[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的装置及方法，属于石油化工的技术领域。

背景技术

泡沫作为一种良好的驱油剂已逐渐为人们所认识，它能够极大地提高注入流体的视粘度，增加波及面积，对于油水的封堵具有选择性。影响泡沫封堵能力的因素有多种，除泡沫体系的气液比、岩石的渗透率、配置泡沫体系的种类及浓度、注入方式、含油饱和度等影响因素之外，气相饱和度是影响泡沫封堵能力又一重要影响因素，该参数的大小反应了气体在岩心中的残留程度，即气体占据了一定的孔隙空间成为束缚气，从而降低了液相渗透率。泡沫驱过程中不同阶段测得的气相饱和度意义不同：注泡沫过程中测得的气相饱和度的大小反应了气体在岩心中的驻留状况，即泡沫的封堵程度；后续水驱过程中测得的气相饱和度大小反应了泡沫封堵的有效性。目前对于含油饱和度的测量，以及研究其对泡沫驱的封堵能力影响已经有相应的方法和装置，但是对于单岩心气相饱和度的测量还没有相应方法及装置。

在《石油勘探与开发》2006年第2期中，记载了由宫俊峰发表的《高温复合泡沫体系提高胜利油田稠油热采开发效果》一篇文章。该文献提出了在非稳态条件下测封堵压差与剩余油饱和度之间的关系。利用高温岩心流动装置研究岩心中剩余油饱和度和泡沫阻力因子之间的关系。实验温度设为200℃，实验岩心为线性管式模型。研究表明，当剩余油饱和度较高时，泡沫体系难于形成较高的封堵压差，当剩余油饱和度低于一定值时，体系的封堵压差明显增加。在《石油与天然气化工》2008年第3期中，记载了由张星发表的《氮气泡沫在多孔介质中的封堵特性及其影响因素研究》一篇文章，文章给出了研究含油饱度对泡沫封堵性能影响的实验装置及方法，但是并未提及岩心中含气饱和度的测量方法及其对泡沫封堵性能的影响。岩心中含油饱和度和含气饱和度的测量方法有较大的差别，且对泡沫封堵性能的影响机理不同，前者影响泡沫的稳定性，后者反应泡沫的封堵能力，因此目前的实验装置无法测得岩心中气相饱和度的大小，也无法研究气相饱和度对泡沫封堵的影响规律。

发明内容

针对以上的技术不足，本发明提供一种测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的装置。

本发明还提供一种利用上述装置测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的方法。

术语解释：

1.气相饱和度：气相饱和度是除了压力、分流量、采收率等宏观量以外的一个深层次参数，对于理解泡沫渗流机理具有重要的意义，数值上等于岩心中所含气体体积与岩心孔隙体积的比值。

2.段塞：是指向岩心中注入泡沫前，注入0.1PV~0.3PV的起泡剂溶液作为前置处理液，目的是防止开始注入泡沫时岩心发生气窜。气体通过岩心中的起泡剂溶液段塞时，会在岩心中起泡，形成的泡沫可以抑制气窜的发生。所述PV的物理含义是注入流体的孔隙体积倍数，数值上1PV=1V₀，通常将岩心中的累计注入量换算成PV数，便于分析，例如岩心的孔隙体积V₀=120mL，向岩心中累计注入量为V=480mL，用PV来表示就是

本发明的技术方案如下：

一种测量单管岩心泡沫驱气相饱和度的装置，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。