[发明专利]一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置及方法

权利要求书

1.一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置，其特征在于，包括高压氮气增压计量装置、二氧化碳增压计量装置、超临界水发生装置、原油注入装置、模拟岩心装置(11)、回压控制装置和旁路装置，模拟岩心装置(11)的外侧设有温控器(701)；高压氮气增压计量装置包括氮气增压泵(1)和氮气质量流量计(6)，氮气增压泵(1)的入口端通过氮气连接管(101)连接于氮气源，出口端连接于氮气质量流量计(6)的入口端，氮气质量流量计(6)的出口端连接有第一单向阀(501)；二氧化碳增压计量装置包括二氧化碳增压泵(2)、二氧化碳恒温水浴装置(4)和二氧化碳质量流量计(7)，二氧化碳增压泵(2)的入口端通过二氧化碳气管(201)连接于二氧化碳气源，二氧化碳增压泵(2)的出口端连接于二氧化碳恒温水浴装置(4)的入口端，二氧化碳恒温水浴装置(4)的出口端连接于二氧化碳质量流量计(7)的入口端，二氧化碳质量流量计(7)的出口端连接有第二单向阀(502)；超临界水发生装置包括高压计量泵(3)和超临界水发生器(8)，高压计量泵(3)的入口端连接于去离子水或地层水源，高压计量泵(3)的出口端连接于超临界水发生器(8)的入口端，超临界水发生器(8)的出口端连接于模拟岩心装置(11)的入口端；高压氮气增压计量装置的出口端、二氧化碳增压计量装置出口端、超临界水发生装置出口端和原油注入装置的出口端均连接于模拟岩心装置(11)的入口端，高压氮气增压计量装置的出口端、二氧化碳增压计量装置出口端、超临界水发生装置出口端和原油注入装置的出口端均设有控制阀；高压氮气增压计量装置生成高压氮气、二氧化碳增压计量装置生成高温高压二氧化碳、超临界水发生装置生成超临界水后在系统管路中混合形成超临界多元热流体；系统管路包括高压氮气增压计量装置的出口端、二氧化碳增压计量装置出口端、超临界水发生装置出口端和原油注入装置的出口端连接的管路；原油注入装置采用原油中间容器(9)，回压控制装置的入口端和连接于模拟岩心装置(11)的出口端，旁路装置包括热量交换器(12)、第一回压控制器(13)和气液分离器(14)，热量交换器(12)的进口端与原油中间容器(9)的原油侧连接，热量交换器(12)的进口端同时与模拟岩心装置(11)的出口端连接。

2.根据权利要求1所述的一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置，其特征在于，原油中间容器(9)的注水侧与高压计量泵(3)的出口端连接，原油中间容器(9)的原油侧与模拟岩心装置(11)的入口端连接。

3.根据权利要求2所述的一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置，其特征在于，高压计量泵(3)与超临界水发生器(8)之间设有第一截止阀(601)，高压计量泵(3)与原油中间容器(9)之间设有第二截止阀(602)。

4.根据权利要求1所述的一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置，其特征在于，回压控制装置包括回压控制中间容器(17)、第二回压控制器(18)、第二液体收集器(19)和高压恒流泵(20)，回压控制中间容器(17)的原油侧连接于模拟岩心装置(11)的出口端，回压控制中间容器(17)的注入侧连接于第二回压控制器(18)一端和高压恒流泵(20)的出口端，第二回压控制器(18)的另一端连接于第二液体收集器(19)入口端；高压恒流泵(20)的入口端通过水源水管(301)连接于去离子水或地层水源；高压恒流泵(20)与回压控制中间容器(17)之间设有第一截止阀(601)，回压控制中间容器(17)与模拟岩心装置(11)之间串联有第七截止阀(607)和第八截止阀(608)。

5.根据权利要求1所述的一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置，其特征在于，模拟岩心装置(11)采用二维管式吞吐模型，二维管式吞吐模型的内径与深度比大于1。

6.根据权利要求4所述的一种超临界多元热流体吞吐采油试验模拟装置，其特征在于，还包括数据监测采集系统(10)和控制系统(5)；超临界水发生器(8)的出口端设置有温度传感器，模拟岩心装置(11)的进口端和出口端均设置有温度传感器和压力传感器，温控器(701)内设有温度传感器，所有的压力传感器和温度传感器均连接于数据监测采集系统(10)，数据监测采集系统(10)连接于控制系统(5)，所有截止阀和单向阀均连接于控制系统(5)。

7.一种基于权利要求6所述模拟装置的超临界多元热流体吞吐采油试验模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、对模拟岩心装置进行抽真空，通过高压计量泵将去离子水或地层水注入模拟岩心装置进而形成饱和水状态；通过温控器控制模拟岩心装置壁温形成恒温壁面至设定温度；

步骤2)、高压氮气增压计量装置生成高压氮气、二氧化碳增压计量装置生成高温高压二氧化碳、超临界水发生装置生成超临界水后在系统管路中混合形成超临界多元热流体；

步骤3)、将超临界多元热流体注入模拟岩心装置中，直至模拟岩心装置内的热流体注入量达到设定需求后，调节温控器使模拟岩心装置中形成绝热边界条件，然后对模拟岩心装置进行焖井作业；

步骤4)、焖井作业结束后进行吞吐产油，通过旁路装置获取气体产物和液体产物，同时通过回压控制装置调节系统压力和产液量，通过数据监测采集系统各阶段数据，完成超临界多元热流体吞吐采油试验。