测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置及方法

本发明涉及油气开发领域，尤其涉及一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置及方法。

背景技术：

1、在石油工业中，泡沫驱油技术被广泛应用于油田开采。驱油泡沫体系是一种由气体、液体和表面活性剂组成的复合体系，泡沫增加了驱替相黏度和流动阻力，提高了驱替液在多孔介质中的波及体积，具有良好的调剖能力。结合表面活性剂降低油/水界面张力、减少油滴所受的毛细管阻力的优势，可以显著提高石油采收率。

2、泡沫体系的驱油效果受其流变性的影响，泡沫的流变性可以影响其在储层中的渗透性和扩散性，进而影响驱油效果。通过测试泡沫体系的流变性，可以指导调整泡沫体系的粘度和稳定性，提高其在储层中的分布均匀性，从而改善驱油效果。

3、现有的流变性测量装置主要集中于常温常压条件下的流变性测量，能够模拟油藏高温高压条件下的流变性测试装置较少。此外由于油藏多孔介质具有高度复杂的微观结构，基质、压裂裂缝、天然裂缝在油藏内共存，驱油泡沫体系在油藏中由注入井到采出井的流动涉及泡沫运移、滞留、聚并、消泡、再生等过程，现有的高温高压流变性测试装置无法模拟泡沫在油藏中的真实流动状态，导致流变性测试结果与现场应用效果存在较大差异。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置及方法，可以用于模拟驱油泡沫体系在油藏中由注入井到采出井之间长距离运移环境下的流变性测试，且更利于单独研究驱油泡沫体系本身的流变性，测试效率，测试误差更小。

2、本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

3、本发明提供了一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，包括泡沫发生器和金属管；泡沫发生器的泡沫出口端与金属管的入口端能通断地连接，金属管由至少两段等径管体顺序依次串接构成；至少两段等径管体的内径不同，且各段等径管体均为空心管，或至少一段等径管体内填充有等径颗粒物；或者，各段等径管体的内径均相同，且至少一段等径管体内填充有等径颗粒物。

4、在本发明的一较佳实施方式中，测量装置还包括控温底座和第一泡沫收集器；金属管的出口端通过相应的管路与第一泡沫收集器连接，金属管设在控温底座上。

5、在本发明的一较佳实施方式中，等径管体的内径为0.15-1.0mm，长度为1.5-4m；金属管呈盘卷状，颗粒物为石英砂。

6、在本发明的一较佳实施方式中，填充有等径颗粒物的等径管体的两端设有滤网。

7、在本发明的一较佳实施方式中，在金属管的两端以及相邻两段等径管体的连接处均设有测压点，并在各测压点处设有相应的压力传感器；在金属管的出口端连接有流量传感器；测量装置还包括数据采集处理系统，数据采集处理系统与压力传感器和流量传感器均电连接。

8、在本发明的一较佳实施方式中，泡沫出口端通过第一管路与金属管的入口端能通断地连接，并通过第二管路与第二泡沫收集器能通断地连接；在第二管路上串接有可视观察舱，并在可视观察舱的外部设置摄像头，数据采集处理系统与摄像头电连接。

9、在本发明的一较佳实施方式中，测量装置还包括：第一中间容器，与泡沫发生器的第一入口端能通断地连接，用于向泡沫发生器内输送发泡液；第二中间容器，与泡沫发生器的第二入口端能通断地连接，用于向泡沫发生器内输送气体。

10、在本发明的一较佳实施方式中，第一中间容器包括内部设有第一活塞的第一筒体，第一活塞将第一筒体的内部分隔为用于盛装发泡液的第一上腔室以及用于盛装液体的第一下腔室；第一上腔室通过第一管线与第一入口端能通断地连接，第一下腔室通过相应的管线与第一恒速恒压泵连接；第二中间容器包括内部设有第二活塞的第二筒体，第二活塞将第二筒体的内部分隔为用于盛装气体的第二上腔室以及用于盛装液体的第二下腔室；第二上腔室通过第二管线与第二入口端能通断地连接，第二下腔室通过相应的管线与第二恒速恒压泵连接；数据采集处理系统与第一恒速恒压泵和第二恒速恒压泵均电连接。

11、在本发明的一较佳实施方式中，泡沫发生器包括内部具有移动活塞的主筒体，移动活塞将主筒体的内部分隔为用于盛装液体的上辅助腔以及下混合腔，上辅助腔通过第三管线与第三恒速恒压泵能通断地连接，第一入口端、第二入口端和泡沫出口端均与下混合腔连通，并在下混合腔内设有搅拌器。

12、本发明还提供一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量方法，包括：

13、利用泡沫发生器对测试气体和测试发泡液进行搅拌，生成驱油泡沫体系；

14、将驱油泡沫体系注入到金属管内；其中，金属管由至少两段等径管体顺序依次串接构成；至少两段等径管体的内径不同，且各段等径管体均为空心管，或至少一段等径管体内填充有等径颗粒物；或者，各段等径管体的内径均相同，且至少一段等径管体内填充有等径颗粒物；

15、调节驱油泡沫体系的注入速度，检测不同的注入速度下，各段等径管体两端的压力数据以及金属管的出口端的流量数据；

16、根据各段等径管体的两端对应的压力数据、流量数据以及注入速度得到各段等径管体中的驱油泡沫体系在各个时刻的剪切速率和粘度。

17、由上所述，本发明的测试装置及方法，可以用于模拟驱油泡沫体系在油藏中由注入井到采出井之间长距离运移环境下的流变性测试。各段等径管体内均可以提供一个一致的流动空间，泡沫驱油体系在该等径管体内流动的过程中，可以保证流变性仅与驱油泡沫体系本身的性质有关，更利于单独研究驱油泡沫体系本身的流变性。而且各等径管体的内径可以相同，也可以不同，各等径管体可以均为空心管，也可以至少部分等径管体内填充有等径颗粒物，可以用于模拟油藏的基质和裂缝；进而可以更真实的模拟泡沫驱油体系在油藏中的真实流动状态。通过金属管的不同设计，可以模拟驱油泡沫体系在油藏基质、裂缝到基质、裂缝到基质再到裂缝等流动情况下的流变性测试，还可以一次测试多个剪切速率下的泡沫粘度，提高了测试效率，且测试误差更小。

技术特征：

1.一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，包括泡沫发生器和金属管；

2.如权利要求1所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括控温底座和第一泡沫收集器；

3.如权利要求1所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，

4.如权利要求1所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，

5.如权利要求1所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，

6.如权利要求5所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，

7.如权利要求6所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

8.如权利要求7所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，

9.如权利要求7所述的测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置，其特征在于，

10.一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明为一种测定驱油泡沫体系在油藏中流变性变化的测量装置及方法，其中，测量装置包括泡沫发生器和金属管；泡沫发生器的泡沫出口端与金属管的入口端能通断地连接，金属管由至少两段等径管体顺序依次串接构成；至少两段等径管体的内径不同，且各段等径管体均为空心管，或至少一段等径管体内填充有等径颗粒物；或者，各段等径管体的内径均相同，且至少一段等径管体内填充有等径颗粒物。本发明可以用于模拟驱油泡沫体系在油藏中由注入井到采出井之间长距离运移环境下的流变性测试，且更利于单独研究驱油泡沫体系本身的流变性，测试效率，测试误差更小。

技术研发人员：杨胜来,赵帅,张一琦,杨坤,高鑫远,沈斌,胡江涛,王蓓东,左海威,刘新月,崔建,白雷,姜艺,杨珀,李佳峻,陈浩,章星,王秀宇
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17