[发明专利]一种实现二氧化碳混相驱室内实验的方法与装置

权利要求书

1.一种实现二氧化碳混相驱室内实验的装置，其特征在于：所述装置包括如下组成部件，即细管排液阀（9）、岩心实验控制阀（10）、饱和油细管阀门（11）、排液阀（12）、憋压阀门（13）、细管阀门（14）、外接设备连接器（15）、添加试剂恒压恒速泵（16）、活塞容器（17）、添加试剂存储罐（18）、添加试剂流量积算仪（19）、二氧化碳流量积算仪（20）、高温高压可视化装置（21）、常规可视化细管（22）、细管混相监测器（23）、岩心混相监测器（26）、饱和油细管混相监测器（29）、混相监测器（30）、天然岩心（24）、岩心压力监测器（25）、细管压力监测器（28）、压力调节器（27）、液体计量器（31）、气体计量器（32）、恒温装置（33）、三通（34）、四通（35）、六通（36）、二氧化碳恒压恒速泵（37）以及特制可视化细管（38）；

其中，上述所有组成部件之间均通过管线连接，添加试剂恒压恒速泵（16）的出口端连接到添加试剂存储罐（18）的入口端，添加试剂存储罐（18）的出口端与添加试剂流量积算仪（19）的入口端连接，添加试剂流量积算仪（19）的出口端连接高温高压可视化装置（21）的一个液体入口端，二氧化碳恒压恒速泵（37）出口端与活塞容器（17）的入口端相连接，活塞容器（17）的出口端与二氧化碳流量积算仪（20的入口端相连接，二氧化碳流量积算仪（20）的出口端与高温高压可视化装置（21）的气体入口端相连接；高温高压可视化装置（21）的出口端与三通（34）的入口连接，三通（34）的其中一端出口通过排液阀（12）与六通（36）的1号端口相连接，，三通（34）的另一端出口通过细管阀门（14）与常规可视化细管（22）的入口端相连接，常规可视化细管（22）的出口端通过细管混相监测装置（23）后与四通（35）的入口端相连接，通过四通（35）后引出三个分支，其一，通过细管排液阀（9）与六通（36）的2号端口相连接；其二，通过岩心实验控制阀（10）与天然岩心（24）的入口端相连接，天然岩心（24）的出口端通过岩心压力监测器（25）与岩心混相监测器（26）的入口端相连接，岩心混相监测器（26）的出口端通过憋压阀门（13）与压力调节器（27）的入口端相连接，压力调节器（27）的出口端连接六通（36）的3号端口；其三，通过饱和油细管阀门（11）与特制可视化细管（38）的入口端相连接，通过外接设备连接器（15）将特制可视化细管（38）与混相监测器（30）相连接，其中混相监测器（30）的入口端与外接设备连接器（15）的出口端及排液口相连接，混相监测器（30）的出口端关闭，特制可视化细管（38）的出口端通过饱和油细管混相监测器（29）与细管压力监测器（28）的入口端相连接，细管压力监测器（28）的出口端连接六通（36）的4号端口，六通（36）的5号端口和6号端口分别连接液体计量器（31）和气体计量器（32）；从三通（34）之后管线上连接的所有组成部件均放在恒温装置（33）中；

特制可视化细管（38）具有与外接设备连接器（15）连接的接入端，所述接入端距离特制可视化细管（38）入口端的距离与天然岩心的长度相同；特制可视化细管（38）和常规可视化细管（22）的内填充物均采用可模拟实际岩心孔喉比、配位数和孔喉尺寸等相关参数的耐高温高压透明有机材质聚碳酸酯制成。

2.一种利用权利要求1所述的装置实现二氧化碳混相驱室内实验的方法，该方法由如下步骤构成：

第一步，优选可以混相的添加试剂类型，

（1）确定优选试剂方案，给出候选添加试剂的类型；

（2）将二氧化碳与不同类型的试剂注入高温高压可视化装置（21）中，观察混相情况；

（3）通过控制排液阀（12）进行二氧化碳与不同添加试剂不同比例排放，所选试剂若能与二氧化碳达到混相，比较达到混相时的添加试剂的用量，并从经济方面优化出可以与二氧化碳达到混相的最优的试剂；

第二步，测试充分接触条件下二氧化碳与优选试剂的压力-体积曲线

通过向高温高压可视化装置（21）中注入不同比例的二氧化碳与添加试剂；绘制不同注入比例下的体系的压力-体积曲线，优选出二氧化碳与添加试剂达到混相时的最优比例；

第三步，测试空白岩心实际孔喉条件下二氧化碳与添加试剂的压力-体积曲线

（1）将第二步中得到的最优比例的二氧化碳与添加试剂的混合物注入常规可视化细管（22），通过该常规可视化细管（22），可以观测到管内液体或气体是否达到混相，细管排液阀（9）用来排放过程中产生的多余液体或气体；

（2）调节二氧化碳与添加试剂的注入比例，使二者在所述常规可视化细管中达到混相；

（3）绘制不同注入比例下的体系的压力-体积曲线，优选出二氧化碳与添加试剂在细管中混相的最优比例；

第四步，进行饱和油岩心孔喉条件下体系达到混相时的二氧化碳与添加试剂的注入比例范围及实际岩心孔喉条件最小混相压力的测定，

（1）关闭细管排液阀（9），打开饱和油细管阀门（11），进行二氧化碳混相驱驱油细管实验；

（2）将第三步中得到的最优比例的二氧化碳与添加试剂注入饱和油的可视化细管中，观察是否达到混相，如果混相效果不好，继续调节二氧化碳与添加试剂的比例，直至可视化细管中的原油与二氧化碳达到完全混相；

（3）继续调节二氧化碳与添加试剂的注入比例，得到原油与二氧化碳完全混相时的二氧化碳与添加试剂的注入比例范围，确定原油与二氧化碳最小混相压力；

第五步，进行天然岩心完全混相驱替实验

（1）关闭饱和油细管阀门（11），打开岩心实验控制阀门（10），通过调节压力调节器，使装置内压力达到上述得到的二氧化碳与原油的最小混相压力；

（2）将在第四步中优化得出的二氧化碳与添加试剂构成的体系注入天然岩心中，注入时间在30-50min，使二氧化碳与添加试剂构成的体系可以与天然岩心中的原油充分接触；

（3）打开憋压阀门（13），进行二氧化碳混相驱驱油实验，测得该岩心完全混相驱情况下的最终采收率；

第六步，评价混相驱实验结果。