[发明专利]一种超临界二氧化碳泡沫封窜性能评价三维系统及方法

说明书

本发明公开了一种超临界二氧化碳泡沫封窜性能评价三维系统及方法。该三维系统包括：超临界二氧化碳中间容器、表面活性剂溶液中间容器和三维填砂模型；所述三维填砂模型的入口分别与所述超临界二氧化碳中间容器和表面活性剂溶液中间容器的出口连接；所述三维填砂模型设置有温控装置，且所述三维填砂模型的出口连接有回压阀；所述三维填砂模型内设置有多口模拟井，且所述模拟井上设置有电阻率测量装置；所述三维填砂模型在进出口之间设置有差压传感器。该三维系统可以检测CO₂在三维填砂模型中的饱和度分布，反映泡沫对二氧化碳波及体积的扩大效果。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳泡沫封窜性能评价三维系统及方法。

背景技术

CO₂驱逐渐成为低渗透油藏提高采收率的重要技术手段。但由于二氧化碳密度小、粘度低，容易在油藏中发生重力上覆、粘性指进等现象，导致二氧化碳驱油效率低下。为了扩大二氧化碳的波及体积，二氧化碳泡沫正得到广泛应用和发展。二氧化碳泡沫是以二氧化碳为分散相，水溶液为连续相的分散体系。二氧化碳泡沫通过降低二氧化碳的有效渗透率和增加二氧化碳粘度，来降低二氧化碳的流度，抑制气窜。

在油藏条件下，压力和温度通常大于二氧化碳临界值(31℃、7.39MPa)，此时二氧化碳成为超临界流体。超临界二氧化碳的密度、溶解性、pH等参数都发生了改变，导致超临界二氧化碳泡沫性质也相应发生改变。目前，评价二氧化碳泡沫封窜性能的方法多采用高低渗双管岩心，以流体的分流量作为泡沫封窜性能评价指标。这种方法的弊端主要有两个：1)高压条件下，高低渗岩心中的产出气体难以准确测量，不能准确反映泡沫封窜后的分流率；2)高压条件下，高低渗岩心的出口压力难以保持一致，使得高低渗岩心压力场出现不同，影响高低渗岩心的分流率。

发明内容

为解决以上至少之一的技术问题，本发明提供一种超临界二氧化碳泡沫封窜性能评价三维系统及方法。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种超临界二氧化碳泡沫封窜性能评价三维系统，该三维系统包括：超临界二氧化碳中间容器、表面活性剂溶液中间容器和三维填砂模型；

所述三维填砂模型的入口分别与所述超临界二氧化碳中间容器和表面活性剂溶液中间容器的出口连接，分别向三维填砂模型提供表面活性剂溶液和超临界二氧化碳气体；

所述三维填砂模型设置有温控装置，以提高实验温度为室温到150℃；且所述三维填砂模型的出口连接有回压阀，以为三维填砂模型提供压力，模型最高工作压力20MPa；

所述三维填砂模型内设置有多口模拟井，且所述模拟井上设置有电阻率测量装置，可检测含气饱和度；所述三维填砂模型在进出口之间设置有差压传感器，以检测进出口差压。模拟井数量越多，测量精度越高，其排列最好选用正方形排列，4口以上，可以为4口、9口、16口等，具体数量根据模型大小来定。

在本发明的一个优选方案中，所述温控装置为恒温箱；所述三维填砂模型设置在所述恒温箱内。

在本发明的一个优选方案中，所述电阻率测量装置包括电阻率测量探头和电阻率测量器；每个所述模拟井上设置有2～5个电阻率测量探头(例如实施例中的3个)，且所述电阻率测量探头均连接至所述电阻率测量器。

在本发明的一个优选方案中，所述三维填砂模型的出口依次连接有回压阀和油水分离器。

在本发明的一个优选方案中，所述三维填砂模型的入口通过注入单元分别与所述超临界二氧化碳中间容器和表面活性剂溶液中间容器的出口连接。所述注入单元在一般应用中指两个ISCO泵。

在该优选方案中，所述超临界二氧化碳中间容器和表面活性剂溶液中间容器的出口至所述注入单元之间的连接管线上分别设置有加热盘管，以加热流经管线的起泡剂或者CO₂。