[发明专利]一种模拟油藏条件下泡沫压锥堵水可视化评价装置及其工作方法

权利要求书

1.一种模拟油藏条件下泡沫压锥堵水可视化评价装置，其特征在于，该装置包括泡沫动态循环老化部和泡沫压锥堵水监控部；

泡沫动态循环老化部和泡沫压锥堵水监控部之间通过泡沫注入管路连接；

所述泡沫注入管路为四通管路：第一管路、第二管路、第三管路和第四管路；所述第一管路通过第一阀门与外部泡沫发生器相连；所述第二管路通过第二阀门与所述泡沫压锥堵水监控部相连；所述第三管路、第四管路与所述泡沫动态循环老化部串联为循环回路；

所述泡沫动态循环老化部，包括高压变体积腔、填充有模拟地层物质的多孔介质模拟腔和循环管路；

所述高压变体积腔由上而下依次包括由柱塞部分隔的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与第三高精度柱塞泵相连；所述第二腔体的上部与所述第四管路相连，所述第二腔体的下部依次连接所述多孔介质模拟腔、循环管路、循环泵和第三管路；在所述第二腔体上设置有第一高温高压可视化窗；在所述多孔介质模拟腔上设置有第二高温高压可视化窗；

所述柱塞部包括在第一腔体内设置的第一柱塞和在第二腔体内设置的第二柱塞，所述第一柱塞通过连接部与所述第二柱塞同轴设置，所述连接部的直径小于高压变体积腔；

所述泡沫压锥堵水监控部，包括由内而外依次轴向套设的压锥堵水测试腔、第一可视化隔离壁、压力平衡腔和第二可视化隔离壁，光源照射第二可视化隔离壁后被摄像机采集影像；在所述泡沫压锥堵水监控部的轴向两端设置有不锈钢上盖体和不锈钢下盖体；

在所述压锥堵水测试腔内由上而下依次设置有多排模拟直井、多个水平井插孔和模拟底水；

第一高精度柱塞泵与多排模拟底水孔相连；第二高精度柱塞泵与压力平衡腔相连；所述第二高精度柱塞泵受控于步进电机；所述模拟直井与第二管路相连。

2.根据权利要求1所述的一种模拟油藏条件下泡沫压锥堵水可视化评价装置，其特征在于，所述压锥堵水测试腔内填充有微米级粒度的玻璃砂、石英砂或粉碎处理后的天然岩心用于模拟地层多孔介质；所述光源为透射光源或反射光源。

3.根据权利要求1所述的一种模拟油藏条件下泡沫压锥堵水可视化评价装置，其特征在于，所述第二可视化隔离壁的材质为耐高压蓝宝石玻璃材质，且厚度大于4cm；所述压力平衡腔内充满透明硅油。

4.根据权利要求1所述的一种模拟油藏条件下泡沫压锥堵水可视化评价装置，其特征在于，步进电机监控压锥堵水测试腔的压力P_测，且步进电机实时控制压力平衡腔的压力P_衡，使P_测-P_衡<0.5MPa。

5.一种如权利要求1所述装置的工作方法，其特征在于，所述方法包括步骤如下：

(1)填充多孔介质：

根据需要模拟的油藏特点，分别向所述多孔介质模拟腔和所述压锥堵水测试腔内填充模拟地层颗粒；

(2)布井：

根据油藏压锥堵水及生产作业的井网要求，分别布置直井井网和水平井井网的数量；(3)布置原油、底水：

将原油注入到压锥堵水测试腔内；通过底水孔注入模拟底水；

(4)设备连接：

连接所述泡沫动态循环老化部及所述泡沫压锥堵水监控部；

(5)模拟地层中泡沫老化：

打开第一阀门，向第二腔体注入压锥堵水用泡沫，关闭第一阀门，设置第二阀门和第三阀门，使泡沫在多孔介质模拟腔中动态老化；

(6)泡沫注入：

打开第三阀门，打开第三高精度柱塞泵，压缩第二腔体的体积，将泡沫推入所述压锥堵水测试腔内；

(7)油井生产及数据记录：

恢复模拟直井和模拟水平井的生产，记录生产数据，同时利用光源和摄像机记录压锥堵水过程中，所述泡沫形态变化参数。