注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置及方法

本发明涉及油气开发，特别是涉及注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置及方法。

背景技术：

1、石油作为目前使用领域最广，使用量最大的能源，是现代工业的“血液”，石油资源已经能够广泛应用于各行各业，早已深入百姓的衣食住行，更是国家生存和发展不可或缺的战略资源，对保障国家经济和社会发展乃至国防安全都起着至关重要的作用。然而，石油是一种不可再生的能源且储量有限，因此如何将储在地层中的石油资源最大程度采出显得尤为重要。目前我国已探明的石油储量中低渗油藏所占比例很高，但低渗油藏的储层渗透率低，难以有效开采，因此提高低渗，超低渗油藏的采收率技术收到了广泛的关注。

2、目前，开发低渗透油藏的成熟技术有注水，注气，压裂等技术，其中注气采油被认为是低渗、超低渗油藏提高采收率的最有效方式。气体注入油藏后会部分溶解到原油中改善原油流动性、促使原油体积膨胀，同时驱动原油提高原油采收率，其中co2由于在原油中溶解能力最强，驱油效果最好。对于采用co2驱油法同时可以实现对温室气体co2的埋存。油藏中除了原油还含有束缚水，co2在不同相中溶解能力不同，油水的共同存在对气体的溶解会产生影响。特别对于水驱后的油藏进一步进行气驱，初始含水量高，co2在油、水相中竞争溶解能力会更不相同，现有技术中缺乏对原始油藏和注水开发后油藏进行注气采油时注入气在原油、水中溶解特征，油、水共存环境下注入气在不同相中的溶解量和注入气溶解平衡后组成变化规律的模拟装置，基于此，本发明提供一种注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置及方法，以解决现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，包括：

3、可调温试验箱，所述可调温试验箱内底部安装有支架；

4、高压釜，所述高压釜固定在所述支架上，所述高压釜内排气组件，所述高压釜顶部安装有搅拌组件；

5、流体注入系统，所述流体注入系统包括气体容器、地层水容器和地层原油容器，所述气体容器、所述地层水容器和所述地层原油容器通过输送管路与所述高压釜的进液口连通，所述气体容器、所述地层水容器和所述地层原油容器均与压力组件连通；

6、闪蒸系统，所述闪蒸系统设置在所述可调温试验箱内，所述高压釜侧面竖向开设有若干流体出口，所述闪蒸系统分别与所述高压釜侧面的流体出口连通；

7、数据采集器系统，所述数据采集器包括数据采集单元和终端系统，所述数据采集单元安装在所述高压釜内，所述数据采集单元与所述终端系统信号连接；

8、其中，所述高压釜顶部开设有出气口，所述出气口上安装有阀门。

9、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述排气组件包括滑动设置在所述高压釜内的第一活塞，所述第一活塞与所述高压釜底部之间填充压力介质，所述高压釜的底部固定连通有第一驱替泵。

10、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述搅拌组件包括固定连接在所述高压釜顶盖上的磁力搅拌器，所述高压釜的顶盖底部转动连接有磁力搅拌子，所述磁力搅拌器与所述磁力搅拌子传动配合。

11、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述气体容器、所述地层水容器和所述地层原油容器内分别滑动连接有第二活塞，所述气体容器底部与所述第二活塞之间、所述地层水容器底部与所述第二活塞之间、所述地层原油容器底部与所述第二活塞之间分别形成压力腔，所述压力腔与所述压力组件连通。

12、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述压力组件连通包括第二驱替泵，所述气体容器、所述地层水容器和所述地层原油容器的底部分别固定连通有连通管，所述连通管与所述第二驱替泵连通。

13、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述输送管路包括分别固定连接在所述气体容器、所述地层水容器和所述地层原油容器顶部的连接管，所述高压釜的进液口上固定连通有主管道，所述主管道一端安装有分流器，所述连接管分别与所述分流器的端口连通。

14、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述数据采集单元包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器的探头和所述温度传感器的探头均设置在所述高压釜内，所述压力传感器和所述温度传感器均与所述终端系统信号连接。

15、根据本发明提供的注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟装置，所述闪蒸系统包括若干闪蒸管，所述闪蒸管与所述高压釜的侧壁固定连通，所述闪蒸管上安装有气量计。

16、注入气在油水混合环境中竞争溶解特征模拟方法，包括以下步骤：

17、s1，将配置的地层水、注入气、地层原油分别注入地层水容器、气体容器和地层原油容器内，调节可调温试验箱的温度，使得可调温试验箱的温度为油藏温度；

18、s2，如模拟未进行过水驱的油藏，则实施s3、s5-s7，如模拟已进行过水驱的油藏，则实施s4-s7；

19、s3根据测井解释束缚水饱和度和油藏储量，确定油藏油—水体积比例r，地层水容器与高压釜连通，向高压釜中注入一定量的地层水，采用排气组件将高压釜内的气体排出，持续施压，再将高压釜中地层水的压力压至油藏压力，地层原油容器与高压釜连通，向高压釜中按照比例系数r恒压转入一定量的地层原油，切断地层水容器和地层原油容器，气体容器与高压釜连通，恒压向高压釜内注入部分注入气，实验过程维持高压釜与气体容器连通；

20、s4，根据测井解释束缚水饱和度、油藏原始储量、注水开发后原油采收率，确定油藏中剩余油和水的体积比r2，向高压釜中注入一定量的地层水，采用排气组件将高压釜内的气体排出，持续施压，再将高压釜中地层水的压力压至油藏压力，地层原油容器与高压釜连通，向高压釜中按照比例系数r2恒压转入一定量的地层原油，切断地层水容器和地层原油容器，气体容器与高压釜连通，恒压向高压釜内注入部分注入气，开启搅拌系统，让注入气在油水混合环境中充分溶解，随着注入气溶解，高压釜中压力会降低，通过气体容器向高压釜内补充注入气至初始压力；

21、s5气体容器5小时内推进体积不超过0.1ml时，注入气在油、水中溶解扩散平衡，根据初始注入的油、水体积判断气、油、油、水界面位置；

22、s6，闪蒸系统从高压釜对应位置的流体出口分别将水样和油样抽出，抽取过程需要保证压力恒定，确保流体不发生相变，读取对应的油、气混合体积和水、气混合体积，分别计算注入气在在油相中的溶解度和水相中溶解度，对比气体在不同相中的溶解能力以及相互之间的影响程度；

23、s7，结束实验，清洗高压釜进行下次实验。

24、本发明公开了以下技术效果：

25、本发明可以模拟原始油藏和注水开发后油藏进行注气采油时注入气在原油、水中溶解特征，掌握油、水共存环境下注入气在不同相中的溶解量和注入气溶解平衡后组成变化规律，对确定注气量、掌握气体溶解对原油、水体性质的影响起到重要指导作用。