專利名稱：高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種研究注氣驅(qū)油機理的實驗裝置，具 體涉及一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置。
背景技術(shù)：
[0002]注氣驅(qū)油的過程及效果，在很大程度上與注氣的壓力有關(guān)，一般是在油藏的壓力 下開始注氣。而油藏的壓力可能高達10_30MPa，因此注氣驅(qū)油實驗需要在高壓下進行。另 一方面，注氣驅(qū)油與水驅(qū)油不同，它存在油-氣的互溶，存在油和注入氣間的傳質(zhì)，在一定 條件下可以達到混相。當然，能否達到混相、怎樣達到混相，這是需要根據(jù)某個油田的原油 性質(zhì)來具體實驗獲得的。不同地區(qū)的原油品質(zhì)差異很大，性質(zhì)也差異很大，因此氣驅(qū)油的過 程、效果也差異很大，因此需要根據(jù)原油及注入的條件具體研究。實驗就是研究的一種主要 手段。[0003]目前現(xiàn)有的實驗方法，主要采用鋼制細長管模型，它的特點是由于采用不銹鋼制 作，可以滿足高溫、高壓注氣的要求，也可以滿足長度的要求，一般可達10米以上。但主要 缺點由于不銹鋼制造，因此中間驅(qū)油過程不可視，不知道原油與氣體怎樣混合。如果不觀察 中間過程，就不能充分理解混相機理和機制。雖然可以在出口安裝一個視窗，但是僅能觀察 出口的情況，不能觀察中間過程。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型提供一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，以解決現(xiàn)有的鋼制細長管 不能觀察中間實驗過程的問題。[0005]為此，本實用新型提出一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，用來模擬注氣實驗 中注入氣的混相及驅(qū)油過程，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置包括[0006]細長玻璃管和包圍在所述細長玻璃管之外的密閉容器，[0007]所述密閉容器中填充有包圍在所述細長玻璃管之外的保護流體，所述保護流體為 透明的。[0008]進一步地，所述保護流體為蒸餾水。[0009]進一步地，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開有多個觀察孔，所述 觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。[0010]進一步地，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置還包括對所述保護流體加壓的 加壓泵。[0011]進一步地，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀。[0012]進一步地，所述細長玻璃管的累計長度為10米以上，所述細長玻璃管通過一米長 的玻璃管單元連接形成。[0013]本實用新型采用了玻璃管代替鋼制細長管來完成實驗，由于玻璃管為透明的，所 以整個實驗過程都可以全程觀察，同時，本實用新型為了克服玻璃管難以承受注入氣的巨大壓力的問題，本實用新型采用在所述細長玻璃管之外填充平衡所述細長玻璃管內(nèi)外壓力的保護流體，使得玻璃管在實驗過程中，通過玻璃管之外的保護流體的平衡作用增加了玻璃管對注入氣的承受壓力，從而解決了玻璃管難以承受注入氣的巨大壓力的問題。[0014]進而，本實用新型采用保護流體為蒸餾水，一方面，蒸餾水不易生水垢，有利于實驗的全程可視觀察，另一方面，蒸餾水對細長玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力均衡，不會產(chǎn)生由于雜質(zhì)或水垢對細長玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力不均的現(xiàn)象，從而更好的保護了細長玻璃管， 避免了長達10米的細長玻璃管在巨大的內(nèi)外壓之下，由于壓力不均而產(chǎn)生的爆裂的現(xiàn)象。


[0015]圖1為根據(jù)本實用新型實施例的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]附圖標號說明[0017]1、細長玻璃管2、玻璃管入口 3、玻璃管出口 4、密閉容器5、保護流體6、保護流體入口接頭7、管線8、加壓泵9、石英砂10、實驗用液體11、注入氣12、視窗具體實施方式
[0018]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。[0019]圖1為根據(jù)本實用新型實施例的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，用來模擬注氣實驗中注入氣的混相及驅(qū)油過程，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置包括細長玻璃管I和包圍在所述細長玻璃管之外的密閉容器4。[0020]細長玻璃管I為透明的實驗用玻璃管，其一端為玻璃管入口 2，可以泵入注入氣， 另一端為玻璃管出口 3，可以輸出產(chǎn)出液。細長玻璃管I為兩端開口的圓柱形玻璃管，內(nèi)裝有石英砂9形成孔隙介質(zhì)，石英砂9的孔隙度為25% -30%,滲透率1-9 μ m2，石英砂9為球形顆粒，粒徑從20目-300目?？紫督橘|(zhì)內(nèi)裝有實驗用液體10，例如為原油。所述密閉容器 4中填充有包圍在所述細長玻璃管之外的保護流體5，所述保護流體5為透明的，保護流體 5用于平衡所述細長玻璃管內(nèi)外壓力。保護流體5的壓力為高壓，例如為20MPa或以上，小于但近似等于注入氣的壓力。在所述細長玻璃管之外填充平衡所述細長玻璃管內(nèi)外壓力的保護流體5，使得玻璃管在實驗過程中，通過玻璃管之外的保護流體的平衡作用增加了玻璃管對注入氣的承受壓力，從而解決了玻璃管難以承受注入氣的巨大壓力的問題。[0021]進一步地，所述保護流體5為蒸餾水。一方面，蒸餾水不易生水垢，有利于實驗的全程可視觀察，另一方面，蒸餾水對細長玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力均衡，不會產(chǎn)生由于雜質(zhì)或水垢對細長玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力不均的現(xiàn)象，從而更好的保護了細長玻璃管，避免了長達10米的細長玻璃管在巨大的內(nèi)外壓之下，由于壓力不均而產(chǎn)生的爆裂的現(xiàn)象。此外，保護流體5也可以為其他透明的液體或氣體，但成本更高。[0022]進一步地，所述密閉容器4由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開有多個觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗12。由于保護流體5也為高壓的流體 ，所以， 為了提高密閉容器4的耐壓性，將密閉容器4由金屬外殼形成，同時，視窗12由耐壓石英玻璃塊形成。視窗12處的石英玻璃厚度可以遠遠大于細長玻璃管I的厚度，這樣，可以減小 細長玻璃管I的厚度，增加視窗12處的石英玻璃厚度，既保證密閉容器4內(nèi)的壓力不影響 實驗，不影響細長玻璃管I的制作和成本，也有利于觀察。較佳地，所述耐壓石英玻璃塊為 平板狀，厚度大于細長玻璃管1，既便于制作，也厚實穩(wěn)固，能承受保護流體5的高壓。[0023]進一步地，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置還包括對所述保護流體5加壓 的加壓泵8，通過加壓泵可以在整個實驗過程中保持保護流體5的壓力。加壓泵可以為圍壓 泵或環(huán)壓泵，增壓能力較強。保護流體5，例如為蒸餾水，通過保護流體入口接頭6和管線 7，與圍壓泵相連被加壓到密閉容器4中。[0024]進一步地，所述細長玻璃管的累計長度為10米以上，所述細長玻璃管通過一米長 的玻璃管單元連接形成，這樣，便于制作。[0025]如圖1所示，本實用新型還提供一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗方法，從細長玻 璃管I的一端泵入注入氣11，從另外所述細長玻璃管的一端輸出產(chǎn)出液，在所述細長玻璃 管I之外填充平衡所述細長玻璃管內(nèi)外壓力的保護流體5，在泵入注入氣11的同時增加所 述玻璃細長I管外的保護流體5的壓力，使得所述細長玻璃管I的內(nèi)外壓差在實驗過程中 小于所述細長玻璃管I的耐壓壓力，模擬注氣實驗中注入氣的混相及驅(qū)油過程。也就是，通 過玻璃細長I管外的保護流體5的壓力，平衡或抵消掉細長玻璃管I內(nèi)部承受的注入氣11 的高壓，從而在同樣的耐壓條件下，本實用新型的細長玻璃管I內(nèi)部可以承受實驗所要求 的注入氣11的高壓和高溫，例如壓力30MPa，溫度為100攝氏度。[0026]本實用新型通過提高保護流體5 (例如為蒸餾水)的壓力，也就是形成細長玻璃管 環(huán)壓，對細長玻璃管I形成保護，因而，在對細長玻璃管外的保護流體5加壓時，要在細長玻 璃管I內(nèi)部也泵入注入氣11的條件下，即對細長玻璃管外的保護流體5加壓與細長玻璃管 I內(nèi)部也泵入注入氣11同步進行。不能在細長玻璃管I內(nèi)部沒泵入注入氣11時就先行加 壓，否則超過細長玻璃管I的耐壓能力時，細長玻璃管I會因保護流體5壓力過大而受到來 自外壁的壓力而爆裂。也不能在注入氣11完全注入細長玻璃管I后再加壓，因為，注入氣 11的高壓足以從內(nèi)部使細長玻璃管I爆裂。所以，本實用新型是一邊對細長玻璃管I管內(nèi) 泵入注入氣11，另一邊同時對細長玻璃管I的管外加壓，并保持細長玻璃管I的內(nèi)外壓差在 實驗過程中小于所述細長玻璃管I的耐壓壓力，只要細長玻璃管I的管外的保護流體5壓 力與注入氣11的壓力差小于細長玻璃管I的耐壓壓力，就能夠完成高壓注氣驅(qū)油全程可視 實驗。關(guān)于保護流體的5壓力與注入氣11的壓力，可以設(shè)置各自的壓力表分別顯示，因而 得以控制。注入氣11可以為n2、CO2、天然氣，實驗用液體10可以為各種驅(qū)油介質(zhì)，如水、 泡沫、化學劑、聚合物等。[0027]進一步地，所述保護流體為蒸餾水。蒸餾水不易生水垢，有利于實驗的全程可視觀 察，另一方面，蒸餾水對細長玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力均衡，不會產(chǎn)生由于雜質(zhì)或水垢對細 長玻璃管的外壁產(chǎn)生的壓力不均的現(xiàn)象，從而更好的保護了細長玻璃管，避免了長達10米 的細長玻璃管在巨大的內(nèi)外壓之下，由于壓力不均而產(chǎn)生的爆裂的現(xiàn)象。[0028]進一步地，高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗方法使用密閉容器容納所述保護流體，所 述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開有多個觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓 石英玻璃塊形成的視窗。這樣，相當于將細長玻璃管I承受的壓力轉(zhuǎn)移到觀察孔處的耐壓 石英玻璃塊上，而觀察孔處的耐壓石英玻璃塊可以不像細長玻璃管I那樣受厚度和形狀的限制，可以制成平板狀，可以加厚。[0029]本實用新型實現(xiàn)了整個驅(qū)油過程的可視化，相對于密閉容器用全程的蘭寶石玻 璃，本實用新型降低了成本，從而為實驗提供了有利的手段。[0030]以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范 圍。為本實用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員， 在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新 型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，用來模擬并觀察注氣實驗中注入氣的混相及驅(qū)油過程，其特征在于，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置包括細長玻璃管和包圍在所述細長玻璃管之外的密閉容器，所述密閉容器中填充有包圍在所述細長玻璃管之外的保護流體，所述保護流體為透明的。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，其特征在于，所述保護流體為蒸餾水。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，其特征在于，所述密閉容器由金屬外殼形成，所述金屬外殼上開有多個觀察孔，所述觀察孔處安裝有耐壓石英玻璃塊形成的視窗。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，其特征在于，所述高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置還包括對所述保護流體加壓的加壓泵。
5.如權(quán)利要求3所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，其特征在于，所述耐壓石英玻璃塊為平板狀。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置，其特征在于，所述細長玻璃管的累計長度為10米以上，所述細長玻璃管通過一米長的玻璃管單元連接形成。
專利摘要本實用新型提出一種高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置。高壓注氣驅(qū)油全程可視實驗裝置包括細長玻璃管和包圍在細長玻璃管之外的密閉容器，所述密閉容器中填充有包圍在所述細長玻璃管之外的平衡所述細長玻璃管內(nèi)外壓力的保護流體，所述保護流體為透明的。本實用新型實現(xiàn)了整個驅(qū)油過程的可視化，相對于密閉容器用全程的蘭寶石玻璃，本實用新型降低了成本，從而為實驗提供了有利的手段。
文檔編號E21B47/002GK202866787SQ201220468488
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者楊勝來, 章星, 李芳芳, 文博, 王智林, 錢坤, 孟維偉, 曹力元, 蔡福林, 王朝麗 申請人:中國石油大學(北京)