[发明专利]一种测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的装置及方法

权利要求书

1.一种测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的装置，其特征在于，该装置包括泡沫发生装置、盛放地层水的中间容器（7）、恒温箱（18）、岩心管（14）和数据采集系统；所述的岩心管（14）安装在所述的恒温箱（18）内；所述的泡沫发生装置和盛放地层水的中间容器（7）分别通过三通阀（9）与岩心管（14）的入口相连；所述的数据采集系统包括分别与计算机（13）相连的压力传感器（10）、压力传感器（12）和称重传感器（19），所述的压力传感器（10）安装在岩心管（14）的入口，所述的压力传感器（12）安装在岩心管（14）的出口，所述称重传感器（19）安装在所述的岩心管（14）的底部；所述的压力传感器（10）和（12）用于监测所述岩心管（14）两端的压差，所述的称重传感器（19）用于监测所述岩心管内所填装岩心的重量；

所述岩心管（14）出口通过回压阀（15）与产出液收集器（17）相连。所述的回压阀（15）通过中间容器（16）与平流泵（4）相连。所述的回压阀（15）受所述中间容器（16）控制压力，所述平流泵（4）用于控制中间容器的压力。

2.根据权利要求1所述的一种测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的装置，其特征在于，所述泡沫发生装置，包括气瓶（1）、平流泵（2）、平流泵（3）、盛放气体的中间容器（5）、盛放起泡剂溶液的中间容器（6）和泡沫发生器（8）；所述盛放气体的中间容器（5）和盛放起泡剂溶液的中间容器（6）的出料端分别与所述的泡沫发生器（8）的入口相连，所述平流泵（2）与盛放气体的中间容器（5）底部相连，所述平流泵（3）分别与盛放起泡剂溶液的中间容器（6）和盛放地层水的中间容器（7）的底部相连，所述泡沫发生器（8）通过三通阀（9）与岩心管（14）的入口相连。中间容器（5）由平流泵（2）来驱替，盛放起泡剂溶液的中间容器（6）由平流泵（3）来驱替，自中间容器（5）、（6）按一定速度驱替出来的气液经过泡沫发生器（8）后形成泡沫。

3.一种利用如权利要求1所述装置测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

（1）模拟油田地层条件：将石英砂按照实验配比填制岩心管（14）；

（2）利用气测渗透率仪测量所述岩心管（14）的渗透率，称取填砂后的岩心管（14）干重m₀；

（3）将填砂后的岩心管（14）抽真空，保持4~5小时；

（4）将岩心管（14）饱和地层水：调节三通阀（9），利用号平流泵（3）将盛放地层水的中间容器（7）中的地层水驱替至填砂后的岩心管（14）；

（5）关闭平流泵（3），称取填砂后的岩心管（14）的湿重m′₀，根据公式①计算所述岩心管（14）的孔隙体积V₀

V0=m0′-m0ρ]]>①

式中，V₀—填砂后的岩心管14的孔隙体积，mL；m₀—填砂后的岩心管14干重，g；m′₀—填砂后的岩心管14湿重，g；ρ—地层水的密度，g/cm³；

（6）利用恒温箱（18）对填砂后的岩心管（14）进行加热，恒温至要模拟地层温度，待用；

（7）打开平流泵（4）加压中间容器（16），调节回压阀（15）的压力至模拟地层压力；

（8）打开平流泵（3），向岩心管（14）注入起泡剂溶液段塞；

（9）测量得到岩心管（14）入口压力为P₀；打开气瓶（1），向中间容器（5）充气至压力P₀；

（10）打开平流泵（2）驱替中间容器（5）中的气体，气体与起泡剂溶液按体积比1：1混合，经过泡沫发生器（8）形成泡沫后，经过三通阀（9），所述泡沫以1~5ml/min的速度注入岩心管（14），注入泡沫的体积为0.3~6PV，记录岩心管（14）两端压差数据及重量数据；

（11）关闭平流泵（2）；

（12）打开平流泵（3），将地层水按1~5ml/min的速度注入岩心管（14），对注入泡沫后的岩心管（14）进行后续水驱，记录岩心管（14）两端压差数据及重量数据：利用入口压力传感器（10）和出口压力传感器（12）分别采集岩心管（14）内n个时间点t₁～t_n所对应的入口端压力P₁～P_n、出口端压力P₁′～P_n′，利用称重传感器（19）记录岩心管内n个时间点t₁～t_n所对应的质量m₁～m_n；

(13)计算上述n个时间点的岩心管中的气相饱和度S_gn：Sg1=m0′-m1ρ·V0,]]>Sg2=m0′-m2ρ·V0,]]>......Sgn=m0′-mnρ·V0]]>（n大于等于1）。