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原文传递高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置及使用方法

专利名称：	高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置及使用方法
摘要：	本发明公开了一种高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置及使用方法，包括泡沫原位生成系统，测量系统和回压系统；泡沫原位生成系统包括气体传输通道和液体传输通道；测量系统包括填砂管、高压可视容器和毛细管；回压系统包括储水中间容器、回压阀、泵和第一储水器。本发明在泡沫原位生成后，在没有环境改变的情况下，通过高压可视容器更直观的观测泡沫在地层的真实状态，在没有任何干扰下，准确得到泡沫相关数据，通过回压阀前面加装储水中间容器，提供更为稳定的压力环境。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	徐龙;祝仰文;姜祖明;宫厚健;王卫东;李亚军;桑茜;董明哲;戚佳伟
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010028907.4
公开号：	CN111189978A
代理机构：	济南知来知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李真
分类号：	G01N33/00;G01N11/00;G01N15/08;G;G01;G01N;G01N33;G01N11;G01N15;G01N33/00;G01N11/00;G01N15/08
申请人地址：	266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号
主权项：	1.一种高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置，其特征是，包括泡沫原位生成系统，测量系统和回压系统；所述泡沫原位生成系统包括气体传输通道和液体传输通道；所述测量系统包括填砂管、高压可视容器和毛细管；所述回压系统包括回压阀、泵和第一储水器；所述气体传输通道和液体传输通道在填砂管入口端之前合并成为一条入口管线与填砂管入口端相连接，所述入口管线上设置第一压力计；所述填砂管的出口端设置出口管线，所述出口管线的一端连接填砂管出口端，所述出口管线的另一端并联连接两条管线，其中一条管线依次连接第六阀门、高压可视容器、第七阀门，所述第六阀门和第七阀门分别设置于高压可视容器的底部和顶部；所述高压可视容器与第二压力计相连接；另一条管线依次连接第四压力计、第八阀门、毛细管、第三压力计和第九阀门，所述第八阀门和第三压力计分别设置于毛细管的底部和顶部；所述第七阀门和第九阀门通过管线并联连接至回压阀，回压阀通过管线依次连接第十阀门、泵、第十一阀门和第一储水器，所述回压阀上设置第五压力计，所述回压阀还通过管线与大气相连通；所述填砂管、第六阀门、高压可视容器、第二压力计，第八阀门、第九阀门、毛细管、第九阀门、第四压力计、第三压力计放置在温度控制箱内。 2.如权利要求1所述的一种高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置，其特征是，所述回压系统还包括储水中间容器，所述第七阀门和第九阀门通过管线并联连接至储水中间容器的顶端，所述储水中间容器的底端通过管线连接至回压阀。 3.如权利要求2所述的一种高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置，其特征是，所述气体传输通道包括气瓶、单向阀和第五阀门，所述气瓶通过管线依次连接单向阀、第五阀门，最后与第一入口管线相连接。 4.如权利要求3所述的一种高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置，其特征是，所述气体传输通道还包括气体流量控制器，所述气体流量控制器设置在气瓶和单向阀之间。 5.如权利要求4所述的一种高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置，其特征是，所述液体传输通道包括第二储水器、注射泵、纯水中间容器和起泡剂中间容器；所述第二储水器与注射泵相连，所述注射泵与所述入口管线之间设有两条分支管线，一条分支管线依次通过第一阀门、纯水中间容器和第三阀门，随后与入口管线相连，另一条分支管线依次通过第二阀门、起泡剂中间容器和第四阀门，随后与入口管线相连；所述起泡剂中间容器和纯水中间容器内部均设置活塞。 6.如权利要求5所述的高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置在泡沫提高采收率中的用途。 7.如权利要求5所述高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置的使用方法，其特征是，包括如下步骤： (1)装填装置：纯水中间容器中首先将活塞设置在靠近第一阀门的一侧，在靠近第三阀门的一侧装入水，起泡剂中间容器中首先将活塞设置在靠近第二阀门的一侧，在靠近第四阀门的一侧装入起泡剂，储水中间容器中装入水，将填砂管装填一定目数的石英砂，并称量填砂管和石英砂的总干重m1； (2)设定压力：将温度控制箱调节至设定温度，通过泵给回压阀设置设定压力；打开第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门和第九阀门，其余阀门关闭，打开气瓶，调节气体流量控制器，控制流速，当第一压力计、第二压力计、第三压力计、第四压力计与第五压力计示数一致时，关闭气瓶； (3)测量填砂管的孔隙度和渗透率：打开第一阀门、第三阀门、第八阀门和第九阀门，其余阀门关闭，开启注射泵，调节注射泵至设定流速，通过纯水中间容器中的活塞推动，将纯水中间容器中右侧的水慢慢注入到填砂管中，待填砂管中的石英砂完全饱和水后，称量填砂管和石英砂的总湿重m2，并通过式(1)和(2)计算填砂管中石英砂的孔隙度，由干湿重差除以水的密度即可得到填砂管饱和水的体积，即填砂管的孔隙体积，并计算孔隙度；待第一压力计和第四压力计的示数稳定后，记录第一压力计和第四压力计示数，改变注射泵流速，重复测定不少于三次，根据达西公式绘制压差-流量曲线，计算填砂管的渗透率；式中，m1：填砂管干重，g；m1：填砂管干重，g；ρ水：水的密度，g/ml；V孔：孔隙体积，ml；V管：孔隙体积，ml；孔隙度，％； (4)测量泡沫的流动规律和稳定性：基准对照组：打开第一阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门和第九阀门，其余阀门关闭，开启注射泵和气瓶，调节气体流量控制器，控制一定的气液流速比；将纯水中间容器中右侧的纯水和气瓶中气体同时注入到填砂管中，待第三压力计和第四压力计的示数稳定后，记录第三压力计和第四压力计示数，计算纯水和气体形成的气液混合流体在毛细管中流动时两端的压力差；关闭第八阀门和第九阀门，打开第六阀门和第七阀门，所述气液混合流体从高压可视容器的底部流入，待所述气液混合流体充满高压可视容器后，关闭第六阀门和第七阀门，关闭注射泵和气瓶，通过高压可视容器观察并记录气液混合流体的高度随时间的变化情况，泡沫高度下降一半所用时间即为泡沫半衰期时间；实验组：打开第二阀门、第四阀门、第五阀门、第八阀门和第九阀门，其余阀门关闭，开启注射泵和气瓶，调节气体流量控制器，控制一定的气液流速比；将起泡剂中间容器中右侧的起泡剂和气瓶中气体同时注入到填砂管中，待第三压力计和第四压力计的示数稳定后，记录第三压力计和第四压力计示数，计算起泡剂和气体形成的泡沫混合流体在毛细管中流动时两端的压力差，通过式(3)～(5)计算流度降低系数；关闭第八阀门和第九阀门，打开第六阀门和第七阀门，所述泡沫混合流体从高压可视容器的底部流入，待所述泡沫混合流体充满高压可视容器后，关闭第六阀门和第七阀门，关闭注射泵和气瓶，通过高压可视容器观察并记录所述泡沫混合流体的高度随时间的变化情况，记录泡沫半衰期时间； △P0＝P0,3-P0,4 (3) △P1＝P1,3-P1,4 (4) 式中，△P0：气体和纯水形成的气液混合流体流经毛细管时，毛细管两端的压力差值，Pa；P0,3：气体和纯水形成的气液混合流体流经毛细管时，第三压力计示数，Pa；P0,4：气体和纯水形成的气液混合流体流经毛细管时，第四压力计示数，Pa；△P1：气体和起泡剂形成的泡沫混合流体流经毛细管时，毛细管两端的压力差值，Pa；P1,3：气体和起泡剂形成的泡沫混合流体流经毛细管时，第三压力计示数，Pa；P1,4：气体和起泡剂形成的泡沫混合流体流经毛细管时，第四压力计示数，Pa；MRF：泡沫在毛细管中流动时流度降低系数，无因次量； (5)清洗：打开第一阀门、第三阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门和第九阀门，其余关闭，开启注射泵，将纯水中间容器中右侧的水注入填砂管、高压可视容器和毛细管中进行清洗； (6)改变起泡剂浓度、气液流速比、填砂管中石英砂的物理性质、温度控制箱的温度、回压阀的压力重复步骤(1)～(5)，得到不同条件下泡沫生成的稳定性和流动规律。 8.如权利要求7所述的高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置的使用方法，其特征是，所述气体是甲烷、二氧化碳、氮气、空气中的一种。 9.如权利要求7所述的高温高压泡沫原位生成和评价的联用测试装置的使用方法，其特征是，所述起泡剂是表面活性剂分散液、表面活性剂/纳米颗粒混合分散液、表面活性剂/聚合物混合分散液及其它具有表面活性的分散液中的一种。
所属类别：	发明专利