乳液三相渗透率的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种稳态流法测定超临界CO2乳液三相渗透率的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 由于CO2是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以 使原油体积膨胀、黏度下降，还可以降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比，二氧化 碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高显著等优点。这项技术不仅能满足油田 开发需求，还能解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。在油藏条件下，CO 2-般处于超 临界状态下（温度和压力分别处于31. 1°C和7. 38MPa以上），CO2密度接近液体密度，此时 CO2-表面活性剂溶液体系相当于液一液分散体系，属于乳状液范畴。用超临界0) 2乳液驱油 能够有效控制CO2流度，提高原油采收率。非稳态法测量三相渗透率时计算相对复杂，只能 对高于前缘饱和度的相渗曲线，在高含油饱和度期的相渗曲线测的不完整，饱和度的精确 测量一直是三相渗透率的测量存在的难点；利用数学模型计算三相渗透率相对快速，但是 此法给予过多的假设，模型过于理想化，局限性太大，不能保证合理的接近实验真实值。目 前只有测定〇) 2气驱两相渗透率的方法，并没有测定CO2乳液在岩心渗流中油、气、水三相渗 透率的装置和方法。
【发明内容】
[0003] 为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种操作方便，测定准确的稳态流法测 定超临界CO 2乳液三相渗透率的装置及方法。
[0004] 本发明是通过以下措施实现的：
[0005] 本发明的一种稳态流法测定超临界0)2乳液三相渗透率的装置，包括横向圆柱形 的一维岩心模型和用于对一维岩心模型的岩心进行扫描的CT扫描仪；所述一维岩心模型 内填充有石英砂岩心；
[0006] 所述一维岩心模型的进口端连接有相并联的乳液发生器和原油注入装置，所述乳 液发生器的进口端连接有相并联的CO 2气体注入装置和表面活性剂注入装置；
[0007] 所述一维岩心模型的出口端连接有相并联的气源瓶和盛液细口瓶，所述盛液细口 瓶的出气管依次连接有干燥管和流量计，所述一维岩心模型上设置有靠近进口端的压力表1和靠近出口端的压力表1I。
[0008] 优选的，上述一维岩心模型出口端连接的管路上设置有回压阀，并且在平流泵与 CO2气体中间容器之间的管路上、平流泵与表面活性剂中间容器之间的管路上、平流泵与原 油中间容器之间的管路上均设置有控制阀；回压阀与细口瓶之间的管路上，回压阀与气源 瓶之间的管路上均设置有气体控制阀。
[0009] 优选的，上述原油注入装置包括原油中间容器，CO2气体注入装置包括CO 2气体中 间容器，表面活性剂注入装置包括表面活性剂中间容器，原油中间容器、CO2气体中间容器 和表面活性剂中间容器内均设置有活塞，并且原油中间容器、CO2气体中间容器和表面活性 剂中间容器均各自连接有可推动活塞移动的平流泵。活塞分别将三个中间容器内的空腔隔 成两个腔室，CO2气体中间容器、表面活性剂中间容器的一个腔室与平流泵连接，另一个腔 室连通溶液发生器，原油中间容器的一个腔室与与平流泵连接，另一个腔室通过管线与一 维岩心模型的岩心连接。
[0010] 本发明的CO2气体中间容器、表面活性剂中间容器、原油中间容器内分别盛装有 CO2气体、表面活性剂液体、原油，平流泵用于驱替活塞移动，将中间容器内的流体进入岩心 模型。乳液发生器可使通过的表面活性剂水溶液和CO 2气体产生乳液，回压阀实现对一维 岩心模型所处油藏压力的控制。
[0011] 所述的一维岩心模型采用填砂模型，上部有两个测压点，测压点处接有压力表，测 压点位于岩心模型两端，靠近进口端和出口端，实现对一维岩心模型压力测试，一维岩心模 型的外壳为PEEK材料。
[0012] 本发明优选的，所述的干燥管内装有CaO,干燥管位于细口瓶与气体流量计入口端 之间。本发明的装置不适于流体内含有水分的情况，通过干燥后使测得的实验数据更准确。
[0013] 优选的，上述一维岩心模型包括圆柱形外壳，外壳内设置有圆柱形内腔，内腔填满 粒径为50-200目之间的石英砂，外壳的进口端和出口端两端分别设置有螺纹接口，圆柱形 内腔的长度为50-100cm，直径为5-10cm。优选的，一维岩心模型的圆柱形内腔的长度为 60_80cm，直径为 6_8cm。
[0014] 优选的，上述CO2气体中间容器、表面活性剂中间容器、原油中间容器上均连接有 压力表。
[0015] 本发明一种采用稳态流法测定超临界0)2乳液三相渗透率的装置进行的测试方 法，包括以下步骤：
[0016] 步骤1，将一维岩心模型的岩心温度加热到模拟油藏温度，并维持该温度10-12小 时，然后通过气源瓶给回压阀设定回压，以给岩心加围压；
[0017] 步骤2,将一维岩心模型的岩心充分烘干，在两种扫描电压下分别对干岩心进行扫 描，记录扫描位置和扫描条件，获得两种能量下干岩心的CT值；
[0018] 步骤3,将一维岩心模型的岩心抽真空后饱和溴化钠溶液，在与步骤2相同的两种 扫描电压、扫描条件和扫描位置下，对岩心进行扫描，获得两种能量下完全饱和溴化钠溶液 的岩心CT值；
[0019] 步骤4,向步骤3中饱和溴化钠溶液的岩心内注入原油，直至岩心被原油驱替至束 缚水状态，将CO 2气体与表面活性剂溶液的气液在乳化发生器内进行乳化，并将乳化后的稳 定乳液注入岩心内，保持〇)2气体与表面活性剂水溶液注入速度比值不变，逐渐降低或者逐 渐提高向岩心内注入原油的速度，待岩心内压力稳定后，即达到了超临界CO 2乳液渗流状 态，在与步骤2相同的两种扫描电压、扫描条件和扫描位置下，对岩心进行扫描，获得两种 能量下〇) 2乳液渗流过程中的岩心CT值；并对CO 2、水、原油三相的流速及岩心两端的压差 进行记录；
[0020] 步骤5,将步骤4中记录的参数带入渗透率公式，计算出超临界CO2乳液渗流过程 中CO 2、水、原油三相渗透率；
[0021] 步骤6，利用步骤2、3、4中对岩心进行CT扫描值，并采用油、气、水的饱和度公式计 算岩心在各条件下对应的饱和度；利用饱和度数据和步骤5中计算出的超临界CO2乳液渗 流过程中CO2、水、原油三相渗透率数据绘制CO2、水、原油三相渗透率图线。
[0022] 优选的，在步骤3中溴化钠溶液浓度范围3wt%~8wt%，在步骤4中CO2气体与 表面活性剂水溶液的气液比为2:1~10:1，以产生稳定的乳液。
[0023] 优选的，在步骤5中，采用的渗透率公式为：
[0024] K = QyL/APA，式中：Q--单位时间内流体通过岩心的流量，cm3/s ;A--液体 通过岩心的截面积，cm2