驱替实验简介及多功能岩心驱替装置
多功能驱替装置技术说明
五、整体外型结构
1、外形效果图见下图：
1、电控柜2、一维管状模型及夹持器恒温箱
3、油水计量恒温箱4、微机及操作台
2、平面布置图：
六、配置表
序号
名称
规格
数量
1
恒速恒压泵
压力：50MPa，流量0.01-30mL/min
1
2
真空系统
2ZX-2
1
3
活塞容器
1000mL/32MPa
4
4
长管状模型
φ25×1000，三测点，32MPa
2
5
夹持器
φ25×（25-80），40MPa
2
6
模型及容器恒温箱
工作室1400×900×700
1
7
油水计量仪及恒温箱
精度1%
活塞容器：为试验提供循环流体或驱替流体，主体材料为316L，抗腐蚀、耐高温，容器内采用活塞杆结构，活塞部分采用组合形式，密封圈松紧可调，可根据需要调至最佳状态，既密封又使摩擦阻力最小，这样活塞起动压力可达到最小。杆端伸出容器外，可通过测量杆端位移（位移传感器），来自动计量、检测活塞位置及变化量，容器内液面还可以根据恒速泵的累积流量、容器内装介质的多少、容积尺寸等参数由计算机在驱替流程中的容器上用介质逐渐减少形象的表示出来，当驱替到所装介质一定的百分比后，可自动切断恒速泵电源。容器结构如图。为保证试验的温度条件，将容器置于容器恒温箱内，规格1000mL/40MPa,数量3只，316L材料。
可根据达西定律原理测定各种注入流体的有效渗透率。
（二）基础注入试验
多功能岩心驱替仪控制系统设计
物理模 拟过程 大致如 下 ： 先将 岩 心抽 真空 ， 首 然后
２ １ 年 第 ３期 ０２
董成林 ， ： 等 多功 能 岩 心 驱 替 仪 控 制 系统 设 计
用 水饱 和 ， 次用油 饱和 ， 其 最后 开始 模拟三 次开采过 程 。 操 作步骤 为 ： 打开 总电源 、 气源 ， 置实验参 数和实验 进 设
第 ３期 （ 第 １ ２期 ） 总 ７
２１ ０ ２年 ６月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＡＬ ＥＮＧＩ Ｃ ＮＥＥ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（Ｍ ＡＴ１） ＲＩ ） （Ｎ
Ｎｏ．３
Ｊ ｎ ｕ．
文 章 编 号 ：６ ２６ １ （ ０２ ０ － １ ９０ １７ — ４ ３２ １ ） ３０ ０— ３
进 口压 力
ＭＰ ａ
压 差
ＭＰ ａ
阶 段
ｍＬ
阶段 累计 总 累 计
ｍＬ ｍＬ
４ ． ４９ ４ ５ ４ ． ４８ ４ ． ５１ ４ ． ５１ ４ ５
２ ２ ２ ２ ２ ２
１２ ７ ． ６ １０ ４ ． ３ １０ ５ ． １ １ １３ ． ４ １１１ ． ２ １ １９ ．Ｏ
＋５Ｖ 的开关 电源 ， 电 隔离 Ｐ 机 一侧 使 用 自制 小 光 Ｃ
作 者 简 介 ；董 成 林 （９ ６） １８ 一，男 ，江 苏 盐 城 人 ，在 读 硕 士 研究 生 ，研 究 方 向 ：测 控 系 统 设 计研 制
・
１Ｏ ｌ ・
机 械 工 程 与 自 动 化
２ １ 年 第 ３期 ０２
功 率 ＋５Ｖ 线 性 稳压 电源 。整 个 仪 器 接人 三 相 电 ， 通
过 断路 器分 出单 相电 ， 后供应 给各 电源 的需求 部分 ， 然 尽 量保 持 三相 平衡 。
岩心驱替PPT课件
压力表
A
活塞式中 间容器
平流泵
B
注意：1.一定要等到流量稳定后
测量，第一次恒流时间可以加长 些。2.确保岩心夹持器与中间容器 恒温后开启实验。
7
渗透率计算公式：
K 100Ql
60 AP
K ——渗透率，mD Q ——流量，ml——岩心横截面积，cm2 P ——岩心两端压力差，MPa
现在以水驱后，表活剂驱，二元 驱为例。现在需要3个中间容器，1 号为现场高压污水，2号为表活剂， 3号为二元溶液。
阀让流体自然流出一段时间，压力表降为零。不再有液体流出后记下试管内的液
体体积V2。实验前测量的死孔隙体积（除岩心之外的所有含水部分）分别为Va、
Vb、Vc。孔隙体积V= V1 -Vo - V2 - Va - Vb - Vc
-
6
5.测水相渗透率
首先要将岩心加持器放入恒温箱内加热，根据
模拟地层的温度设置恒温箱的温度。活塞式中间 容器的溶积不同，选用容积比较大的装入地层模 拟水。放入恒温箱内恒温。当温度恒定后连接好 管线，连接到A阀门时一定要排空，确保中间容器 到A阀门内无空气后，开启平流泵，看压力是否上 升，如果上升打开阀门A再打开阀门B用20ml带刻 度试管接液体。平流泵的流速在2-5ml/min调整， 有高到低，在选定流速后恒流1小时后开始测量， 测量出口端B处的流速。如果B处的流速与平流泵 的流速偏差很小时为恒定。记下压力表的示数。 改变平流泵的流速，待B处的流速稳定后记下数值 和压力。再次改变平流泵的流速测量。每次改变 流速前记录3组计算渗透率，如果变化不大取平均 值。最后查看三次平均渗透率值。偏差不大取平 均值。此后步骤全在恒温箱中进行。
实验要求岩心的含油饱和度在70%以上。主要通过两种途径来提高含油饱 和度：1.长时间的注入饱和油，7-10PV。2.在输入饱和油过程中适当的提高注 入速度，以提高注入压力，使油波及的体积更广。
多功能岩心驱替实验装置
⑵．岩样的洗油
洗油方法按SY/T5336执行
⑶．岩样的烘干
岩样烘干温度控制在60～65℃，烘干24h后，每隔8h称重一次，两次称重的差值小于10mg时，记下岩样的实测质量。
⑷．测量岩样的几何尺寸：长度（L）、直径（D）。
⑸．岩样气体渗透率测定按SY/T5336进行。
⑹．岩样抽空饱和油（水），称湿重，计算岩样孔隙体积。
7．计量系统
压力计量：压力变送器DG1300-BZ-B-2-60/AA、DG1300-BZ-B-2-4/AA
测量精度0.25%F·S，用于岩心进出口及各测压点的压力测量，所有压力采用WP-C901-20-17-P压力数显表显示，也可通过数显表上有RS232口由计算机采集。
温度计量：采用PT100测温探头，XMT-7512ZX-RZ温控仪设定、控温、测量温度。
仪器所有与液体接触的部分均为不锈钢材质，有一定的抗腐蚀性能，但并非一劳永逸。对流程管汇部分需经常清洗，尤其是注完酸或其它强腐蚀液体后要立即用清水清洗。流程长期不用时，流程管汇内注满油或用高压气吹干，以防锈蚀。
长期使用会造成对流程密封件的正常破损，影响密封性能，所以，建议定期对仪器进行耐压试验，对仪器.的泄露部分更换密封件，对经常使用者其周期以3个月为宜。
9．自动控制系统
计算机可对下列外部设备进行自动控制
⑴．注入泵：通过泵的通讯接口，计算机可对注入流量进行控制；
⑵．环压跟踪泵：计算机通过HY6160端子板自动控制环压泵及电磁阀的开关，维持驱替压力与环压的压差。
测控系统示意图
10．应用软件与数据处理
软件在windows2000/XP环境下运行，采用VB编程。仪器工作流程显示在界面上，可实现人机对话，操作人员设定好参数后就可以实现无人值守，计算机可自动采集所有的压力、流量，并控制泵的运行，环压泵的自动跟踪。
岩心驱替实验标准
岩心驱替实验标准一、实验目的岩心驱替实验旨在模拟地层中油、气、水的流动情况，了解不同介质之间的驱替特征和规律，为油田开发方案提供科学依据。
通过本实验，希望能够得到以下信息：1. 不同介质之间的渗透率、粘度等物性参数。
2. 油、气、水在岩心中的驱替特征和规律。
3. 不同驱替速度、压力等条件下的岩心驱替效率。
4. 油、气、水在多孔介质中的流动行为及对产出的影响。
二、实验原理岩心驱替实验主要基于达西定律，即油、气、水在多孔介质中的流动符合线性渗流规律。
在驱替过程中，不同介质之间的渗透率差异、粘度差异以及驱替速度差异等因素都会影响驱替效率。
根据达西定律，可以通过实验测量得到岩心的渗透率、粘度等物性参数，并观察驱替过程，得到驱替效率等数据。
三、实验步骤1. 准备实验设备：准备好实验所需的岩心、驱替设备（如活塞式驱替装置、重力式驱替装置等）、测量仪器（如压力计、流量计等）及实验材料（如油、气、水等）。
2. 组装实验设备：将岩心放置在驱替设备中，连接测量仪器及油、气、水的供应管线。
3. 实验操作：开启驱替设备，使油、气、水在岩心中进行驱替，同时记录压力、流量等数据。
在实验过程中，可以调整驱替速度、压力等条件，观察其对驱替效率的影响。
4. 数据处理：对实验过程中记录的数据进行分析处理，计算渗透率、粘度等物性参数及驱替效率等数据。
5. 结果分析：根据实验数据进行分析，比较不同介质之间的驱替特征和规律，分析驱替效率的影响因素。
6. 撰写报告：根据实验目的及结果撰写实验报告，报告中需包含实验目的、实验原理、实验步骤、实验设备、实验材料、实验数据记录及实验结果分析等内容。
7. 清理现场：实验结束后，关闭驱替设备及测量仪器，拆除连接管线，清理现场并妥善处理实验废弃物。
四、实验设备1. 驱替设备：如活塞式驱替装置、重力式驱替装置等，根据需要选择合适的驱替设备。
2. 测量仪器：如压力计、流量计等，用于记录驱替过程中的压力、流量等数据。
co2驱替实验装置 实验流程
CO2驱替实验装置是一种用于模拟地下储层中原油开采过程的实验设备。
通过该装置可以模拟地下高渗透岩石中的原油，以及在油藏开采过程中注入CO2来达到提高原油采收率的目的。
本文将介绍CO2驱替实验装置的实验流程，以及实验过程中需要注意的关键步骤。
1. 实验目的CO2驱替实验的目的是模拟地下油藏中注入CO2的过程，通过实验研究CO2与原油、岩石之间的相互作用，以及CO2在地下储层中驱替原油的效果。
通过实验可以评估CO2驱替技术在油藏开采中的应用效果，为提高原油采收率提供科学依据。
2. 实验装置CO2驱替实验装置主要包括高压实验室、流体实验系统、数据采集系统等部分。
其中高压实验室用于模拟地下高压环境，流体实验系统用于控制CO2和原油、水等流体的注入和排出，数据采集系统用于记录实验过程中的各项参数变化。
3. 实验准备在进行CO2驱替实验之前，需要对实验装置进行充分的检查和准备工作。
包括检查实验装置的连接管路、阀门和压力传感器等部件是否完好，确保实验过程中不会发生泄漏或其他安全问题。
4. 实验步骤（1）注入原油：将待研究的原油样品注入到实验装置中的岩心模型中，保证岩心模型中有一定饱和度的原油存在。
（2）注入CO2：在原油饱和的岩心模型中开始注入CO2，通过压力控制系统控制CO2的注入速度和压力，模拟地下储层中CO2的注入过程。
（3）实验监测：实验过程中需要对岩心模型中的压力、温度、流体相变等参数进行实时监测，记录实验过程中各项数据的变化。
（4）采集样品：在CO2驱替实验结束后，需要对岩心模型中的原油和驱替液进行采样，用于后续的实验分析和数据处理。
5. 实验技术要求在进行CO2驱替实验过程中，需要严格控制实验条件，保证实验结果的准确性和可靠性。
其中包括控制CO2的注入速度和压力，控制岩心模型的温度和压力等参数，以及保证实验装置的稳定性和安全性。
6. 实验结果分析通过对CO2驱替实验得到的样品进行分析和测试，可以得到CO2在地下储层中与原油和岩石的相互作用情况，评估CO2驱替技术在提高原油采收率方面的应用效果。
岩心驱替
3.抽真空
继环压之后，开始抽真空。在岩 心加持器的一端安装真空表，另一端 接上真空泵。打开真空泵后查看真空 表的情况，是否有示数。抽真空需要 4-6小时，在期间要定时查看真空表 情况，是否出现真空表的示数下降的 情况，如果出现次类情况，关掉A阀， 查看情况，如果压力仍然下降，检测 导致原因。如果找不到原因：给岩心 加持器泄压，重新安装岩心，并且查 找密封不严的原因。 一切正常的情况下，在抽怎空4-6小时后看真空度是否能达到0.09MPa以 上。如果达不到0.09MPa则换台真空泵重新抽真空，直到真空度达到 0.09MPa后关上A阀稳定一端时间后真空度依然在0.09MPa以上后，关上B阀 进行下一步实验。 真空泵 B A 真空表
6.饱和油及测试含油饱和度
当测玩岩心水相渗透率后，下一步该给岩心饱和模拟油，根据模拟地层情 况选择模拟油的粘度，粘度高时用煤油稀释。大庆地层的模拟油选择在 10mPa·s左右。在饱和地层水时，就把模拟油装如中间容器开始恒温。现在把 测试完水相渗透率后的岩心加持器连接到装油模拟油的中间容器上，启动平流 泵调整速度为0.3ml/min向岩心内注入。 实验要求岩心的含油饱和度在70%以上。主要通过两种途径来提高含油饱 和度：1.长时间的注入饱和油，7-10PV。2.在输入饱和油过程中适当的提高注 入速度，以提高注入压力，使油波及的体积更广。 饱和后的判定方法：在注入的半个小时内，只出油不出水为止。 饱和度的测定：采出液用量筒接取，量筒内水的体积为V`，岩心加持器的 两端死孔隙体积为Va，Vb（这是个固定值，与孔隙度中的体积是一个值），如 果开始时出口端含Vc含水时，则要去掉。 含油体积即：Vo=V`- Va- Vb - Vc 含油饱和度：Vo/V
序 号 刻度上限
油的体积 ml 刻度下线 Vo 刻度上限
聚丙烯酰胺连续驱替岩心实验
第1章概述作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内对石油的需求仍将持续增长。
尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。
据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108吨/年（1亿）。
这将对我国国民经济发展造成极其严重的影响[1]。
缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。
寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。
多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。
但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。
近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。
在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。
它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。
石油是一种流体矿藏，具有独特的开采方式。
在各种矿物中，石油的采收率是比较低的。
在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。
在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。
也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。
如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。
从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。
实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。
可以说，提高采收率是油田开采永恒的主题。
（这种说法一点也不过分）。
近几年，我国已成为纯石油进口国，预计到2005年将进口1亿吨／年。
国民经济急需石油，大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。
岩心驱替
阀让流体自然流出一段时间，压力表降为零。不再有液体流出后记下试管内的液
体体积V2。实验前测量的死孔隙体积（除岩心之外的所有含水部分）分别为Va、
Vb、Vc。孔隙体积V= V1 -Vo - V2 - Va - Vb - Vc
6
5.测水相渗透率
首先要将岩心加持器放入恒温箱内加热，根据
模拟地层的温度设置恒温箱的温度。活塞式中间 容器的溶积不同，选用容积比较大的装入地层模 拟水。放入恒温箱内恒温。当温度恒定后连接好 管线，连接到A阀门时一定要排空，确保中间容器 到A阀门内无空气后，开启平流泵，看压力是否上 升，如果上升打开阀门A再打开阀门B用20ml带刻 度试管接液体。平流泵的流速在2-5ml/min调整， 有高到低，在选定流速后恒流1小时后开始测量， 测量出口端B处的流速。如果B处的流速与平流泵 的流速偏差很小时为恒定。记下压力表的示数。 改变平流泵的流速，待B处的流速稳定后记下数值 和压力。再次改变平流泵的流速测量。每次改变 流速前记录3组计算渗透率，如果变化不大取平均 值。最后查看三次平均渗透率值。偏差不大取平 均值。此后步骤全在恒温箱中进行。
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3.抽真空
继环压之后，开始抽真空。在岩 心加持器的一端安装真空表，另一端
真空表
接上真空泵。打开真空泵后查看真空
A
表的情况，是否有示数。抽真空需要
4-6小时，在期间要定时查看真空表
B
情况，是否出现真空表的示数下降的
情况，如果出现次类情况，关掉A阀，
查看情况，如果压力仍然下降，检测 导致原因。如果找不到原因：给岩心
真空泵
加持器泄压，重新安装岩心，并且查
找密封不严的原因。
一切正常的情况下，在抽怎空4-6小时后看真空度是否能达到0.09MPa以 上。如果达不到0.09MPa则换台真空泵重新抽真空，直到真空度达到 0.09MPa后关上A阀稳定一端时间后真空度依然在0.09MPa以上后，关上B阀 进行下一步实验。
多功能岩心驱替仪控制系统设计
第３期（总第１７２期）２０１２年６月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．３Ｊｕｎ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０３－０１０９－０３多功能岩心驱替仪控制系统设计董成林，王昌龙，詹风伟，蔡小磊，胡学敏（扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 ２２５１２７）摘要：研制了一种用于石油三次开采过程物理模拟的仪器。
根据驱替机理和相似原理模拟地层地质的温度和压力条件，借助于计算机、传感器等技术，研究模拟驱油体系在多孔介质中的渗流特性、电阻率变化及驱油效率。
利用ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／Ｃｖｉ编写上位机测控程序，使用串口与智能仪表通信，获取温度压力值并做相应的显示和处理，通过编程ＰＣＩ数据采集卡控制外部硬件。
关键词：石油；岩心驱替仪；驱油效率；ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／Ｃｖｉ；控制系统中图分类号：ＴＰ２７３∶ＴＥ９３７ 文献标识码：Ａ收稿日期：２０１２－０１－１２；修回日期：２０１２－０２－２５作者简介：董成林（１９８６－），男，江苏盐城人，在读硕士研究生，研究方向：测控系统设计研制。
０ 引言石油资源在现代社会发展过程中扮演着极其重要的角色，随着人类的不断勘探、开采，已逐步处于一个紧缺的状态。
石油的开采过程，可以划分为３个阶段：利用天然能量的一次采油，利用人工补充底层能量（如注水、注气）的二次采油，到第三阶段时石油的开采变得非常困难，常规的驱油法采收率比较低，必须不断通过实验来研究更好的驱油方法。
而岩心驱替仪正是为了研究３次采油中驱油方法的物理模拟仪器。
１ 岩心驱替系统总体设计方案岩心驱替系统总体结构示意图如１所示。
岩心模型安装在恒温箱里，通过智能数显表的ＰＩＤ输出控制固态继电器，将温度恒定在设定值。
双缸泵以精确的流量或稳定的压力推动煤油，煤油通过管路把动力传递到驱替容器中的活塞，活塞通过管路将容器中的驱替液推送到岩心模型进行驱替。
工作模式有恒流驱替、恒压驱替等。
驱替实验过程中的低渗透岩心分析方法论证.总结
1驱替实验过程中的低渗透岩心分析方法论证岩心分析的主要内容1、矿物性质，特别是敏感性矿物的类型、产状和含量；2、渗流多孔介质的性质，如孔隙度、渗透率、裂隙发育程度、孔隙及喉道的大小、形态、分布和连通性；3、矿物、渗流介质、地层流体对环境变化的敏感性及可能的损害趋势和后果。
2岩心分析的主要方法2.1 X 射线衍射（X-raydiffraction，XRD）2.1.1 X射线衍射基本概念全岩矿物和粘土矿物部分可用X射线衍射迅速而准确的测定。
XRD分析借助于X射线衍射仪来实现，它主要由光源、测角仪、X射线检测和记录仪构成。
2.1.2 X射线衍射物相分析原理每一种结晶体（包括晶质矿物）都有自己独特的化学组成和晶体结构。
当x 射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的衍射特征可以用各个反射面网的面网间距（d值）和反射的相对强度（I/I0）来表示。
其中面网间距d值与晶胞的形状和大小有关，相对强度则与晶体质点的种类及在晶胞中的位置有关。
根据它们在衍射图谱上表现出的不同衍射角和不同的衍射峰值高（强度），可以鉴别各类结晶物质包括岩石中各种矿物的组成。
2.1.3粘土矿物类型鉴定和相对含量计算方法利用粘土矿物特征峰的d值，鉴定粘土矿物的类型，利用出现矿物对应的衍射峰的强度，定量分析粘土矿物的相对含量。
常见的粘土矿物：蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭石。
相对含量计算：对全晶质样品，利用在所有样品中普遍存在的矿物-----石英作为标准，根据下列公式计算各矿物的相对含量：I i I石英K iX IX石英即X石英K1I1I石英1K1I1I石英LX II1KII石英X石英式中，n----物相个数；I-----石英特征峰的衍射强度；I i-----某矿物相特征峰的衍射强度；X 石英----样品中石英的含量；X i-----样品中某矿物相的含量；K i-----某矿物相特征峰相对于石英特征峰的强度因子。
2.2 2.2.1扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）扫描电镜技术的基本概念扫描电镜技术即是扫描电子显微技术，它利用类似电视摄影显像的方式，用细聚焦电子束在样品表表面上逐点进行扫描成像。
岩心驱替
分析总结
从图上我们可以看出开始时含水率非常低，在注入约0.29PV时开始 含水量大幅度上升，注入压力开始下降，但幅度不是很大。当含水率达到 98%时，采出程度达到52%左右。此时改为二元驱，压力迅速上升，当注 完二元体系，由于换罐的原因所以压力骤然下降，但当开始后续水驱后压 力又从新恢复，说明二元体系在岩心内部流动性差形成了高压，由于流度 能够得到控制，会使驱替液扩大波及体积，进入到开始水驱时所没有波及
1.平流泵： 断开与负载的管路连接，出口与排废容器连通。以无负载的情况下，设置 最大流量输液。用溶剂（如乙醇、甲醇、四氯化碳等）大流量冲洗泵的流路，并 在结束时放净。关机，切断电源，在清洁处保存仪器。 2.中间容器及管线阀门： 拆除连接管线后，清洗各个管线（个别管线内残留化学药品的要多次清 洗），中间容器要打开把剩下的药品进行分类回收。再进行清洗容器多次清洗， 六通阀要注重清洗。清洗后放置恒温箱内烘干。 3.岩心夹持器：
6.饱和油及测试含油饱和度
当测玩岩心水相渗透率后，下一步该给岩心饱和模拟油，根据模拟地层情 况选择模拟油的粘度，粘度高时用煤油稀释。大庆地层的模拟油选择在
10mPa· s左右。在饱和地层水时，就把模拟油装如中间容器开始恒温。现在把
测试完水相渗透率后的岩心加持器连接到装油模拟油的中间容器上，启动平流 泵调整速度为0.3ml/min向岩心内注入。 实验要求岩心的含油饱和度在70%以上。主要通过两种途径来提高含油饱
注意：
1.加岩心时务必保持岩心两边方形口水平不错位。 2.岩心一定要保持在夹持器的中间位置。 3.方形堵头务必拧紧。
2.打环压
拧紧两端后，用手 动计量泵向岩心夹持器 的环形空间打压，并放 空后使环压达到7MPa
左右为止。静止一段时
一种致密油岩心的CO2驱替装置[实用新型专利]
![一种致密油岩心的CO2驱替装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8271567d842458fb770bf78a6529647d27283488.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921121815.X(22)申请日 2019.07.17(73)专利权人 西南石油大学地址 610500 四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人 杨智帆 乐平 贾冰懿 丛欣 (51)Int.Cl.G01N 15/08(2006.01)(54)实用新型名称一种致密油岩心的CO2驱替装置(57)摘要本实用新型公开了一种致密油岩心的CO2驱替装置，包括加热箱，所述加热箱包括流体加热罐、岩心夹持器以及防憋压装置，所述流体加热罐与加热箱左侧的驱替液活塞容器组连接，所述驱替液活塞容器组左侧与驱替泵连接，所述岩心夹持器的上方固定安装有围压泵，岩心夹持器的流出管与右侧流体分离器连接，所述流体分离器的上方与流体计量装置连接，所述流体计量装置与加热箱上方的信息采集计算机连接。
本实用新型通过一系列的结构优化，实现了CO2驱替与原油驱替装置的一体化；通过减小加热箱体积，提高了装置的加热效率；通过加入防憋压装置，解决了致密油的驱替过程中因岩心渗透率低造成的憋压问题，保证了实验的安全高效。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 210180885 U 2020.03.24C N 210180885U1.一种致密油岩心的CO2驱替装置，包括加热箱(1)，其特征在于：所述加热箱(1)包括流体加热罐(2)、岩心夹持器(3)以及防憋压装置(4)，所述流体加热罐(2)与加热箱(1)左侧的驱替液活塞容器组(5)连接，所述驱替液活塞容器组(5)左侧与驱替泵连接(6)，所述岩心夹持器(3)位于加热箱(1)内部，岩心夹持器(3)上方固定安装有围压泵(7)，岩心夹持器(3)流出管与右侧流体分离器(8)连接，所述流体分离器(8)上方与流体计量装置(9)连接，所述流体计量装置(9)与加热箱(1)上方的信息采集计算机(10)连接。
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岩心流动实验 驱油实验
吸附滞留量、IPV、RF及RFF、多孔介质中的流变性
聚合物分子量、浓度、经段济塞效尺寸果及评组价合的影响
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驱替实验流程设计
1注入泵 2、3、4中间容器，分别装有盐水、聚合物溶液、模拟 油 5岩心夹持器 6压力表 7油水分离器 8计量器 9环压 10压力 传感器 11数据采集系统 12恒温箱
注入堵性水、调阻剖剂力等系的数评价、 水残驱余、阻聚力合系物数驱、
） ➢提高采收率研究
复合驱油试验
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驱替装置简介
仪器基本组成
➢ 注入系统
注入泵
可
将
注 入 到 岩 心 内
各 种 流 体 按 一 定
✓岛津恒流泵LC-10ADvp ✓双缸恒速恒压泵D-250L 中间容器
流
管阀件
由于油藏的非均质性，聚合物溶液优先流到油藏高渗透部位。
聚合物溶液在流动过程中，一方面表现出驱替液粘度升高，另一方面造成流过部分渗透率降低， 这种综合作用首先增加了驱替液在油藏高渗透部位的流动阻力，提高了波及效率。
➢ 聚合物粘弹性的作用
聚合物溶液的粘弹性对于流体在盲端内的流动速度场、应力场及压力场有较大的影响。
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聚合物溶液在多孔介质中的流动特性
➢ 阻力系数和残余阻力系数
阻力系数Resistance Factor
残余阻力系数Residual Resistance Factor
物理和数值模拟研究表明，聚合物驱油效果与聚合物改善流度比和降低 渗透率能力有关，即与二者有关。
影响因素很多：
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驱替实验注意事项
✓ 聚合物的吸附——岩石表面吸附（静态吸附量测定） ✓ 机械捕集——较大尺寸分子堵塞窄小孔隙（过滤作用） ✓ 水动力学滞留——流向或流速改变（作用小、可忽略） 滞留量是聚合物驱过程设计的重要依据和油藏数值模拟的基础输入参数。
➢ 不可入孔隙体积（Inaccessible Pore Volume）
聚合物分子和水的流速有差异
流体的粘弹性越大，盲端内的流速和应力越大，流体在盲端内的波及浓度越大，有利于提高残 余油的驱油效率。
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驱替实验背景知识
聚合物驱室内研究
➢ 目的
筛选适合油藏的聚合物
进行聚合物驱的敏感性分析
为数模提供必要的输入参数
➢ 内容
配伍性实验
开发效果预测
溶解性、增粘性、过滤性（对应注入性）、流变性等
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常规实验流程
➢ 孔隙体积的测试
岩心：称重法，真空饱和称重 填砂管：称重法，读体积法（与设备条件有关）
➢ 渗透率的测试
测量岩心外形参数 真空饱和盐水 水驱替岩心至压力稳定，记录压力、流量 代入达西公式计算
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常用实验流程
➢ 阻力系数的测试
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驱替装置简介
仪器功能
测定岩心的进出口压差 研和究流钻过、岩采心作的业液中体外流来物
➢液体渗透率测定
量质，对结地合层其的它伤参害数及根避免 据或达减西轻定伤律害计的算方法
（
压 力
模
➢地层敏感性（地层伤害）评价
、拟
温 地 ➢采油化学评价
防膨抑砂剂、粘土稳定剂、
度层
、 水
环 境
➢渗流特性研究
质
驱替实验背景知识
多孔介质的性质
➢ 定义：一种含有相互连通或不连 通的各种孔洞或空隙，这些洞隙 呈随机分布或按某种有序的几何
分布的固体物质。
➢ （有效）孔隙度：（有效）孔隙 体积与多孔介质总体积的比值
➢ 渗透率：让流体流过其相互连通 的孔隙网络的能力，是流体传输 性能的量度。
达西公式：
K QL
AP
水测渗透率 盐水驱替 聚合物驱替 相关数据代入公式
➢ 残余阻力系数测试
阻力系数测试 水冲洗至压力稳定 相关数据代入公式
➢ 驱油效率测试
水测渗透率（饱和水） 饱和油 水驱至无油 工作介质驱油（水、
聚合物溶液、复合驱 工作液等） 后续水驱至无油 数据处理，计算采收 率
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适用于线性体系中处于 稳态层流的非压缩性 均匀流体！
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驱替实验背景知识
聚合物溶液在多孔介质中的流动特性
➢ 聚合物在多孔介质中的滞留
有利面：降低油层岩石渗透率、从而有助于降低水的流度 负面影响：聚合物分子数目减少，溶液粘度下降 影响因素：多孔介质结构、地层水质、聚合物本身性能 按滞留机理分类
➢ 计算机注意防毒，运行控制系统时切忌联网、运行其它程序 。 ➢ 流程管汇部分需要经常清洗，尤其是注完高矿化度盐水后要立即清洗； ➢ 定期对仪器进行耐压实验，对仪器的泄露部分更换密封件； ➢ 流程长期不用时，流程管汇内注满油或用高压气吹干； ➢ 恒速泵需采用纯水或煤油作流动相，定期清洗；
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汇报提纲
驱替实验背景知识 驱替装置简介 驱替实验注意事项 现场注聚工艺流程
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驱替实验注意事项
安全操作
➢ 注意各检测仪表的量程； ➢ 正确的电源输入，良好的接地； ➢ 设计好试验流程走向，确保阀门操作无误； ➢ 高温实验时带绝热手套，时刻注意高压容器压力变化。
仪器维护
RF
✓
✓
✓
聚岩地w合心层/物渗水p性透矿能率化度Kww
/
Kp
p
RFF✓ 注K入w速b 度/ Kwa
✓ 其它因素
p w
RF
K QL AP
RF
Qw Qp
/
Pw Pp
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驱替实验背景知识
聚合物驱油主要机理 ➢ 改善流度比，扩大波及体积
M
w o
Kw
w
/表明油的流动能力比水强，水驱油的效果好，接近于活塞式驱替；
M＞1时，则水的流动能力比油强，更容易流动的水将呈手指状通过油层（指进现象），而将
大部分原油留在油层内。
聚合物的加入可以提高水相的粘度，同时降低渗透率，使流度比降低，因而可以提高驱替液的 波及能力。
➢ 增加驱替相的流动阻力
量
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注入系统
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➢ 模拟系统
仪器基本组成
岩心夹持器或填砂管 恒温箱 环压泵 回压系统
➢ 计量系统
压力测量 温度测量 流量计量 油水体积计量
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模拟系统
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计量系统
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