一种蒸汽吞吐可视化实验装置

1.本实用新型涉及油气田开发物理模拟实验技术及方法领域，尤其是涉及一种蒸汽吞吐可视化实验装置。


背景技术：

2.蒸汽吞吐法在稠油热采方法中占据重要地位，在稠油开采中取得了很好的生产效果，保持稠油产量稳定和提高原油产量具有重要意义。蒸汽吞吐开采过程中蒸汽干度、注入速度等因素影响着蒸汽吞吐开发的效果，稠油油藏蒸汽吞吐开采需要探究最佳的注汽工艺参数，探究油藏内部的渗流机理和提高采收率原理，为蒸汽吞吐开发提供实验依据。稠油油藏蒸汽吞吐开发过程中主要依靠注入蒸汽增加地层的弹性能并降低稠油粘度以便开发稠油，这就需要物理模拟装置能够有效的显示注入蒸汽的弹性能，实现弹性能的储集和释放。
3.在现有技术中，利用蒸汽吞吐可视化模拟装置，可以清楚地、全面地认识不同蒸汽工艺参数下的渗流特征、蒸汽腔形状和油井的产能特征，从而为稠油油藏蒸汽吞吐开发提供参考性的实验理论支持。所以如何在观察蒸汽吞吐特征的同时表征注入蒸汽的弹性能和对注入蒸汽弹性能的储集和释放对研究蒸汽吞吐的开发效果具有重要意义。
4.因此，如何提供一种可在观察蒸汽吞吐渗流效果的同时表征油藏弹性能的蒸汽吞吐可视化模拟装置是本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种蒸汽吞吐可视化实验装置，可以观察到蒸汽吞吐过程中稠油油藏的渗流图像且能检测油藏产生的弹性能数据。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种蒸汽吞吐可视化实验装置，包括：水体中间容器和油体中间容器，水体中间容器和油体中间容器分别连接在第一六通阀的两端，水体中间容器和第一六通阀的连接通路上串联有蒸汽发生器；
7.第一六通阀与第二六通阀之间设置有实验通路和测量通路，实验通路上设置有用以模拟蒸汽吞吐实验的可视化填充模型，测量通路上设置有用以获取实验通路数据的显微镜和第一电子压力计。
8.可选地，第一六通阀连接有用以收集可视化填充模型内液体的量筒，量筒下侧设置有自动检测天平，用以自动向计算机输出质量数据。
9.可选地，测量通路上设置有用以检测可视化填充模型内温度的红外线成像仪。
10.可选地，测量通路靠近第一六通阀的一端设置有第二电子压力计，第二电子压力计用以检测第一六通阀内的压力数据。
11.可选地，水体中间容器和油体中间容器共同连接在用以提供驱替压力的isco泵上。
12.可选地，isco泵与第一六通阀之间连接有化学试剂中间容器。
13.可选地，第二六通阀连接有用于储存可视化填充模型内弹性能量的储油罐，第二
六通阀连接有用于卸压的手摇泵。
14.可选地，可视化填充模型的下侧设置有平板灯。
15.相对于上述背景技术，本实用新型提供的蒸汽吞吐可视化实验装置，第一六通阀连接有油体中间容器和水体中间容器，连接水体中间容器的通路上串联有蒸汽发生器；第一六通阀与第二六通阀之间设置有实验通路和测量通路，实验通路上设置有用以模拟蒸汽吞吐实验的可视化填充模型，测量通路上设置有用于测量可视化填充模型内生产井压力的第一电子压力计和观察稠油油藏的显微镜。如此，可观察获得蒸汽吞吐实验过程中稠油油藏的渗流图像和油藏储存的弹性能数据，该数据的获取对于解析蒸汽吞吐对于稠油油藏的作用效果具有重大意义。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例所提供的蒸汽吞吐可视化实验装置的连接示意图；
18.图2为本实用新型实施例所提供的蒸汽吞吐可视化实验装置弹性能储集结构的俯视图。
19.其中：
20.1-isco泵、2-四通、3-连接阀、4-水体中间容器、5-油体中间容器、6-化学试剂中间容器、7-蒸汽发生器、8-第一六通阀、9-可视化填充模型、10-第二六通阀、11-第一电子压力计、12-显微镜、13-红外线成像仪、14-第二电子压力计、15-平板灯、16-储油罐、17-手摇泵、18
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量筒、19-电子天平、20-显示器。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
23.参照说明书附图1，说明书附图1为本实用新型实施例所提供的蒸汽吞吐可视化实验装置的连接示意图，包括：装满水的水体中间容器4和装满原油的油体中间容器5，上述水体中间容器4和油体中间容器5分别连接在第一六通阀8的两端，其中水体中间容器4和第一六通阀8之间还设置有蒸汽发生器7，蒸汽发生器7用于将水体中间容器4中的水转换成蒸汽以供蒸汽吞吐实验使用。
24.上述第一六通阀8还连通可视化填充模型9的一端，可视化填充模型9的另外一端连接在第二六通阀10上，从而使第一六通阀8与第二六通阀10连通，形成实验通路；除此以外，第一六通阀8和第二六通阀10分别与显示器相连，形成用于检测实验通路数据的测量通
路；上述测量通路上设置有显微镜12和第一电子压力计11；上述显微镜 12设置在可视化填充模型9上方用于观察可视化填充模型9进行蒸汽吞吐实验的渗流图像，上述第一电子压力计11设置在靠近上述第二六通阀10的一端用于收集可视化填充模型9内的压力数据，由实验产生压力数据与初始压力数据的差值计算获得稠油油藏的弹性能大小。
25.上述测量通路上还串联有显示器20，显示器20用于记录并显示上述显微镜12、第一电子压力计11、第二电子压力计14、红外线成像仪13和电子天平收集的实验数据。
26.在本实施例的蒸汽吞吐实验开始前的准备阶段：需要先对上述可视化填充模型9进行组装，并且检查其密封性，之后按照上述说明书附图1所示连接各个部位，检查整体蒸汽吞吐可视化实验装置的气密性；
27.检查无误后，打开isco泵1向上述水体中间容器4和油体中间容器5中提供驱替压力，此时上述蒸汽发生器7关闭，视为通路；水体中间容器4和油体中间容器5中的水和原油凭借驱替压力通过上述第一六通阀8的阀门进入可视化填充模型9内，使可视化填充模型9 进行饱和水和饱和油操作，形成模拟稠油油藏，待可视化填充模型9 达到蒸汽吞吐实验规定所需的状态后，关闭isco泵1并将可视化填充模型9与第二六通阀10相连，此时可视化填充模型9中的水和原油不会流入第二六通阀10内，即完成了实验开始前的准备阶段。isco 泵为微流泵。
28.随后开始进行本实施例中的蒸汽吞吐实验，首先进行蒸汽吞吐的注气阶段：开启上述蒸汽发生器7，打开isco泵1向水体中间容器4 中提供驱替压力，此时水体中间容器4中的水经过上述蒸汽发生器7 变为蒸汽，蒸汽通过第一六通阀8进入可视化填充模型9内，同时保证第二六通阀10的全部阀门均开启，进行蒸汽吞吐的注气阶段；
29.上述注气阶段结束后，关闭isco泵1和可视化填充模型9与第一六通阀8连通的阀门，进入蒸汽吞吐的焖井阶段，原油粘度大大降低，且储存大量弹性能；对上述第一六通阀8进行卸压，确保可视化填充模型内压力安全。
30.上述焖井阶段结束后，打开可视化填充模型9与第一六通阀8连通的阀门，进入蒸汽吞吐的回采阶段：上述油藏释放储存的弹性能，油体回流至第一六通阀8并通过阀门进入设置的收集装置内。
31.在上述整个蒸汽吞吐的过程中，第一电子压力计11持续记录不同时刻可视化填充模型9内的压力变化，其压力值即可模拟蒸汽吞吐过程中地层的压力值，由焖井阶段过程实时检测到的压力值减去实验准备阶段检测到的蒸汽吞吐开始前的压力值，即可计算出模拟焖井阶段稠油油藏实时储存的弹性能。
32.上述显微镜12同样观察记录蒸汽吞吐实验进行到不同时刻时模拟稠油油藏内部的油水分布变化图像，即渗流图像；最终，第一电子压力计11与显微镜12观察到的实验数据与图像传输至显示器20上显示并进行记录。如此以来，使用者可同时观察到蒸汽吞吐过程中稠油油藏的实时变化图像和油藏所储存的弹性能大小，分析同一时刻内蒸汽吞吐对稠油油藏的渗流效果和弹性能生成效果的关系，从而对蒸汽吞吐的作用机理进行深入理解，用实验的方式模拟真实地层使用蒸汽吞吐法采集稠油油藏的场景，油藏生成弹性能数据的表征与记录对本领域的技术研究具有重大意义。
33.进一步地，第一六通阀8连接有量筒18，在蒸汽吞吐的回采阶段使用上述量筒18作为收集装置，收集回采的稠油；并将量筒18设置在电子天平19上，由电子天平19显示回采阶
段收集的稠油量，并将数据传输至上述显示器20上显示记录。
34.进一步地，上述测量通路上设置有红外线成像仪13，红外线成像仪13可移动观察上述模拟稠油油藏的温度并实时传输给显示器20。
35.上述红外线成像仪13记录整个蒸汽吞吐实验过程各个时刻的温度变化情况，实时显示的温度数值既可以进行实验记录，还可以提醒使用者在温度值超过安全值时，及时停止实验关闭装置防止意外发生，提升其安全性。
36.进一步地，上述测量通路靠近第一六通阀8的一端还设置有第二电子压力计14，第二电子压力计14用于记录第一六通阀8出口端，即蒸汽吞吐实验开启处的压力值，并反馈给显示器20显示和记录。
37.上述蒸汽吞吐实验开启时的压力值反应第一六通阀8内的压力，为蒸汽吞吐实验注气阶段的增压和焖井阶段的卸压进行数据表征。上述第二电子压力计14同样记录整个蒸汽吞吐实验过程各个时刻的压力变化情况。
38.进一步地，上述水体中间容器4和油体中间容器5共同连接在 isco泵1上，实验由isco泵1为水体中间容器4和油体中间容器5 提供驱替压力使液体流动。
39.进一步地，上述isco泵1与第一六通阀8之间还连通有用于储存化学试剂的化学试剂中间容器6，其中化学试剂可以是降粘剂和乳化剂化学试剂，收集使用不同化学试剂的情况下蒸汽吞吐对稠油油藏的作用效果数据。
40.上述化学试剂中间容器6的使用方式可参照上述水体中间容器4 和油体中间容器5。
41.进一步地，上述isco泵1出口连接四通2，通过四通2分别连接上述水体中间容器4、油体中间容器5和化学试剂中间容器6，且连接通路上均设置有连接阀3，连接阀3用于调节通路的开关。
42.进一步地，参照说明书附图2，说明书附图2为本实用新型实施例所提供的蒸汽吞吐可视化实验装置弹性能储集结构的俯视图，包括：
43.上述第二六通阀10上连接有储油罐16，上述储油罐16中填满石英砂并且填满原油，填满石英砂和原油的储油罐16可以模拟稠油油藏作为多孔介质的性质，使实验更为接近真实蒸汽吞吐采集稠油油藏的过程；其中填满的原油与可视化填充模型9中填充的原油相同。
44.在上述蒸汽吞吐的准备开始阶段，储油罐16与可视化填充模型9 内的压力平衡相等；当蒸汽吞吐进入焖井阶段时，因为第二六通阀10 的全部阀门均开启，储油罐16用于储存模拟稠油油藏多余的弹性能，防止可视化填充模型9内的压力过大。当蒸汽吞吐进入回采阶段时，储油罐16储存的多余弹性能一齐释放。
45.上述第一电子压力计11记录可视化填充模型9出口端的压力，即记录可视化填充模型9与储油罐16相连地方的压力，也是焖井阶段多余弹性能流向储油罐的压力，后续对实验数据共同进行计算，将储油罐16中的原油质量计入可视化填充模型9内。
46.进一步地，上述第二六通阀10连接有手摇泵17，当上述第一电子压力计11显示的压力超过设定的安全值之后，使用者可以通过手摇泵17对蒸汽吞吐可视化实验装置进行紧急降压，防止设备在实验过程中损坏。
47.进一步地，上述可视化填充模型9的底端设置有平板灯15，平板灯15用于从下方提
供光亮，使显微镜12观察的可视化填充模型9部分视野明亮。上述平板灯15可选用led灯，其价格合理，使用简单，且可满足该蒸汽吞吐实验的观察需求。
48.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
49.以上对本实用新型所提供的蒸汽吞吐可视化实验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。