模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统及方法与流程

本发明涉及微观驱油模型出入口压力测量，特别是涉及到一种模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统及方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国工业生产对于原油的需求量不断提高，在油田开发过程的研究中，大部分油田已进入开发中后期，使得开采难度加大，影响油田的开发效果，并且投入成本增多。为降低经济成本，方便观察各种驱油体系在孔隙介质中的流动过程,进行多相渗流特征和驱油机理研究，因此从宏观到微观的发展已经成为业界公认的不可抗拒的趋势，这一趋势推动了微观模型的发展，并广泛应用于油田开采的微观模拟实验中。微观驱油系统是油田开发实验中研究较多的科研项目，通过高倍显微镜观察可视化的微观驱油模型，可直观的观察到油水在模型中的渗流情况，通过采集动态图像并且量化处理，精确地描述各种驱替相连续变化的运动轨迹和驱替规律，及时、准确地计算每一个阶段的采收率的大小。但在针对其出入口压差测量的过程中，由于微观模型尺寸小，且模型流道中的液体体积小(约为10-100μm)，无法满足一般压力仪器测量所需要的最少体积的液体(1ml)，并且常规的压力传感器等测量仪器尺寸较大，使得压力测量位置偏差大，操作复杂，因此测量误差较大，无法应用于微观驱油模型出入口的压差计算，影响实验测试结果。微观驱油系统所采用的观察系统为高清摄像机，在摄像机下可以观察各种驱替相的连续变化和渗流规律，但在摄像机中不能直观地看出油水两相流动中管道出入口压差变化。

2、在申请号：cn201811045688.x的中国专利申请中，涉及到模拟油藏条件的微观驱油实验方法及注液方法，模拟油藏条件的微观驱油实验方法，包括以下步骤，1)向微观模型内注入原油；2)当原油从驱剂入口注入微观模型时，进行水驱之前，向驱剂入口内注水将驱剂入口处残留的原油通过放空口排出，然后进行水驱；在原油从进油口注入微观模型的渗流区内时，直接从驱剂入口注入水进行水驱；3)在进行化学驱之前，向驱剂入口内注入化学剂将驱剂入口处残留的水通过放空口排出，然后进行化学驱。在微观模型上设置放空口，可以在前一驱剂完成后通过放空口将驱剂入口和导流槽内的残液排出，使后一步骤中的驱剂免受污染，提高了实验方案的驱剂注入量的精度，从而提高了驱油图像分析的准确性。

3、在申请号：cn202110022199.8的中国专利申请中，涉及到一种深层油藏高温高压气驱油微观可视化实验方法，包括以下步骤：将模拟实际储层条件下岩样的玻璃刻蚀模型安装在高压密封夹持器中，抽真空；向储层围压环腔中注入围压液，并通过围压跟踪泵控制围压；通过高温加热容器对储层围压环腔中的围压液加热升温；将玻璃刻蚀模型置于显微镜下；将原油和驱替流体介质分别装入加热恒温活塞容器中，将回压单元调节至地层模拟压力；通过高压注入泵和气体增压系统进行注水注气驱替实验。该发明可用于模拟微纳米级孔隙结构中油水气分布状态与流体运移特征，定量表征高温高压水驱、气驱、化学驱微观剩余油启动机理，对于油田储层开发过程中的油水饱和度分布及大小的判断具有重要的指导意义。

4、在申请号：cn201510071089.5的中国专利申请中，涉及到一种高含水油藏微观水驱剩余油水动力学表征方法，该高含水油藏微观水驱剩余油水动力学表征方法包括：步骤1，进行微观水驱实验，并观测微观水驱油过程及剩余油变化的全程动态；步骤2，结合微观水驱油过程中剩余油的镜下几何形态定性的将剩余油定性分类；步骤3，结合微观水驱油镜下特征采用毛细管模型及并联非等径模型模拟岩石孔隙、喉道；以及步骤4，在毛细管模型及并联非等径模型的基础上定义局部毛管数并以此建立了微观剩余油的水动力学表征方法。该高含水油藏微观水驱剩余油水动力学表征方法具有较强的实用性和普遍性，为油田的高含水、特高含水油藏的剩余油挖潜提供理论指导。

5、在申请号：cn201811046304.6的中国专利申请中，涉及到一种模拟油藏条件的实验系统、微观模型及其固定装置，微观模型固定装置包括固定座和设置在固定座上的微观模型，所述微观模型上设有供驱剂流入的驱剂入口，所述微观模型上还设有供驱剂入口处的残液流出的放空口，所述驱剂入口和放空口连通。在微观模型上设置与驱剂入口连通用于残液流出的放空口，可以在前一步骤完成后通过放空口将驱剂入口和导流槽内多余的流体排出，使后一步骤中的驱剂免受污染，提高了实验方案的驱剂注入量的精度，从而提高了驱油图像分析的准确性；此外，放空回路还能起到平衡压差的作用。

6、以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用渐缩管测量微观驱油模型出入口压差，可以直观的显示出入口压差并准确计算压差数据的模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统及方法。

2、本发明的目的可通过如下技术措施来实现：模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统，该模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统包括入口阀门、微观驱油模型、出口阀门、第一连通管、第二连通管、连通管入口阀门、渐缩管和连通管出口阀门，该入口阀门和该出口阀门分别位于该微观驱油模型的两端，该连通管入口阀门和该连通管出口阀门分别位于该渐缩管的两端，该微观驱油模型的入口与该渐缩管的入口之间通过该第一连通管连通，该微观驱油模型的出口与该渐缩管的出口之间通过该第二连通管连通。

3、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

4、将该第一连通管、该渐缩管和该第二连通管中充满水，在该渐缩管中间位置放置一个气泡，通过观察气泡移动表征该渐缩管出入口两端压差变化。

5、计算气泡在某一时刻沿该渐缩管两个方向的毛管力，进而推算该渐缩管出入口两端压差大小，又因为该渐缩管出入口两端与该微观驱油模型出入口两端压差基本一致，因而可以计算出该微观驱油模型出入口两端压差。

6、显微镜下计算该渐缩管中气泡两端曲液面曲率半径，气泡两端压差为：

7、p2-p1＝2δ(1/r1-1/r2)  (1)

8、式中：

9、p2-气泡泡后压力；

10、p1-气泡泡前压力；

11、δ-液面界面张力；

12、r1-气泡小曲液面的曲率半径；

13、r2-气泡大曲液面的曲率半径。

14、本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量方法，该模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量方法采用了模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统，包括：

15、步骤1，向微观驱油模型中注入水；

16、步骤2，在微观驱油模型已经完全束缚水时，向微观驱油模型内注入原油，饱和油；

17、步骤3，向渐缩管中注入水，并加入实验气泡；

18、步骤4，向微观驱油模型中注入水，显微镜下计算渐缩管中气泡两端曲液面曲率半径，计算气泡两段压差，从而得到微观驱油模型出入口两端压差。

19、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

20、在步骤1，关闭连通管入口阀门及连通管出口阀门，打开入口阀门和出口阀门，向微观驱油模型内注水。

21、在步骤2，经过一段时间后，微观驱油模型入口注入量与出口产出量相同，此时微观驱油模型已经完全束缚水，向微观驱油模型内注入原油，饱和油。

22、在步骤3，关闭入口阀门及出口阀门，打开连通管入口阀门及连通管出口阀门，向第一连通管道内注水，使渐缩管内充满水，待渐缩管内充满水后，在连通管入口阀门处加入实验气泡，当实验气泡随着水的流动移动在中间位置时，关闭连通管入口阀门及连通管出口阀门。

23、在步骤4，打开入口阀门及出口阀门，向微观驱油模型内注水，显微镜下计算渐缩管中气泡两端曲液面曲率半径，气泡两端压差即微观驱油模型出入口两端压差为：

24、p2-p1＝2δ(1/r1-1/r2)  (1)

25、式中：

26、p2-气泡泡后压力；

27、p1-气泡泡前压力；

28、δ-液面界面张力；

29、r1-气泡小曲液面的曲率半径；

30、r2-气泡大曲液面的曲率半径。

31、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：利用渐缩管测量人体狭窄血管模型两端压差的方法，该利用渐缩管测量人体狭窄血管模型两端压差的方法采用了模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统，利用微观驱油模型模拟人体狭窄血管模型，包括：

32、步骤1，将模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统抽真空；

33、步骤2，向渐缩管中注入水，并加入实验气泡；

34、步骤3，向人体狭窄血管模型中注入液体，显微镜下计算气泡两端曲液面曲率半径，计算气泡两段压差，从而得到人体狭窄血管模型出入口两端压差。

35、本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：

36、在步骤2中，关闭入口阀门及出口阀门，打开连通管入口阀门及连通管出口阀门，向第一连通管道内注水，使渐缩管内充满水，在中间位置放置一实验气泡，关闭连通管入口阀门及连通管出口阀门。

37、在步骤3中，打开入口阀门及出口阀门，向人体狭窄血管模型内注入液体，显微镜下计算气泡两端曲液面曲率半径，气泡两端压差即人体狭窄血管模型出入口两端压差为：

38、p2-p1＝2δ(1/r1-1/r2)  (1)

39、式中：

40、p2-气泡泡后压力；

41、p1-气泡泡前压力；

42、δ-液面界面张力；

43、r1-气泡小曲液面的曲率半径；

44、r2-气泡大曲液面的曲率半径。

45、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：利用渐缩管测量微观驱油模型加入降粘剂之后的出入口压差的方法，该利用渐缩管测量微观驱油模型加入降粘剂之后的出入口压差的方法采用了模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统，包括：

46、步骤1，将模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统抽真空；

47、步骤2，向微观驱油模型内注入原油；

48、步骤3，向渐缩管中注入水，并加入实验气泡；

49、步骤4，向微观驱油模型内注降粘剂，显微镜下计算渐缩管中气泡两端曲液面曲率半径，计算气泡两段压差，从而得到微观驱油模型加入降粘剂之后的出入口压差。

50、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

51、在步骤2，关闭连通管入口阀门及连通管出口阀门，打开入口阀门及出口阀门，向微观驱油模型内注入原油，经过一段时间后，微观驱油模型中的气泡全部消失，此时微观驱油模型中的孔隙通道内已经全部充满原油。

52、在步骤3，关闭入口阀门及出口阀门，打开连通管入口阀门及连通管出口阀门，向第一连通管道内注水，使渐缩管内充满水，在中间位置放置一实验气泡，关闭连通管入口阀门及连通管出口阀门。

53、在步骤4，打开入口阀门及出口阀门，向微观驱油模型内注降粘剂，显微镜下计算气泡两端曲液面曲率半径，气泡两端压差即微观驱油模型加入降粘剂之后的出入口压差为：

54、p2-p1＝2δ(1/r1-1/r2)  (1)

55、式中：

56、p2-气泡泡后压力；

57、p1-气泡泡前压力；

58、δ-液面界面张力；

59、r1-气泡小曲液面的曲率半径；

60、r2-气泡大曲液面的曲率半径。

61、本发明中的模拟压驱储藏二维两向可视化出入口压差测量系统及方法，装置结构简单，经济实用。其目的在于：可以直观的观察到出入口压差的变化并准确计算压差数据。此设计在油水两相流动研究中，对于管道出入口压差的测定更加精准，对提高采收率具有积极意义。