一種CO2驅油過程中測定油水界面張力變化規律的裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種CO2驅油過程中測定油水界面張力變化規律的裝置及方法，屬于油氣田開發領域所用測試方法領域。所述方法首先測定水驅過程中不同壓力下的油水界面張力，然后保持油藏條件不變，轉換為CO2驅，再測定CO2驅過程中不同壓力下的油水界面張力，最后對測得的這兩種油水界面張力進行對比，獲得CO2注入過程中油水界面張力的變化規律。利用本發明專利技術方法可以模擬油藏條件下CO2注入過程中油水界面張力變化過程，進而發現CO2注入過程油水界面張力變化規律，為油藏的CO2驅油過程提供數據和理論支持；本發明專利技術方法從水驅到CO2驅是一個連續的過程，保持了油藏條件不變，可以更好地模擬真實的礦場實施情況。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于油氣田開發領域，具體涉及一種測定油水界面張力變化規律的裝置及方法。
技術介紹
CO2驅油是最有前途的提高原油采收率(EOR)方法之一。當CO2注入油藏之后，會形成許多新的相界面，研究CO2驅油過程中界面張力變化規律具有重要的理論和實踐意義。目前礦場CO2驅油過程的注入方式主要是氣水交替注入，此時油藏流體中存在三相分別是飽和CO2的地層原油、飽和CO2的地層水和飽和地層原油和地層水的CO2,因此必須考慮CO2的注入對油水界面張力的影響。目前，界面張力的測試方法主要包括毛細管上升法、最大氣泡法、威廉米吊片法、滴重法和滴體積法、懸滴法、靜滴法和靜泡法。其中懸滴法可以測定高溫高壓條件下的界面張力，而且擁有較為成型的計算機處理的計算方法。懸滴法是通過測定懸掛在毛細探針頂部的液滴外形參數,應用Bashforth-Adams方程推算出液體的界面張力。屬于這一類的方法雖然不少，但有實用價值的還是1937年Andreas等提出的選面法,其數學模型為γ = Apd^g/H(I)1/H = f ( ds/de)(2)其中de為懸滴液滴的最大直徑,g為重力常數，Δ P為兩相密度差,ds為選擇面直徑，其定義為在與懸滴頂點垂直距離等于de的地方做最大直徑的平行線，交于液滴外形曲線的長度(如圖1所示)。1/H可由ds/de比值查數據表得到。目前研究采用懸滴法測定的界面張力主要集中在油/水、氣/水、油/氣體系，對于CO2驅油過程中油水界面張力變化規律沒有特定測定方法，尤其該測定方法必須要反映在油藏條件下CO2注入后對原有油藏油水界面張力的影響?，F有的文獻中，Daoyong Yang等利用懸滴法研究CO2注入對油水界面張力的影響(Daoyong Yang, Paitoon Tontiwachwuthikul, Yongan Gu.1nterfacial Tensions of theCrude Oil+Reservoir Brine+C02 Systems at Pressures up to 31MPa and Temperaturesof 27°C and 58°C · J. Chem. Eng. Data，2005，50，1242-1249)，但是此方法把CO2 注入前后分為兩個不連續的步驟，即首先測定不同壓力下原油和地層水的界面張力，這個過程結束之后，進行第二個步驟，重新裝入地層水，在釜內地層水上方空間充入CO2，進行油水界面張力的測定。這種測定方法一方面不能保證兩個實驗步驟中的所用的油和地層水性質相同，增加了實驗的誤差，另一方面，由于兩個步驟的間斷，使得第一個步驟中油水之間的相互作用不能帶入到第二個步驟中，而礦場實施過程中氣水交替注入是一個連續的過程，所以此方法不能完全模擬礦場氣水交替注入的方式，進而不能準確反映CO2驅油過程中油水界面張力變化規律。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種測定油水界面張力變化規律的裝置及方法，模擬油藏條件下CO2注入方式為氣水交替注入時，油水界面張力的變化過程，進而發現CO2注入過程中油水界面張力的變化規律，提高油藏的開發效果。本專利技術的方法從水驅到CO2驅是一個連續的過程，保持油藏條件不變，可以更好地模擬真實的礦場實施情況。本專利技術是通過以下技術方案實現的一種測定油水界面張力變化規律的裝置，所述裝置包括地層原油供給系統1、二氧化碳供給系統8、地層水供給系統14、懸滴室5、光源13、放大攝像系統18和計算機圖像處理系統19 ；所述地層原油供給系統I包括原油轉樣泵2、原油壓力表3、閥門和原油進樣泵4，所述原油轉樣泵2的出口通過原油壓力表3、閥門與原油進樣泵4的進口連通，所述原油進樣泵4的出口通過閥門接入懸滴室5 ；所述二氧化碳供給系統8包括二氧化碳手動泵9、二氧化碳容器10、閥門和二氧化碳氣瓶11 ;所述二氧化碳手動泵9的出口通過閥門與二氧化碳容器10的入口連通；所述二氧化碳氣瓶11通過閥門與二氧化碳容器10的另一個入口連通；二氧化碳容器10的出口通過閥門、二氧化碳壓力表12表接入懸滴室5 ；所述地層水供給系統14包括地層水手動泵15、閥門和地層水容器16，所述地層水手動泵15的出口通過閥門與地層水容器16的入口連通，所述地層水容器16的出口通過地層水壓力表17和閥門接入懸滴室5。所述懸滴室5裝在保溫套6內；在所述懸滴室5內懸掛有針22 ；在所述懸滴室5上開有相對的兩個視窗7，光源13對準一個視窗7，放大攝像系統18對準另一個視窗7，放大攝像系統18與計算機圖像處理系統19連接；所述懸滴室5有三個接口，其中頂部的第一接口與地層原油供給系統I連接，下部的第二接口與二氧化碳供給系統8連接，下部的第三接口與地層水供給系統14連接；進一步在第三接口分別連接有排空閥20和真空泵21，用于排空或抽真空。一種利用所述的測定油水界面張力變化規律的裝置來測定油水界面張力變化規律的方法，所述方法首先測定水驅過程中不同壓力下的油水界面張力，然后保持油藏條件不變，轉換為CO2驅，再測定CO2驅過程中不同壓力下的油水界面張力，最后對測得的這兩種油水界面張力進行對比，獲得CO2注入過程中油水界面張力的變化規律。所述油藏條件是指油藏溫度和壓力條件。所述方法包括以下步驟(I)CO2驅之前，測定水驅過程中油水界面張力，具體包括以下步驟(11)將整個裝置清洗干凈，并對其抽真空；(12)向所述懸滴室內注入地層水，然后將懸滴室、原油都加熱到地層溫度，調整整個裝置的壓力到第一個水驅壓力測試點的壓力；(13)放置一段時間穩定，將原油壓入懸滴室，在探針處形成油滴，并保持一段時間，由放大攝像系統拍下油滴的圖片，根據油滴的形狀計算出平衡界面張力；(14)降低整個裝置的壓力至第二個水驅壓力測試點的壓力，重復步驟(13)，完成第二個水驅壓力測試點的界面張力測試；(15)逐步降低壓力至剩下的各個水驅壓力測試點，在各個水驅壓力測試點重復步驟(13)的處理，直至壓力降至泡點壓力以上IMPa，完成最后一個水驅壓力測試點的界面張力測試。(2)保持油藏條件不變，將水驅轉為CO2驅，具體包括以下步驟(21)結束水驅，控制CO2的注入壓力與懸滴室內的壓力相等，并在整個步驟⑵中始終保持該壓力恒定；(22)向懸滴室內注入CO2,當CO2進入懸滴室內并使懸滴室排出40mL的地層水之后結束轉注過程；通過步驟(2)保證了油藏條件不變。(3)測定CO2驅過程中油水界面張力，具體包括以下步驟(31)步驟⑵完成后，重復步驟(I)中的步驟(13)；(32)將CO2充入懸滴室，提高整個裝置的壓力至第二個CO2驅壓力測試點，重復步驟(I)中的步驟(13)；(33)繼續將CO2充入懸滴室，逐步提高整個裝置的壓力至各個剩下的CO2驅壓力測試點，在每個CO2驅壓力測試點重復步驟(I)中的步驟(13)，直到壓力覆蓋所有的壓力范圍；(4)整個實驗結束后，將水驅過程中不同壓力下油水界面張力和CO2驅過程中不同壓力下油水界面張力進行對比，獲得CO2注入過程中油水界面張力的變化規律。所述步驟(13)中，每個油滴的保持時間不少于15分鐘，在每個壓力測試點拍攝至少3個油滴。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是利用本專利技術可以模擬油藏條件下CO2注入過程中油水界本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測定油水界面張力變化規律的裝置，其特征在于：所述裝置包括地層原油供給系統(1)、二氧化碳供給系統(8)、地層水供給系統(14)、懸滴室(5)、光源(13)、放大攝像系統(18)和計算機圖像處理系統(19)；所述地層原油供給系統(1)包括原油轉樣泵(2)、原油壓力表(3)、閥門和原油進樣泵(4)，所述原油轉樣泵(2)的出口通過原油壓力表(3)、閥門與原油進樣泵(4)的進口連通，所述原油進樣泵(4)的出口通過閥門接入懸滴室(5)；所述二氧化碳供給系統(8)包括二氧化碳手動泵(9)、二氧化碳容器(10)、閥門和二氧化碳氣瓶(11)；所述二氧化碳手動泵(9)的出口通過閥門與二氧化碳容器(10)的入口連通；所述二氧化碳氣瓶(11)通過閥門與二氧化碳容器(10)的另一個入口連通；二氧化碳容器(10)的出口通過閥門、二氧化碳壓力表(12)表接入懸滴室(5)；所述地層水供給系統(14)包括地層水手動泵(15)、閥門和地層水容器(16)，所述地層水手動泵(15)的出口通過閥門與地層水容器(16)的入口連通，所述地層水容器(16)的出口通過地層水壓力表(17)和閥門接入懸滴室(5)。

【技術特征摘要】
1.一種測定油水界面張力變化規律的裝置，其特征在于所述裝置包括地層原油供給系統(I)、二氧化碳供給系統(8)、地層水供給系統(14)、懸滴室(5)、光源(13)、放大攝像系統(18)和計算機圖像處理系統(19)； 所述地層原油供給系統(I)包括原油轉樣泵(2)、原油壓力表(3)、閥門和原油進樣泵(4)，所述原油轉樣泵(2)的出口通過原油壓力表(3)、閥門與原油進樣泵(4)的進口連通，所述原油進樣泵(4)的出口通過閥門接入懸滴室(5)； 所述二氧化碳供給系統(8)包括二氧化碳手動泵(9)、二氧化碳容器(10)、閥門和二氧化碳氣瓶(11);所述二氧化碳手動泵(9)的出口通過閥門與二氧化碳容器(10)的入口連通；所述二氧化碳氣瓶(11)通過閥門與二氧化碳容器(10)的另一個入口連通；二氧化碳容器(10)的出口通過閥門、二氧化碳壓力表(12)表接入懸滴室(5)； 所述地層水供給系統(14)包括地層水手動泵(15)、閥門和地層水容器(16)，所述地層水手動泵(15)的出口通過閥門與地層水容器(16)的入口連通，所述地層水容器(16)的出口通過地層水壓力表(17)和閥門接入懸滴室(5)。2.根據權利要求1所述的測定油水界面張力變化規律的裝置，其特征在于所述懸滴室(5)裝在保溫套￠)內；在所述懸滴室(5)內懸掛有針(22)； 在所述懸滴室(5)上開有相對的兩個視窗(7)，光源(13)對準一個視窗(7)，放大攝像系統(18)對準另一個視窗(7)，放大攝像系統(18)與計算機圖像處理系統(19)連接； 所述懸滴室(5)有三個接口，其中頂部的第一接口與地層原油供給系統(I)連接，下部的第二接口與二氧化碳供給系統(8)連接，下部的第三接口與地層水供給系統(14)連接；進一步在第三接口分別連接有排空閥(20)和真空泵(21)，用于排空或抽真空。3.一種利用權利要求1或2所述的測定油水界面張力變化規律的裝置來測定油水界面張力變化規律的方法，其特征在于所述方法首先測定水驅過程中不同壓力下的油水界面張力，然后保持油藏條件不變，轉換為CO2驅，再測定CO2驅過程中不同壓力下的油水界面張力，最后對測得的這兩種油水界面張力進行對比，獲得CO2注入過程中油水界面張力的變化規律。4.根據權利要求3所述的測定油水界面張力變化規律的方法，其特征在于所述油藏條件是指油藏溫度和壓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂成遠，倫增珉，王海濤，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院，
類型：發明
國別省市：