驱替实验简介及多功能岩心驱替装置

12024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报1驱替实验背景知识驱替实验背景知识u多孔介质的性质u定义：一种含有相互连通或不连通的各种孔洞或空隙，这些洞隙呈随机分布或按某种有序的几何分布的固体物质。u有效孔隙度：有效孔隙体积与多孔介质总体积的比值u渗透率：让流体流过其相互连通的孔隙网络的能力，是流体传输性能的量度。达西公式：适用于线性体系中处于适用于线性体系中处于稳态层流的非压缩性稳态层流的非压缩性均匀流体！均匀流体！22024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报2驱替实验背景知识驱替实验背景知识u聚合物溶液在多孔介质中的流动特性u聚合物在多孔介质中的滞留u有利面：降低油层岩石渗透率、从而有助于降低水的流度u负面影响：聚合物分子数目减少，溶液粘度下降u影响因素：多孔介质结构、地层水质、聚合物本身性能u按滞留机理分类u聚合物的吸附岩石外表吸附静态吸附量测定u机械捕集较大尺寸分子堵塞窄小孔隙过滤作用u水动力学滞留流向或流速改变作用小、可忽略u滞留量是聚合物驱过程设计的重要依据和油藏数值模拟的根底输入参数。u不可入孔隙体积Inaccessible Pore Volumeu聚合物分子和水的流速有差异32024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报3聚合物溶液在多孔介质中的流动特性聚合物溶液在多孔介质中的流动特性阻力系数和剩余阻力系数阻力系数和剩余阻力系数阻力系数阻力系数Resistance Factor 剩余阻力系数剩余阻力系数Residual Resistance Factor 物理和数值模拟研究说明，聚合物驱油效果与聚合物改善流物理和数值模拟研究说明，聚合物驱油效果与聚合物改善流度比和降低渗透率能力有关，即与二者有关。度比和降低渗透率能力有关，即与二者有关。影响因素很多：影响因素很多：聚合物性能聚合物性能岩心渗透率岩心渗透率地层水矿化度地层水矿化度注入速度注入速度其它因素其它因素42024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报4驱替实验背景知识驱替实验背景知识u聚合物驱油主要机理u改善流度比，扩大涉及体积uM1时，说明油的流动能力比水强，水驱油的效果好，接近于活塞式驱替；uM1时，那么水的流动能力比油强，更容易流动的水将呈手指状通过油层指进现象，而将大局部原油留在油层内。u聚合物的参加可以提高水相的粘度，同时降低渗透率，使流度比降低，因而可以提高驱替液的涉及能力。u增加驱替相的流动阻力u由于油藏的非均质性，聚合物溶液优先流到油藏高渗透部位。u聚合物溶液在流动过程中，一方面表现出驱替液粘度升高，另一方面造成流过局部渗透率降低，这种综合作用首先增加了驱替液在油藏高渗透部位的流动阻力，提高了涉及效率。u聚合物粘弹性的作用u聚合物溶液的粘弹性对于流体在盲端内的流动速度场、应力场及压力场有较大的影响。u流体的粘弹性越大，盲端内的流速和应力越大，流体在盲端内的涉及浓度越大，有利于提高剩余油的驱油效率。52024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报5驱替实验背景知识驱替实验背景知识u聚合物驱室内研究目的目的l筛选适合油藏的聚合物筛选适合油藏的聚合物l进行聚合物驱的敏感性分析进行聚合物驱的敏感性分析l为数模提供必要的输入参数为数模提供必要的输入参数内容内容l配伍性实验配伍性实验l岩心流动实验岩心流动实验l驱油实验驱油实验溶解性、增粘性、过滤性对应注入性、流变性等 吸附滞留量、IPV、RF及RFF、多孔介质中的流变性聚合物分子量、浓度、段塞尺寸及组合的影响开发效果预测开发效果预测经济效果评价经济效果评价62024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报6驱替实验流程设计驱替实验流程设计1 1 1 1注入泵注入泵注入泵注入泵 2 2 2 2、3 3 3 3、4 4 4 4中间容器，分别装有盐水、聚合物溶液、模中间容器，分别装有盐水、聚合物溶液、模中间容器，分别装有盐水、聚合物溶液、模中间容器，分别装有盐水、聚合物溶液、模拟油拟油拟油拟油 5 5 5 5岩心夹持器岩心夹持器岩心夹持器岩心夹持器 6 6 6 6压力表压力表压力表压力表 7 7 7 7油水别离器油水别离器油水别离器油水别离器 8 8 8 8计量器计量器计量器计量器 9 9 9 9环环环环压压压压 10 10 10 10压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器 11 11 11 11数据采集系统数据采集系统数据采集系统数据采集系统 12 12 12 12恒温箱恒温箱恒温箱恒温箱72024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报7常规实验流程常规实验流程孔隙体积的测试孔隙体积的测试岩心：称重法，真空饱和称重岩心：称重法，真空饱和称重填砂管：称重法，读体积法与设备条件有关填砂管：称重法，读体积法与设备条件有关 渗透率的测试渗透率的测试测量岩心外形参数测量岩心外形参数真空饱和盐水真空饱和盐水水驱替岩心至压力稳定，记录压力、流量水驱替岩心至压力稳定，记录压力、流量代入达西公式计算代入达西公式计算82024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报8常用实验流程常用实验流程阻力系数的测试阻力系数的测试水测渗透率水测渗透率盐水驱替盐水驱替聚合物驱替聚合物驱替相关数据代入公式相关数据代入公式剩余阻力系数测试剩余阻力系数测试阻力系数测试阻力系数测试水冲洗至压力稳定水冲洗至压力稳定相关数据代入公式相关数据代入公式驱油效率测试驱油效率测试驱油效率测试驱油效率测试水测渗透率饱水测渗透率饱水测渗透率饱水测渗透率饱和水和水和水和水饱和油饱和油饱和油饱和油水驱至无油水驱至无油水驱至无油水驱至无油工作介质驱油工作介质驱油工作介质驱油工作介质驱油水、聚合物溶液、水、聚合物溶液、水、聚合物溶液、水、聚合物溶液、复合驱工作液等复合驱工作液等复合驱工作液等复合驱工作液等后续水驱至无油后续水驱至无油后续水驱至无油后续水驱至无油数据处理，计算数据处理，计算数据处理，计算数据处理，计算采收率采收率采收率采收率92024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报9驱替装置简介驱替装置简介u仪器功能u液体渗透率测定u地层敏感性地层伤害评价u采油化学评价u渗流特性研究u提高采收率研究模模拟拟地地层层环环境境压压力力、温温度度、水水质质测定岩心的进出口压差测定岩心的进出口压差和流过岩心的液体流和流过岩心的液体流量，结合其它参数根量，结合其它参数根据达西定律计算据达西定律计算研究钻、采作业中外来物研究钻、采作业中外来物质对地层的伤害及防止质对地层的伤害及防止或减轻伤害的方法或减轻伤害的方法防膨抑砂剂、粘土稳定剂、防膨抑砂剂、粘土稳定剂、堵水调剖剂等的评价堵水调剖剂等的评价水驱、聚合物驱、水驱、聚合物驱、复合驱油试验复合驱油试验注入性、阻力系数、注入性、阻力系数、剩余阻力系数剩余阻力系数102024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报10驱替装置简介驱替装置简介注入系统注入系统注入泵注入泵岛津恒流泵岛津恒流泵LC-10ADvp双缸恒速恒压泵双缸恒速恒压泵D-250L中间容器中间容器管阀件管阀件可将各种流体按一定流量注入到岩心内uu仪器根本组成仪器根本组成112024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报11注入系统注入系统122024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报12仪器根本组成岩心夹持器或填砂管岩心夹持器或填砂管恒温箱恒温箱环压泵环压泵回压系统回压系统压力测量压力测量温度测量温度测量流量计量流量计量油水体积计量油水体积计量模拟系统模拟系统模拟系统模拟系统计量系统计量系统计量系统计量系统132024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报13模拟系统模拟系统142024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报14计量系统计量系统152024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报15汇报提纲汇报提纲u驱替实验背景知识u驱替装置简介u驱替实验本卷须知u现场注聚工艺流程162024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报16驱替实验本卷须知驱替实验本卷须知u平安操作u注意各检测仪表的量程；u正确的电源输入，良好的接地；u设计好试验流程走向，确保阀门操作无误；u高温实验时带绝热手套，时刻注意高压容器压力变化。u仪器维护u计算机注意防毒，运行控制系统时切忌联网、运行其它程序。u流程管汇局部需要经常清洗，尤其是注完高矿化度盐水后要立即清洗；u定期对仪器进行耐压实验，对仪器的泄露局部更换密封件；u流程长期不用时，流程管汇内注满油或用高压气吹干；u恒速泵需采用纯水或煤油作流动相，定期清洗；172024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报17驱替实验本卷须知驱替实验本卷须知u实验操作u聚合物溶液预处理：经不锈钢筛网过滤用Waring高搅机模拟炮眼剪切；u开展实验时首先需对流程管汇进行排空，让其充满工作液；u注入压力异常波动时需排查以下几方面：泵是否正常运行、压力表是否损坏、管汇是否漏液、工作液是否用完、工作液性能是否改变等。u适时对泵入口处容器补加纯水流动相。u测试流出工作液性能如测粘度时需要搅拌或预剪切。u驱油实验时需标准油、水体积的计量，注意温度、原油粘度的影响因素；u充分考虑流程死体积，如岩心夹持器两端堵头的孔隙、出口管线等，特别是在小岩心模拟驱油时。182024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报18汇报提纲汇报提纲u驱替实验背景知识u驱替装置简介u驱替实验本卷须知u现场注聚工艺流程192024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报19绥中绥中36-1井组扩大注聚方案井组扩大注聚方案B7井组：注入井井组：注入井4口，口，生产井生产井19口口A7井组：注入井井组：注入井7口，口，生产井生产井17口口202024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报20现场注聚工艺流程现场注聚工艺流程u聚合物驱对地面工艺的根本要求 u保护聚合物溶液的粘度是整个聚合物驱油地面工程设计的核心u水质u温度u铁离子u水处理剂u机械降解矿化度对聚合物溶液粘度的影响很大，要求尽量使用低矿化度水。聚合物溶液的输送采用螺杆聚合物溶液的输送采用螺杆泵，挤注过程采用柱塞泵。泵，挤注过程采用柱塞泵。存在一定的剪切问题，粘度存在一定的剪切问题，粘度保持率不是很高。保持率不是很高。聚合物对铁离子，尤其是二价铁离子聚合物对铁离子，尤其是二价铁离子的影响敏感，要求聚合物溶液的的影响敏感，要求聚合物溶液的容器，管道，要尽量采用不锈钢容器，管道，要尽量采用不锈钢或玻璃钢衬里的材料。从注入水或玻璃钢衬里的材料。从注入水讲，如果铁离子含量较高，那么讲，如果铁离子含量较高，那么要参加整合剂，以减少其影响。要参加整合剂，以减少其影响。聚合物热降解明显，要求温度在聚合物热降解明显，要求温度在70以下。在以下。在J3井，配液用水温度井，配液用水温度在：在：3040，地层温度在，地层温度在5060。在注入和配制水中加有杀菌剂、在注入和配制水中加有杀菌剂、防垢剂、缓蚀剂，同时配注防垢剂、缓蚀剂，同时配注污水中还含有破乳剂等。污水中还含有破乳剂等。212024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报21现场注聚工艺流程现场注聚工艺流程聚合物驱对地面工艺的其它根本要求聚合物驱对地面工艺的其它根本要求聚合物溶液的注入是按一定的浓度段塞注入的，聚合物溶液的注入是按一定的浓度段塞注入的，混合配比是聚合物注入工艺技术成功的关键。保混合配比是聚合物注入工艺技术成功的关键。保证母液浓度以及井口混合液的浓度成为施工的关证母液浓度以及井口混合液的浓度成为施工的关键。键。聚合物的配注工艺过程的设计应综合、全面、系聚合物的配注工艺过程的设计应综合、全面、系统的考虑外部条件，如保温、排污、工人维修操统的考虑外部条件，如保温、排污、工人维修操作的环境，以及聚合物注入过程中的连续性。作的环境，以及聚合物注入过程中的连续性。设备选型可靠，能够长期连续运行，保证聚合物设备选型可靠，能够长期连续运行，保证聚合物驱油的顺利进行。驱油的顺利进行。222024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报22现场注聚工艺流程现场注聚工艺流程u现场注聚工艺流程以及装置 u聚合物是作为一种添加剂参加到注入水中，注水工艺流程均按常规方式设计，聚合物注入工艺只考虑如何将聚合物参加到水中，并完全溶解即可。聚合物驱油的地面工艺流程的关键环节是如何配置聚合物溶液。u聚合物溶液配制及注入过程 配比分散过滤泵输熟化储存罐配比稀释升压计量注入混合驱油剂地层232024/7/10学术交流学术交流2024/7/102005级博士论文级博士论文开题辩论开题辩论 冯茹冯茹森十五森十五863子课子课题验收汇报题验收汇报23现场注聚工艺流程现场注聚工艺流程l配比，就是在水和聚合物干粉分散混合之前，对水和聚合物干粉分别进行计量，并使水和聚配比，就是在水和聚合物干粉分散混合之前，对水和聚合物干粉分别进行计量，并使水和聚合物干粉按一定比例进入下一道分散工序。在图中，聚合物干粉从加料槽参加，由鼓风机喷合物干粉按一定比例进入下一道分散工序。在图中，聚合物干粉从加料槽参加，由鼓风机喷射输送到溶解罐，同时配液水输送到溶解罐。射输送到溶解罐，同时配液水输送到溶解罐。l分散，就是将聚合物干粉均匀的散布在一定量的水中，并使聚合物干粉颗粒充分湿润，为下分散，就是将聚合物干粉均匀的散布在一定量的水中，并使聚合物干粉颗粒充分湿润，为下一道工序熟化准备条件。聚合物干粉和供水在水粉混合头混合到溶解罐。搅拌均匀后由螺杆一道工序熟化准备条件。聚合物干粉和供水在水粉混合头混合到溶解罐。搅拌均匀后由螺杆输送泵输送到熟化罐。输送泵输送到熟化罐。l熟化，就是将聚合物干粉颗粒在水中由分散体系转变为溶液的过程。聚合物属于高分子物质，熟化，就是将聚合物干粉颗粒在水中由分散体系转变为溶液的过程。聚合物属于高分子物质，其溶解与低分子物质的溶解不同。首先聚合物分子与水分子的尺寸相差悬殊，两者的运动速其溶解与低分子物质的溶解不同。首先聚合物分子与水分子的尺寸相差悬殊，两者的运动速度也相差很大，水分子能够较快的渗入聚合物分子，而聚合物向水中的扩散却非常缓慢，这度也相差很大，水分子能够较快的渗入聚合物分子，而聚合物向水中的扩散却非常缓慢，这样，聚合物的溶解过程要经过两个阶段，首先是水分子渗入聚合物分子内部，使聚合物体积样，聚合物的溶解过程要经过两个阶段，首先是水分子渗入聚合物分子内部，使聚合物体积膨胀，这称为膨胀，这称为“溶胀，然后才是聚合物分子均匀分散在水中，形成完全溶解的分子分散体溶胀，然后才是聚合物分子均匀分散在水中，形成完全溶解的分子分散体系，即溶液。系，即溶液。l泵输，是为聚合物溶液的过滤提供动力条件，一般来说，为了减小聚合物溶液的机械降解，泵输，是为聚合物溶液的过滤提供动力条件，一般来说，为了减小聚合物溶液的机械降解，大都采用螺杆泵喂入。大都采用螺杆泵喂入。l过滤是为了除去聚合物溶液中的机械杂质和没有充分溶解的鱼眼。过滤是为了除去聚合物溶液中的机械杂质和没有充分溶解的鱼眼。l配制好的聚合物溶液，经过柱塞泵高压注入，按配制要求计量，进入到高压注水管线中，与配制好的聚合物溶液，经过柱塞泵高压注入，按配制要求计量，进入到高压注水管线中，与注入的地热水经静态混合器混合稀释后注入井中。注入的地热水经静态混合器混合稀释后注入井中。