本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种升泡仪的气泡追踪装置及升泡仪。
背景技术：
近年来，随着CO2混相驱油技术的不断发展，油气最小混相压力(MMP)的测量技术改进也备受关注，该值是油田现场实施CO2驱油技术及油藏方案制定的关键参数之一，精确而快速地获取该值是石油科技工作者解决诸多驱油技术难题的关键。目前，主流的测试方法包括：细管测试法、界面张力测试法和升泡仪法；这三种测试方法优劣对比见下表1。目前，各大油公司及科研院所主要采用细管测试法，界面张力法使用较少。细管测试法在使用过程中存在耗时长(5周)、成本高、实验模型标准化程度低等缺点；而升泡仪法具有耗时短、符合油藏内部CO2驱过程、属于油气多次接触等优点，通常测试一个样品可在几个小时内完成。因此，升泡仪测试油气最小混相压力方法具有相当广阔的应用前景。
表1
升泡仪测试油气最小混相压力方法的测试原理为，将一个垂直向上不锈钢针管插入玻璃筒的底部，玻璃筒内预先充入原油，通过针尖向玻璃筒内注入一个小气泡(该气泡通常为N2、CO2或NG)，利用摄像系统观察气泡在原油中的运动特征；最后根据运动特点和行程来确定油气最小混相压力，该装置承受的最高压力为70MPa，最高温度为100℃。
然而，在实验测试过程中发现，由于利用摄像头实时跟踪气泡运动，对于摄像机拍摄的气泡运动图片，需要人为判断气泡消失位置，但油气接触过程附带有边界传质，导致气泡消失位置比较模糊，尤其当压力接近油气最小混相压力时，气泡非常模糊，如仅凭肉眼判读，受主观性或人为因素影响较大；该问题导致最终的压力值无法准确给出，不同人员判断标准不同，不利于行业内部结果对比。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种升泡仪的气泡追踪装置，以解决现有技术中由于通过摄像机拍摄气泡运动图片，需要人为判断气泡消失位置，导致的油气最小混相压力测试不准确的技术问题。该装置包括：多个电磁发射端子，由上至下依次固定在升泡仪的容器筒侧壁上，每个所述电磁发射端子用于发射磁场信号，所述容器筒用于注入待测原油；气泡感应端子，固定在所述容器筒侧壁上，所述气泡感应端子与最下端的电磁发射端子关于容器筒的中心轴对称，所述气泡感应端子在所述容器筒侧壁上的高度与所述升泡仪的气体注入针的针尖同高，用于监测气泡是否流出针尖，在有气泡流出针尖时所述气泡感应端子接收到的磁场信号发生变化；原油界面感应端子，固定在所述容器筒侧壁上，所述原油界面感应端子与从下端起第二个电磁发射端子关于容器筒的中心轴对称，所述原油界面感应端子位于所述气泡感应端子上方，用于监测待测原油界面位置，在待测原油界面到达该原油界面感应端子的位置时，该原油界面感应端子接收到的磁场信号发生变化；多个电磁接收端子，由上至下依次固定在所述容器筒侧壁上，多个所述电磁接收端子与从下端起第三个至最上端的电磁发射端子分别关于容器筒的中心轴对称，每个电磁接收端子用于接收磁场信号，在气泡到达一个电磁接收端子的位置时，该电磁接收端子接收到的磁场信号发生变化；控制器，控制多个所述电磁发射端子发射磁场信号，控制多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子接收磁场信号；采集不同压力环境下多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子所接收的磁场信号，根据磁场信号的变化确定气泡的运移过程。
在一个实施例中，还包括：高压密封舱，所述升泡仪的容器筒置于所述高压密封舱内，所述容器筒的下端开口，所述高压密封舱用于提供不同的压力环境。
在一个实施例中，所述控制器，还用于根据不同高压环境下磁场信号的变化情况，在所述气泡感应端子接收的磁场信号发生变化、所述原油界面感应端子接收的磁场信号发生变化且只有最下端的电磁接收端子接收的磁场信号发生变化时，将所述容器筒中待测原油的压力值确定为所述待测原油的油气最小混相压力值。
在一个实施例中，所述高压密封舱的材质为金属。
在一个实施例中，所述高压密封舱中的高压介质为水。
在一个实施例中，还包括：密封端盖，用于固定所述升泡仪的容器筒并密封所述高压密封舱的上端；和/或，密封丝堵，用于在所述高压密封舱的底部为所述气体注入针提供密封。
在一个实施例中，所述控制器，还用于显示不同高压环境下多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子所接收磁场信号的变化曲线。
在一个实施例中，所述容器筒的材质为聚乙烯。
在一个实施例中，多个所述电磁发射端子中相邻电磁发射端子之间的间隔为10毫米，所述气泡感应端子与所述原油界面感应端子之间的间隔为10毫米，所述原油界面感应端子与最下端的电磁接收端子之间的间隔为10毫米，多个所述电磁接收端子中相邻电磁接收端子之间的间隔为10毫米。
本发明实施例还提供了一种升泡仪，以解决现有技术中由于通过摄像机拍摄气泡运动图片，需要人为判断气泡消失位置，导致的油气最小混相压力测试不准确的技术问题。该升泡仪包括上述任意一种升泡仪的气泡追踪装置。
在本发明实施例中，通过在升泡仪的容器筒侧壁的一侧由上至下地设置多个电磁发射端子，在容器筒侧壁的另一侧由上至下地设置气泡感应端子、原油界面感应端子以及多个电磁接收端子，使得可以根据气泡感应端子接收的磁场信号是否发生变化来判断气泡是否流出针尖，可以根据原油界面感应端子接收的磁场信号是否发生变化来判断待测原油界面是否到达该原油界面感应端子的位置，还可以根据各个电磁接收端子接收的磁场信号是否发生变化来判断气泡在原油中的运移行程，即实现了可以通过磁场信号的变化来客观、准确地确定气泡和原油界面的实时位置，克服了人为判断气泡行程或位置的主观性，有利于保证升泡法确定油气最小混相压力的精确性与客观性，也为油田实施CO2驱油技术提供了一个关键实验手段。同时，该升泡仪的气泡追踪装置可以在节省测试时间的同时提高测试精度，有利于为油气混相驱油方式在油田的大规模应用提供强有力的参考数据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种升泡仪的气泡追踪装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提供了一种升泡仪的气泡追踪装置，如图1所示，该升泡仪的气泡追踪装置包括：
多个电磁发射端子101(例如，如图1所示1至n+2个电磁发射端子101)，由上至下依次固定在升泡仪的容器筒102侧壁上，每个所述电磁发射端子用于发射磁场信号，所述容器筒用于注入待测原油；
气泡感应端子103，固定在所述容器筒侧壁上，所述气泡感应端子与最下端的电磁发射端子(即如图1所示的第n+2个电磁发射端子)关于容器筒的中心轴对称，所述气泡感应端子在所述容器筒侧壁上的高度与所述升泡仪的气体注入针104的针尖同高，用于监测气泡是否流出针尖，在有气泡流出针尖时所述气泡感应端子接收到的磁场信号发生变化；
原油界面感应端子105，固定在所述容器筒侧壁上，所述原油界面感应端子与从下端起第二个电磁发射端子(即如图1所示的第n+1个电磁发射端子)关于容器筒的中心轴对称，所述原油界面感应端子位于所述气泡感应端子上方，用于监测待测原油界面位置，在待测原油界面到达该原油界面感应端子的位置时，该原油界面感应端子接收到的磁场信号发生变化；
多个电磁接收端子106，由上至下依次固定在所述容器筒侧壁上，多个所述电磁接收端子与从下端起第三个至最上端的电磁发射端子(即如图1所示的第1至n个电磁发射端子)分别关于容器筒的中心轴对称，每个电磁接收端子用于接收磁场信号，在气泡到达一个电磁接收端子的位置时，该电磁接收端子接收到的磁场信号发生变化；
控制器107，控制多个所述电磁发射端子发射磁场信号，控制多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子接收磁场信号；采集不同压力环境下多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子所接收的磁场信号，根据磁场信号的变化确定气泡的运移过程。
由图1所示可知，在本发明实施例中，通过在升泡仪的容器筒侧壁的一侧由上至下地设置多个电磁发射端子，在容器筒侧壁的另一侧由上至下地设置气泡感应端子、原油界面感应端子以及多个电磁接收端子，使得可以根据气泡感应端子接收的磁场信号是否发生变化来判断气泡是否流出针尖，可以根据原油界面感应端子接收的磁场信号是否发生变化来判断待测原油界面是否到达该原油界面感应端子的位置，还可以根据各个电磁接收端子接收的磁场信号是否发生变化来判断气泡在原油中的运移行程，即实现了可以通过磁场信号的变化来客观、准确地确定气泡和原油界面的实时位置，克服了人为判断气泡行程或位置的主观性，有利于保证升泡法确定油气最小混相压力的精确性与客观性，也为油田实施CO2驱油技术提供了一个关键实验手段。同时，该升泡仪的气泡追踪装置可以在节省测试时间的同时提高测试精度，有利于为油气混相驱油方式在油田的大规模应用提供强有力的参考数据。
具体实施时，由于现有的升泡仪中的容器筒是玻璃筒，且由于利用摄像头实时跟踪气泡运动，导致高压釜的两端必须采用可透光的玻璃进行密封，这就限制了实验压力的提升空间，目前最高压力为70MPa，为了提高测试压力，在本实施例中，上述升泡仪的气泡追踪装置还包括：高压密封舱108，所述升泡仪的容器筒置于所述高压密封舱内，所述容器筒的下端开口，即容器筒的下端与高压密封舱内的空间连通，所述高压密封舱用于提供不同的压力环境。具体的，所述高压密封舱的材质可以为金属。
具体实施时，所述高压密封舱中的高压介质可以为水，即向所述高压密封舱中注入水至不同压力，以提供不同的测试压力。例如，如图1所示，通过第一泵109向所述高压密封舱中注入水至不同压力p1，通过第一泵109以高于p1上的压力向容器筒中注入待测原油，由于容器筒的下端开口，此时容器筒中原油界面110以下充满的水与高压密封舱中的水连通，容器筒中原油界面110以上均是待测原油。
具体实施时，如图1所示，第一泵109为待测原油和水的注入提供动力，第一泵109通过高压密封舱的上端由容器筒向高压密封舱中注入水，并向容器筒中注入待测原油，在本实施例中，密封端盖111，用于固定所述升泡仪的容器筒并密封所述高压密封舱的上端。
具体实施时，如图1所示，第二泵112为气体注入针104注入气泡提供动力，气体注入针104穿过高压密封舱的底部向容器筒中注入气泡，在本实施例中，密封丝堵113，用于在所述高压密封舱的底部为所述气体注入针提供密封。
具体实施时，通过高压密封舱108为测试提供不同的测试压力，控制器107可以采集不同压力环境下多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子所接收的磁场信号，在本实施例中，所述控制器107，还用于根据不同高压环境下磁场信号的变化情况，在所述气泡感应端子接收的磁场信号发生变化、所述原油界面感应端子接收的磁场信号发生变化且只有最下端的电磁接收端子接收的磁场信号发生变化时，将所述容器筒中待测原油的压力值确定为所述待测原油的油气最小混相压力值。即在气泡流出针尖后，只有最下端的电磁接收端子(如图1所示的第n个电磁接收端子)检测到气泡后，气泡就消失了，将此时容器筒中待测原油的压力值确定为待测原油的油气最小混相压力值。
具体实施时，为了可以直观地观察多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子所接收磁场信号的变化，在本实施例中，所述控制器107，还用于显示不同高压环境下多个所述电磁接收端子、所述气泡感应端子以及所述原油界面感应端子所接收磁场信号的变化曲线。
具体实施时，为了准确监测气泡的运移过程或位置，在本实施例中，多个所述电磁发射端子中相邻电磁发射端子之间的间隔为10毫米，所述气泡感应端子与所述原油界面感应端子之间的间隔为10毫米，所述原油界面感应端子与最下端的电磁接收端子之间的间隔为10毫米，多个所述电磁接收端子中相邻电磁接收端子之间的间隔为10毫米。
具体实施时，为了便于在容器筒上固定电磁发射端子、气泡感应端子、原油界面感应端子以及电磁接收端子等，并利于磁场信号的传输，在本实施例中，所述容器筒的材质可以为聚乙烯。
具体实施时，上述气泡感应端子、原油界面感应端子以及电磁接收端子可以采用相同的磁场信号接收端子。
以下结合具体示例来详细描述上述升泡仪的气泡追踪装置的工作方法。例如，以11个电磁发射端子、一个气泡感应端子、一个原油界面感应端子以及10个电磁接收端子为例。该工作方法包括以下步骤：
(1)将所有设备电源接通；
(2)利用第一泵109向高压密封舱内充满水介质至压力P1；
(3)替换第一泵109工作介质为待测原油，设定第一泵109为恒压模式，压力高于P1值的0.5MPa，向容器筒内注入待测原油至原油界面感应端子105接收的磁场信号变化为止；
(4)将第二泵112中工作介质充入气体介质，以高于P1压力值的0.2MPa向针管内注入气体，直至气泡感应端子103接收的磁场信号变化后恢复为止；
(5)此时通过控制器107监测电磁发射端子1……10、电磁接收端子1……10磁场信号变化，如发现电磁接收端子1……10右下至上信号逐一变化，说明气泡正在聚乙烯筒内上升，记录信号值；
(6)如果1号电磁接收端子感应到信号变化，此时气泡未消失；具体如下表2所示；
(7)继续升高压力0.5MPa，替换容器筒内的待测原油，重复步骤(4)-步骤(5)；直到如下表3、4所示，出现气泡消失的情况；
(8)如表4所示，通过磁场信号值变化确定气泡消失行程，当压力升至比P1高22.5MPa时，气泡刚出来即刻消失，此时只有10号电磁接收端子的磁场信号发生变化，给出的压力为油气最小混相压力值，即P1加22.5MPa为油气最小混相压力值。
表2
表3
表4
在本发明实施例中，还提供了一种升泡仪，其包括上述任意一种升泡仪的气泡追踪装置。
在本发明实施例中，通过在升泡仪的容器筒侧壁的一侧由上至下地设置多个电磁发射端子，在容器筒侧壁的另一侧由上至下地设置气泡感应端子、原油界面感应端子以及多个电磁接收端子，使得可以根据气泡感应端子接收的磁场信号是否发生变化来判断气泡是否流出针尖，可以根据原油界面感应端子接收的磁场信号是否发生变化来判断待测原油界面是否到达该原油界面感应端子的位置，还可以根据各个电磁接收端子接收的磁场信号是否发生变化来判断气泡在原油中的运移行程，即实现了可以通过磁场信号的变化来客观、准确地确定气泡和原油界面的实时位置，克服了人为判断气泡行程或位置的主观性，有利于保证升泡法确定油气最小混相压力的精确性与客观性，也为油田实施CO2驱油技术提供了一个关键实验手段。同时，该升泡仪的气泡追踪装置可以在节省测试时间的同时提高测试精度，有利于为油气混相驱油方式在油田的大规模应用提供强有力的参考数据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。