将装置倒置利用重力将泡沫转移到评价区，期间温度压力均不发生变化，避免了常规转移泡沫温度压力变化所造成的泡沫评价不准的问题。该装置泡沫评价区设置有上下错位的两组可视窗，以便在进行泡沫半衰期以及析液半衰期过程中观察泡沫形态及体积，但是这种方法只适合于常规水基泡沫，对于加颗粒泡沫、冻胶泡沫等不透明的泡沫体系难以观察，同时由于装置的限制，只能通过进液口注入甲苯、乙醇等进行冲洗，难以彻底清洗。并且可视窗的增加难以避免的会降低装置的耐压强度，难以满足超深层油藏所需的超高压。
[0007]上述评价泡沫性能的装置和方法都只考虑了设置宏观可视窗口，并通过在可视窗口侧添加灯珠的方式对腔内的泡沫进行观察以了解泡沫动态。但是这种方法只考虑了部分可透光的泡沫体系，对于添加颗粒，冻胶等透光性差的泡沫体系仅仅只能观察到可视窗口附近的泡沫形态，对于中部、深部的泡沫动态无法观测，从而对于泡沫的评价过于片面，有失准度。
[0008]泡沫流体具有“遇水稳定、遇油消泡”等特性，近年来越来越多的应用于油田降水增油技术，不同油藏含水情况不同，甚至同一油藏不同位置含水量也不尽相同，气体与起泡剂在地层中由于含水量的不同，所形成的泡沫质量不同，液体泡沫根据泡沫质量分为干泡沫和湿泡沫。干泡沫和湿泡沫之间的弹性和扩散等物理性质是不同的。然而，对这些状态的定义一直很模糊，目前的装置为了模拟高温高压条件，装置内腔体积较小且搅拌桨高度固定，无法满足不同泡沫质量的实验，对于实际地层生成的泡沫评价并不准确。同时冻胶泡沫调剖技术是非均质油藏开发中后期提高采收率的有效的新途径而目前尚未有装置提到有关冻胶泡沫的突破压力的实验。

技术实现思路

[0009]为了克服上述现有技术对于超深层油藏泡沫生成及性能评价的不足，本专利技术提供了一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法，该装置和方法可以用于观测在超深层地层条件下泡沫的发泡过程及评价泡沫动态性能。
[0010]本专利技术的技术方案如下：一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，包括泡沫原位发生筒、注入系统、泡沫仪支架和微观可视系统。
[0011]所述泡沫原位发生筒包括可开合上盖、原位发生筒主体、可开合下盖；所述可开合上盖从上至下依次包括压板、可视窗、上堵头，且可视窗通过螺栓固定于压板与上堵头中间，所述可视窗上具有可计量泡沫高度的计量刻度；所述可开合上盖通过螺栓安装于原位发生筒主体上部的法兰上；所述可开合上盖的设置实现了对原位发生筒主体内部的彻底清洗，从而可以实现对添加颗粒型泡沫、冻胶泡沫的重复实验。
[0012]所述原位发生筒主体集发泡区和评价区为一体，实现泡沫原位生长与评价；所述可开合下盖包括磁力搅拌装置、下堵头；所述磁力搅拌装置固定于下堵头中
轴线；所述磁力搅拌装置包括搅拌桨，所述搅拌桨可以调节高度，以适应不同体积的泡沫；所述搅拌桨包括搅拌桨叶片，可以通过更换搅拌桨叶片，模拟不同地层对起泡剂溶液的剪切情况；所述泡沫仪支架通过翻转轴承与泡沫原位发生筒连接，用于提供支撑。
[0013]所述注入系统包括进液口、进气口，所述进液口和进气口设置在下堵头上，并与原位发生筒主体内部连通；所述进气口设置在下堵头上，可以实现气体对于泡沫原位发生筒内液体的气体冲刷，从而模拟起泡剂溶液在地层内受气体冲刷的真实情况。
[0014]所述微观可视系统包括位于泡沫原位发生筒筒身中部、底部的耐压保温毛细管，所述耐压保温毛细管至少四组，且与原位发生筒主体内部相连。
[0015]根据本专利技术优选的，所述磁力搅拌装置可根据注液量更改搅拌桨的长度，所述搅拌桨叶片间的夹角为25
°
~90
°
。
[0016]所述搅拌桨叶片上设置有孔洞，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，其特征在于，包括泡沫原位发生筒、注入系统、泡沫仪支架和微观可视系统；所述泡沫原位发生筒包括可开合上盖、原位发生筒主体、可开合下盖；所述可开合上盖上设有可视窗，所述可视窗具有可计量泡沫高度的计量刻度；所述可开合下盖包括下堵头、磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置包括搅拌桨，所述搅拌桨包括搅拌桨叶片，所述搅拌桨叶片上设置有叶片孔洞；所述注入系统包括进液口、进气口，所述进液口和进气口均设置于下堵头上；所述泡沫仪支架通过翻转轴承与泡沫原位发生筒相连；所述微观可视系统包括耐压保温毛细管，所述耐压保温毛细管至少设置于泡沫原位发生筒的中部、底部，且与原位发生筒主体内部相连。2.根据权利要求1所述的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，其特征在于，所述的磁力搅拌装置根据注液量更改搅拌桨的高度；所述搅拌桨叶片之间的夹角为25
°
~90
°
。3.根据权利要求1所述的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，其特征在于，所述耐压保温毛细管包括耐压保温玻璃管、毛细管钢制外套、测量孔；所述毛细管钢制外套覆盖于耐压保温玻璃管外表面，并留出测量孔用于观测泡沫形态；所述毛细管的内径为200μm~1000μm，长度为5~10cm。4.根据权利要求1所述的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，其特征在于，通过改变所述叶片孔洞的目数、形状实现不同地层的模拟。5.根据权利要求4所述的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，其特征在于，裂缝型油藏通过形状为条状孔洞的叶片孔洞进行模拟；孔隙型油藏通过形状为圆形孔洞的叶片孔洞进行模拟；缝洞型油藏通过形状为条状、圆形孔洞相结合的叶片孔洞进行模拟。6.根据权利要求5所述的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置，其特征在于，针对渗透率为10
×
10
‑3μm2~100
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10
‑3μm2的低渗致密油藏，选择圆形孔洞目数为1250~2500目的叶片孔洞进行模拟；针对渗透率为大于1000
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10
‑3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，张德心，程洪，李兆敏，李军，桑国强，李鹏飞，温权，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：