一种二氧化碳定量注入驱替实验系统及方法与流程

本发明属于岩心驱替实验，具体涉及一种二氧化碳定量注入驱替实验系统及方法。

背景技术：

1、二氧化碳驱油技术是我国大力发展的提高采收率技术，作为一种优良的驱油剂，二氧化碳有着粘度低、注入能力强、补充储层能量优良等性质。因此二氧化碳驱油成为被大力推广的驱油技术。目前，在二氧化碳驱油的过程中，二氧化碳气体的注入参数对采收率有着重要的影响，较高的注气速度条件下二氧化碳易气窜，采收率较低；注气速度过低时，气体在近井地带聚集，不利于驱出微小孔隙中的原油，采收率较低。而且现有的二氧化碳室内超临界注入时的驱替压力不稳定性，流量也不稳定，这样将影响实验结果，温度变化会对液态二氧化碳带来相态变化。

2、总之，现有的驱替实验系统的实验精准度偏低，究其原因是不能实现二氧化碳在恒压、恒速、恒温条件下的定量连续注入。

技术实现思路

1、本发明提供了一种二氧化碳定量注入驱替实验系统及方法，用于解决现有的驱替实验系统的因不能实现二氧化碳在恒压、恒速、恒温条件下的定量连续注入而导致实验精准度偏低的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种二氧化碳定量注入驱替实验系统，包括二氧化碳储气瓶、恒温水浴设备、恒速装置、回压阀和岩心夹持器，所述恒温水浴设备的进口与所述二氧化碳储气瓶的出口相连通；所述恒速装置配置有进口和出口，所述恒速装置的进口与所述恒温水浴设备的出口相连通；所述回压阀设置有一个进口和一个出口，所述回压阀的进口与所述恒速装置的出口相连通；所述岩心夹持器内装设有实验岩心，所述岩心夹持器包括二氧化碳流体进口，所述岩心夹持器的二氧化碳流体进口与所述回压阀的出口相连通；

4、其中，所述二氧化碳储气瓶，用于储存二氧化碳；

5、所述恒温水浴设备，用于对二氧化碳流体进行恒温处理，获得恒温的二氧化碳流体；

6、所述恒速装置，用于使恒温的二氧化碳流体的流速稳定，获得恒速、恒温的二氧化碳流体；

7、所述回压阀，用于使恒速、恒温的二氧化碳流体获得恒压，获得恒压、恒速、恒温的二氧化碳流体，从而实现二氧化碳在恒压、恒速、恒温条件下的定量注入。

8、优选地，所述恒速装置包括第一活塞式储气容器、第二活塞式储气容器、第一气动开关、第二气动开关、恒速恒压泵和液体计量阀，

9、所述第一气动开关包括一个进口、第一出口和第二出口，其中调节所述第一气动开关，能实现所述第一气动开关的进口与第一出口或第二出口的导通；

10、所述第一气动开关的进口与所述恒速恒压泵的出口相连通；

11、所述第一气动开关的第一出口和第二出口分别与所述第一活塞式储气容器和所述第二活塞式储气容器的进口相连通；

12、所述第二气动开关包括一个主路进口、第一支路进口、第二支路进口和一个出口，其中调节所述第二气动开关，能实现所述第二气动开关的主路进口与第一支路进口或第二支路进口或出口以及第一支路进口或第二支路进口与出口的导通；

13、所述第一活塞式储气容器和所述第二活塞式储气容器的出口分别与所述第二气动开关的第一支路进口、第二支路进口相连通；

14、所述第二气动开关的主路进口作为所述恒速装置的进口，与所述恒温水浴设备的出口相连通，所述第二气动开关的出口通过所述恒速恒压泵与所述液体计量阀的进口相连通；

15、所述液体计量阀的出口作为所述恒速装置的出口，与所述回压阀的进口相连通。

16、优选地，所述回压阀还包括一个回压口，所述回压阀的回压口配置有第一调压手摇泵。

17、优选地，所述岩心夹持器还包括围压口和二氧化碳流体出口，所述岩心夹持器的围压口配置有第二调压手摇泵；所述岩心夹持器的二氧化碳流体出口作为排液口。

18、优选地，所述恒温水浴设备内设置有恒温槽，所述恒温槽内铺设有恒温管，恒温管周围设有恒温水，其中恒温管的进口作为恒温水浴设备的进口，恒温管的出口作为恒温水浴设备的出口；

19、所述二氧化碳储气瓶的出口与恒温水浴设备的恒温管的进口相连通，

20、所述恒温水浴设备的恒温管的出口与所述恒速装置的进口相连通。

21、优选地，所述二氧化碳储气瓶的出口与恒温水浴设备的恒温管的进口连通的管道上设置有增压设备，所述增压设备包括气体增压泵、第三气动开关、高压容器和磁助式电接点压力表，

22、所述气体增压泵、所述第三气动开关和所述高压容器从前至后依次设置在二氧化碳储气瓶的出口与恒温水浴设备的恒温管的进口连通的管道上；

23、所述磁助式电接点压力表包括气动压力接口和控制电路接口，磁助式电接点压力表的气动压力接口设置在高压容器上，磁助式电接点压力表的控制电路接口设置气体增压泵；

24、打开第三气动开关后，气体增压泵与高压容器相连通，当高压容器的压力低于增压后设计压力p0时，磁助式电接点压力表控制气体增压泵启动增压，直至高压容器的压力达到增压后设计压力p0；

25、其中，所述第三气动开关，用于控制二氧化碳流体在管道内的流动与停止；

26、所述高压容器，用于将经过气体增压泵增压后的高压二氧化碳流体进行储存。

27、优选地，所述气体增压泵配置有静音空气压缩机。

28、优选地，所述高压容器为i型高压容器。

29、优选地，所述高压容器的出口与所述恒速装置的进口连通的管道上设置有高压调压阀，以确保进入恒速装置内的二氧化碳流体的压力达到实验设计压力p1；所述高压调压阀配置有压力表。

30、第二方面，本发明还公开了一种二氧化碳定量注入驱替实验方法，采用上述的二氧化碳定量注入驱替实验系统，包括：

31、步骤一：打开所述第三气动开关，由静音空气压缩机为二氧化碳增压泵提供压缩二氧化碳所需的空气动力，启动气体增压泵压缩二氧化碳，通过气体增压泵将二氧化碳增压后储存在高压容器内；

32、打开所述磁助式电接点压力表，二氧化碳经过气体增压泵压缩后进入高压容器内，直至二氧化碳被压缩至高压容器的压力达到增压后设计压力p0，磁助式电接点压力表控制气体增压泵停止工作，待高压容器内稳压后关闭气体增压泵；

33、步骤二：将高压调压阀调节至实验设计压力p1，打开高压调压阀，使液态二氧化碳通过恒温水浴设备稳定恒温后，通过调节所述第二气动开关，使所述第二气动开关的主路进口与第一支路进口或第二支路进口导通，二氧化碳进入到第一活塞式储气容器或第二活塞式储气容器内，待液态二氧化碳完全进入到第一活塞式储气容器或第二活塞式储气容器内部后，调节所述第二气动开关，使所述第二气动开关的主路进口与第一支路进口或第二支路进口关闭；

34、步骤三：通过第一调压手摇泵控制回压阀注入实验设计压力p1，同时通过第二调压手摇泵为岩心夹持器内的实验岩心施加围压；

35、步骤四：调整第二气动开关，使第二气动开关的第一支路进口或第二支路进口与出口导通，调节第一气动开关，使第一气动开关的进口与第一出口或第二出口相导通，启动恒速恒压泵，将第一活塞式储气容器或第二活塞式储气容器内的二氧化碳顶出；

36、二氧化碳经过液体计量阀、回压阀进入到岩心夹持器内的实验岩心进行驱替实验；

37、步骤五：收集从排液口流出的流体，并对该流体中的油和二氧化碳气体进行分离和测量，以获得二氧化驱替实验的相关数据。

38、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

39、(一)本发明公开了一种二氧化碳定量注入驱替实验系统及方法，其中二氧化碳储气瓶用于储存二氧化碳；恒温水浴设备用于对二氧化碳流体进行恒温处理，获得恒温的二氧化碳流体；恒速装置用于使恒温的二氧化碳流体的流速稳定，获得恒速、恒温的二氧化碳流体；回压阀用于使恒速、恒温的二氧化碳流体获得恒压，获得恒压、恒速、恒温的二氧化碳流体，从而实现二氧化碳在恒压、恒速、恒温条件下的定量注入。本发明公开了一种二氧化碳定量注入驱替实验系统及方法，可用于室内二氧化碳驱替实验，保证实现精准、高效的实验条件，从而解决现有的驱替实验系统的实验精准度偏低的难题。

40、(二)本发明公开了一种二氧化碳定量注入驱替实验系统及方法，其中，该二氧化碳定量注入驱替实验系统的恒速装置包括第一活塞式储气容器、第二活塞式储气容器、第一气动开关、第二气动开关、恒速恒压泵和液体计量阀，能够实现二氧化碳在恒压、恒速、恒温条件下的连续定量注入，不仅解决现有的驱替实验系统的实验精准度偏低的难题，还可以通过定量地注入二氧化碳进行驱替实验可获得二氧化碳驱油的实验数据，用于指导生产。