專利名稱：一種厭氧簡易巖心驅(qū)油模擬系統(tǒng)模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厭氧簡易巖心驅(qū)油模擬系統(tǒng)及方法，用于厭氧條件下微生物提高原油采收率試驗的研究。
背景技術(shù)：
微生物提高原油采收率是ー項緑色、經(jīng)濟(jì)的三采技術(shù)，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景，目前正處于應(yīng)用研究階段。一般而言，其礦場試驗是直接在油田掘井或利用現(xiàn)有油井進(jìn)行的，耗費巨大且不利于現(xiàn)有油井的正常開采。因此，室內(nèi)的巖心驅(qū)油模擬試驗作為ー項判斷微生物提高原油采收率技術(shù)可行性的重要程序，被廣大研究者所利用。但是目前所采用的巖心驅(qū)油模擬裝置型式雜亂，一些過于簡單，不能滿足地層厭氧環(huán)境的要求，一些構(gòu)成復(fù)雜，建造費用極其昂貴，并且在眾多的模擬裝置中少有符合生產(chǎn)實際的循環(huán)模擬裝置。本發(fā)明綜合考慮了采油技術(shù)的生產(chǎn)實際情況，設(shè)計發(fā)明了一種厭氧簡易巖心驅(qū)油模擬系統(tǒng)，是ー套簡易的集厭氧、循環(huán)、三相分離的用于微生物提高原油采收率室內(nèi)模擬試驗的試驗裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是(I)模擬原油開采的實際生產(chǎn)情況；(2)構(gòu)建地層厭氧條件，模擬地層巖心；(3)實現(xiàn)簡易操作及油、水、氣的三相分離采集。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種厭氧簡易巖心驅(qū)油模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括蠕動泵、巖心模擬柱、三相分離采樣器、厭氧真空閥系統(tǒng)及硅膠管路；
所述蠕動泵采用常規(guī)試驗用恒流動力裝置；
所述巖心模擬柱為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，呈柱狀，兩端為法蘭密封，可拆卸填裝巖心或其他不同填料以模擬油層地質(zhì)條件，法蘭內(nèi)置硅膠密封圈，兩端法蘭中心開孔接銅質(zhì)閥門，閥門向外連接硅膠管路；
所述三相分離采樣器為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，呈長方體狀，橫置，內(nèi)置“ J”形集油導(dǎo)流板；箱體上部開有止逆通氣管ロ、油/氣采集管ロ和注液采液管ロ ；箱體兩端設(shè)進(jìn)液管口和出液管ロ ；箱體ー側(cè)設(shè)置排空閥門；
所述厭氧真空閥系統(tǒng)為兩個“T”形三通，三通直流兩端直接接于硅膠管路上，另一端接閥門，用于外接真空泵及氣瓶，兩厭氧真空閥須分別接于巖心模擬柱兩端。進(jìn)ー步的，所述三相分離采樣器的“ J”形集油導(dǎo)流板，置箱體豎直方向中部，水平方向2/3處，用于富集油層；所述止逆通氣管ロ置于箱體頂面，管ロ豎直向上，內(nèi)部為倒錐臺形管壁，錐形壁周圍為膠層，上置一光滑鋼珠，能堵塞管ロ，管口上端設(shè)置強(qiáng)制密封閥門，用于釋放內(nèi)部氣壓；所述油/氣采集管口和注液采液管ロ置于箱體頂面，采用丁基膠塞密封，并有空心螺旋蓋緊固，用于進(jìn)樣或取樣操作；所述進(jìn)液管口和出液管ロ分別設(shè)于箱體兩端中部和下部位置，進(jìn)液管ロ在靠近集油導(dǎo)流板端；所述排空閥門置于箱體底端。進(jìn)一步的,所述娃膠管路均為內(nèi)徑6. 4mm,壁厚2. 5mm的娃膠管構(gòu)成。ー種利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進(jìn)行模擬的方法，其特征在于，所述方法步驟如下 I単獨取出巖心模擬柱(2)，滅菌，填充滿巖心或石英砂等其他無菌填料，充入飽和食
鹽水排除空氣，再向一端注入待驅(qū)原油，另一端排出食鹽水，至整個柱體充滿原油，即關(guān)閉柱體兩端閥門密閉整個柱體；
2根據(jù)水流方向，將處理好的密閉巖心模擬柱(2 )與滅菌后的三相分離米樣器(3 )、娃膠管路(4)、厭氧真空閥系統(tǒng)(5a，5b)連接，并將一段硅膠管路置于蠕動泵轉(zhuǎn)盤下；打開三相分離采樣器的進(jìn)液管ロ(11)和出液管ロ(12)閥門，關(guān)閉排空閥門(13)及止逆通氣管ロ
(15)閥門，密閉注液采液管ロ(14)和油/氣采集管ロ( 16)，檢查整個系統(tǒng)接ロ氣密性；
3令蠕動泵(I)處于不運行狀態(tài)，且使其接入的硅膠管路不處于壓迫狀態(tài)，即通路狀態(tài)；厭氧真空閥a和b分別接于真空泵及氮氣或氬氣瓶減壓閥上；關(guān)閉b閥，開啟a閥，打開真空泵，抽氣使整個系統(tǒng)內(nèi)部氣壓下降至氣壓計顯示-0. 08MP以下，隨即關(guān)閉a閥，開啟b閥，使整個系統(tǒng)充入氮氣或氬氣，其氣體壓カ應(yīng)略高于大氣壓，如此反復(fù)三次，關(guān)閉a，b兩閥，即使整個系統(tǒng)業(yè)已處于厭氧狀態(tài)；
4打開止逆通氣管ロ( 15)閥門，排除系統(tǒng)多余壓カ，通過注液采液管ロ( 14)，利用無菌注射器針頭穿過其丁基膠塞，不斷向三相分離采樣器(3)內(nèi)注入試驗用驅(qū)油液，當(dāng)頁面高于出液管ロ(12)后，先后開啟蠕動泵(I)正常運行及厭氧真空閥a閥，待a閥管ロ溢出液體后，即驅(qū)油液充斥于整個硅膠管路后，關(guān)閉a閥，并同時開啟巖心模擬柱(2)兩端閥門，此時驅(qū)油試驗已經(jīng)開始；注意觀察三相分離采樣器(3)中的液面高度，應(yīng)使注入的試驗驅(qū)油液體液面和油層頁面，在正常運行后，低于“J”形集油導(dǎo)流板(17)上端，高于其下端和出液管
ロ(12)；
5將整個實驗裝置或僅將巖心模擬柱(2)置于溫室或培養(yǎng)箱內(nèi)，控制溫度以滿足試驗要求；
進(jìn)ー步的，試驗進(jìn)程中的氣、水、油可直接通過注液采液管ロ( 14)或油/氣采集管ロ
(16)，利用無菌注射器針頭穿過其丁基膠塞，進(jìn)行采集；或通過注液采液管ロ(14)和排空閥門(13)實時更換或調(diào)整循環(huán)體系內(nèi)試驗驅(qū)油液；其采油體積可直接在外部測量油層高度，并結(jié)合裝置尺寸計算得到。本發(fā)明專利的有益效果是，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的循環(huán)密閉，模擬實際生產(chǎn)的循環(huán)模式，創(chuàng)造油層的嚴(yán)格厭氧環(huán)境，油氣水實時分離，采樣便捷，試驗條件控制簡便。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)ー步說明。圖1是本發(fā)明整個系統(tǒng)的裝配示意圖
圖中1.蠕動泵，2.巖心模擬柱，3.三相分離采樣器，4.硅膠管路，5.厭氧真空閥系統(tǒng)(a, b)。圖2、圖3是本發(fā)明的巖心模擬柱示意圖 圖中6.柱體，7.螺栓螺母，8.硅膠密封圏，9.中心開孔，10. ND65閥門。圖4、圖5是本發(fā)明的三相分離采樣器示意圖
圖中11.進(jìn)液管ロ，12.出液管ロ，13.排空閥門，14.注液采液管ロ，15.止逆通氣管ロ，16.油/氣采集管ロ，17. “J”形集油導(dǎo)流板，18.空心螺旋蓋，19. 丁基膠塞，20.光滑鋼珠。
具體實施例方式實施步驟如下
I)単獨取出巖心模擬柱2，滅菌，填充滿巖心或石英砂等其他無菌填料，充入飽和食鹽水排除空氣，再向一端注入待驅(qū)原油，另一端排出食鹽水，至整個柱體充滿原油，即關(guān)閉柱體兩端閥門密閉整個柱體。2)根據(jù)水流方向，按照圖1所示將處理好的密閉巖心模擬柱2與滅菌后的三相分離采樣器3、硅膠管路4、厭氧真空閥系統(tǒng)5a，5b連接，并將一段硅膠管路置于蠕動泵轉(zhuǎn)盤下；打開三相分離采樣器的進(jìn)液管ロ 11和出液管ロ 12閥門，關(guān)閉排空閥門13及止逆通氣管ロ 15閥門，密閉注液采液管ロ 14和油/氣采集管ロ 16，檢查整個系統(tǒng)接ロ氣密性。3)令蠕動泵I處于不運行狀態(tài)，且使其接入的硅膠管路不處于壓迫狀態(tài)，即通路狀態(tài)；厭氧真空閥a和b分別接于真空泵及氮氣(或氬氣)瓶減壓閥上；關(guān)閉b閥，開啟a閥，打開真空泵，抽氣使整個系統(tǒng)內(nèi)部氣壓下降至氣壓計顯示-0. 08MP以下，隨即關(guān)閉a閥，開啟b閥，使整個系統(tǒng)充入氮氣(或氬氣，其氣體壓カ應(yīng)略高于大氣壓)，如此反復(fù)三次，關(guān)閉
a,b兩閥，即使整個系統(tǒng)業(yè)已處于厭氧狀態(tài)。4)打開止逆通氣管ロ 15閥門，排除系統(tǒng)多余壓力，通過注液采液管ロ 14，利用無菌注射器針頭穿過其丁基膠塞，不斷向三相分離采樣器3內(nèi)注入試驗用驅(qū)油液，當(dāng)頁面高于出液管ロ 12后，先后開啟蠕動泵I正常運行及厭氧真空閥a閥，待a閥管ロ溢出液體后，即驅(qū)油液充斥于整個硅膠管路后，關(guān)閉a閥，并同時開啟巖心模擬柱2兩端閥門，此時驅(qū)油試驗已經(jīng)開始；注意觀察三相分離采樣器3中的液面高度，應(yīng)使注入的試驗驅(qū)油液體液面和油層頁面，在正常運行后，低于“J”形集油導(dǎo)流板17上端，高于其下端和出液管ロ 12。5)可將整個實驗裝置或僅將巖心模擬柱2置于溫室或培養(yǎng)箱內(nèi)，控制溫度以滿足試驗要求。6)試驗進(jìn)程中的氣、水、油可直接通過注液采液管ロ 14或油/氣采集管ロ 16，利用無菌注射器針頭穿過其丁基膠塞，進(jìn)行采集；也可通過注液采液管ロ 14和排空閥門13實時更換或調(diào)整循環(huán)體系內(nèi)試驗驅(qū)油液；其采油體積可直接在外部測量油層高度，并結(jié)合裝置尺寸計算得到。
權(quán)利要求
1.一種厭氧簡易巖心驅(qū)油模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括蠕動泵、巖心模擬柱、三相分離采樣器、厭氧真空閥系統(tǒng)及硅膠管路； 所述蠕動泵采用常規(guī)試驗用恒流動力裝置； 所述巖心模擬柱為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，呈柱狀，兩端為法蘭密封，可拆卸填裝巖心或其他不同填料以模擬油層地質(zhì)條件，法蘭內(nèi)置硅膠密封圈，兩端法蘭中心開孔接銅質(zhì)閥門，閥門向外連接硅膠管路； 所述三相分離采樣器為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，呈長方體狀，橫置，內(nèi)置“ J”形集油導(dǎo)流板；箱體上部開有止逆通氣管ロ、油/氣采集管口和注液采液管ロ ；箱體兩端設(shè)進(jìn)液管口和出液管ロ ；箱體ー側(cè)設(shè)置排空閥門； 所述厭氧真空閥系統(tǒng)為兩個“T”形三通，三通直流兩端直接接于硅膠管路上，另一端接閥門，用于外接真空泵及氣瓶，兩厭氧真空閥須分別接于巖心模擬柱兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在干所述三相分離采樣器的“J”形集油導(dǎo)流板，置箱體豎直方向中部，水平方向2/3處，用于富集油層；所述止逆通氣管ロ置于箱體頂面，管ロ豎直向上，內(nèi)部為倒錐臺形管壁，錐形壁周圍為膠層，上置一光滑鋼珠，能堵塞管ロ，管ロ上端設(shè)置強(qiáng)制密封閥門，用于釋放內(nèi)部氣壓；所述油/氣采集管ロ和注液采液管ロ置于箱體頂面，采用丁基膠塞密封，并有空心螺旋蓋緊固，用于進(jìn)樣或取樣操作；所述進(jìn)液管口和出液管ロ分別設(shè)于箱體兩端中部和下部位置，進(jìn)液管ロ在靠近集油導(dǎo)流板端；所述排空閥門置于箱體底端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述硅膠管路均為內(nèi)徑6.4mm,壁厚2.5mm的硅膠管構(gòu)成。
4.利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進(jìn)行模擬的方法，其特征在于，所述方法步驟如下 .4.1単獨取出巖心模擬柱(2)，滅菌，填充滿巖心或石英砂等其他無菌填料，充入飽和食鹽水排除空氣，再向一端注入待驅(qū)原油，另一端排出食鹽水，至整個柱體充滿原油，即關(guān)閉柱體兩端閥門密閉整個柱體； .4.2根據(jù)水流方向，將處理好的密閉巖心模擬柱(2)與滅菌后的三相分離采樣器(3)、硅膠管路(4)、厭氧真空閥系統(tǒng)(5a，5b)連接，并將一段硅膠管路置于蠕動泵轉(zhuǎn)盤下；打開三相分離采樣器的進(jìn)液管ロ(11)和出液管ロ(12)閥門，關(guān)閉排空閥門(13)及止逆通氣管ロ( 15)閥門，密閉注液采液管ロ( 14)和油/氣采集管ロ( 16)，檢查整個系統(tǒng)接ロ氣密性； .4.3令蠕動泵(I)處于不運行狀態(tài)，且使其接入的硅膠管路不處于壓迫狀態(tài)，即通路狀態(tài)；厭氧真空閥a和b分別接于真空泵及氮氣或氬氣瓶減壓閥上；關(guān)閉b閥，開啟a閥，打開真空泵，抽氣使整個系統(tǒng)內(nèi)部氣壓下降至氣壓計顯示-0. 08MP以下，隨即關(guān)閉a閥，開啟b閥，使整個系統(tǒng)充入氮氣或氬氣，其氣體壓カ應(yīng)略高于大氣壓，如此反復(fù)三次，關(guān)閉a，b兩閥，即使整個系統(tǒng)業(yè)已處于厭氧狀態(tài)； .4.4打開止逆通氣管ロ( 15)閥門，排除系統(tǒng)多余壓カ，通過注液采液管ロ( 14)，利用無菌注射器針頭穿過其丁基膠塞，不斷向三相分離采樣器(3)內(nèi)注入試驗用驅(qū)油液，當(dāng)頁面高于出液管ロ(12)后，先后開啟蠕動泵(I)正常運行及厭氧真空閥a閥，待a閥管ロ溢出液體后，即驅(qū)油液充斥于整個硅膠管路后，關(guān)閉a閥，并同時開啟巖心模擬柱(2)兩端閥門，此時驅(qū)油試驗已經(jīng)開始；注意觀察三相分離采樣器(3)中的液面高度，應(yīng)使注入的試驗驅(qū)油液體液面和油層頁面，在正常運行后，低于“J”形集油導(dǎo)流板(17)上端，高于其下端和出液管ロ(12)； .4.5將整個實驗裝置或僅將巖心模擬柱(2)置于溫室或培養(yǎng)箱內(nèi)，控制溫度以滿足試驗要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬方法，其特征在于試驗進(jìn)程中的氣、水、油可直接通過注液采液管ロ( 14)或油/氣采集管ロ( 16)，利用無菌注射器針頭穿過其丁基膠塞，進(jìn)行采集；或通過注液采液管ロ( 14)和排空閥門(13)實時更換或調(diào)整循環(huán)體系內(nèi)試驗驅(qū)油液；其采油體積可直接在外部測量油層高度，并結(jié)合裝置尺寸計算得到。
全文摘要
本發(fā)明一種厭氧簡易巖心驅(qū)油模擬系統(tǒng)，是一套簡易的集厭氧、循環(huán)、三相分離的用于微生物提高原油采收率室內(nèi)模擬試驗的試驗裝置，符合采油技術(shù)的循環(huán)生產(chǎn)實際情況，能真實模擬地層的巖心及嚴(yán)格厭氧狀況，實現(xiàn)實時簡易操作及油、水、氣的三相分離采集。本發(fā)明主要由蠕動泵、巖心模擬柱、三相分離采樣器、厭氧真空閥系統(tǒng)及硅膠管路組成，形成一套密閉的模擬系統(tǒng)。巖心模擬柱主要模擬油層巖心狀態(tài)；蠕動泵提供驅(qū)油動力；三相分離采樣器集驅(qū)油液注入、氣水油三相分離采集和油液體積測定功能為一體；厭氧真空閥系統(tǒng)外接真空泵及氮氣(或氦氣)用于整個系統(tǒng)厭氧環(huán)境的形成；硅膠管路連接各部分形成循環(huán)密閉回路。
文檔編號E21B49/00GK103061729SQ201310007029
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者姚俊, 蔡珉敏, 王飛, 陳輝倫, 劉海軍, 劉文娟, 郭幻 申請人:北京科技大學(xué)