[发明专利]适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法

说明书

本发明属于超深层油气藏泡沫驱技术领域，具体涉及一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法。本发明通过实现生泡区、观察区一体，实现泡沫原位生长与评价；通过耐压保温毛细管的设置，实现泡沫的重力作用评价以及单个泡沫形态的评价；通过搅拌桨叶片上叶片孔洞的设置，模拟起泡剂溶液在不同类型的地层中受多孔介质剪切的真实情况；通过可开合上盖实现对装置内部的清洗。此外，本发明通过本发明所提供的适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置实现了冻胶泡沫突破压力的测试。

技术领域

本发明属于超深层油气藏泡沫驱技术领域，具体涉及一种适用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价装置及方法。

背景技术

石油作为一种不可再生的化石能源，是当今社会不可或缺的战略资源。面对如今对石油资源的巨大需求，如何提高石油采收率已经成为油气田开发中的重要课题。泡沫是气体以小气泡的形式分散在液体中形成的分散体系。由于泡沫本身对油水选择性封堵的独特性能，对于封堵高渗地层、扩大流体波及体积提高驱油效率方面具有优异的表现，泡沫驱成为三次采油的重要技术手段之一。

目前面对深层、超深层油气藏开采需求，需要将泡沫驱应用到这类油藏。在泡沫流体应用于我国海相深层、超深层油气藏开发领域时，目前常规的泡沫体系不适用于这类超高压、高温、高盐的苛刻环境，需要针对性的进行新的体系设计。使用泡沫驱油技术，需要测试泡沫在地层条件下的性能表现。而目前泡沫评价装置评价泡沫性能多在常压下敞开式环境下进行实验，无法客观有效的评价泡沫在地层条件下的性能，因此就导致了现有评价泡沫设备应用于该类油藏条件评价时的瓶颈，所以亟需一种能够模拟泡沫相似应用环境的测试装置和方法。

针对上述问题，逐渐形成了高温高压下起泡的装置和方法，如中国专利CN102507879A提出的泡沫剂评价实验装置及方法，该方法通过将高压气体和发泡剂同时输入到发泡系统，待发泡完成后，再输入到泡沫性能评价系统。且发泡系统和泡沫性能评价系统同时放置于高温烘箱中，从而模拟高温高压条件下对泡沫性能的评价。但该泡沫剂评价实验装置在泡沫生成后需要转移到评价系统进行评价，不能实现原位评价。同时该装置需要两个压力系统来分别对发泡系统和泡沫性能评价系统进行压力控制，而且两个系统需要放置在高温烘箱来模拟高温条件，不仅使加热面积增大，高温烘箱的设置也使得装置结构变得复杂，不适合应用于超深层油气藏的泡沫原位生成与评价。

中国专利CN111189978A提出了一种流经填砂管多孔介质剪切形成泡沫的装置，气液在填砂管中受多孔介质的高速剪切形成泡沫，通过调节注入速率可以控制泡沫在多孔介质中受到的剪切力，最后通过高压可视容器直接观测泡沫起泡状态。这种方法虽然较真实模拟砂岩地层条件下受多孔介质的高速剪切形成泡沫，但是局限性较大。该方法在应用过程中，由于实际地层的形态不同，填砂管的固定限制了其对于超深层油藏地层缝洞、裂缝等其他地层类型的模拟，并且超深层油藏泡沫驱油过程中的发泡方式是在地层多孔介质中，气体和起泡剂交替注入或者混合注入，气体和起泡剂不断搅拌发泡的方式，而该装置只有填砂管多孔介质剪切一种方式，导致它们能够模拟的地层条件比较单一。且当稳定的泡沫体系中添加颗粒、冻胶或难以清洗的物质时，泡沫体系在流经填砂管的过程中，会导致颗粒、冻胶或难以清洗的物质滞留，导致可视容器观测失效，难以反应真实情况。所以在实际应用中，无法满足超深层油气藏地层多样模拟条件的要求。目前满足超深层油气藏地层的不同地层条件以及不同类型泡沫的泡沫评价装置尚未有提到。

为了避免泡沫生成后需转移到评价区所造成的温度压力的变化，中国专利CN112098602A提出了一种高温高压泡沫评价装置，该装置泡沫发生区与评价区均在一个腔体，泡沫发生后将装置倒置利用重力将泡沫转移到评价区，期间温度压力均不发生变化，避免了常规转移泡沫温度压力变化所造成的泡沫评价不准的问题。该装置泡沫评价区设置有上下错位的两组可视窗，以便在进行泡沫半衰期以及析液半衰期过程中观察泡沫形态及体积，但是这种方法只适合于常规水基泡沫，对于加颗粒泡沫、冻胶泡沫等不透明的泡沫体系难以观察，同时由于装置的限制，只能通过进液口注入甲苯、乙醇等进行冲洗，难以彻底清洗。并且可视窗的增加难以避免的会降低装置的耐压强度，难以满足超深层油藏所需的超高压。