凝胶聚合物驱替装置

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凝胶聚合物驱替装置设计方案

凝胶聚合物驱替装置

技

术

方

案

南通仪创实验仪器有限公司

南通仪创实验仪器有限公司电话：15250669806

凝胶聚合物驱替装置设计方案

一、设计原则和依据

1．原则：紧跟国际石油科技装置先进水平，采用现行的科学技术，创国内一流的产品。

2．依据：

⑴．凝胶聚合物驱替装置技术指标； ⑵．现行相关的国家及石油天然气行业标准； ⑶．国内、外国同类设备的先进技术指标； ⑷．咨询专家的结果； ⑸．新技术、新材料、新工艺。

二、凝胶聚合物驱替装置设计方案及特征

1．概述

该装置依据相似原理将油田现场按相似比例设计成实验模型，在模拟油藏温度和压力的条件下进行驱油体系在多孔介质中渗流特性研究和不同驱替过程对采收率的影响。

该物理模型评价装置共分为6个系统模块：

连续进样系统，二维可视模型模拟试验模块，三维模型模拟试验模块，油、气、水自动计量系统，数据采集自动控制系统和数据处

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理系统。

连续进样系统：为实验提供连续无脉冲的实验流体，选用连续无脉冲的恒速恒压泵。

二维可视模型模拟试验模块：由二维模型、容器、恒温箱、真空系统等组成，在低压下研究不同驱替过程对开采效果的影响。获得二维压力场、饱和度场在驱替过程中随时间的变化。

三维模型模拟试验模块：由三维模型、容器、恒温箱、真空系统组成。在模拟油藏温度的压力下进行驱替采油物理模拟实验。

油、气、水自动计量系统：由回压系统，恒温箱，油、气、水自动计量仪等组成。确保油、气、水三相的自动计量及准确。

数据采集及自动控制系统：由温度、压力、位移等传感器、二次仪表、电磁阀、气动阀、工控机、采集控制板、采集控制软件等组成。可实现数据的自动采集，气动阀、泵等部件的自动控制等。

数据处理系统：将采集数据进行数字及图像分析处理，绘制打印有关实验数据、图表和曲线。

2．基本功能

⑴．开展井位调整实验研究，可以确定不同井网的注采效率； ⑵．研究油田某一区块、某一层位的波及系数，确定相应的原

油采收率；

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⑶．模拟进行三维渗流研究，为研究剩余油分布提供资料； ⑷．进行凝胶聚合物等不同驱替剂的驱油效率实验，以确定最

佳驱替剂的选择；

⑸．获得不同类型油藏二维、三维压力场、饱和度场在不同驱

替过程中随时间的变化；

⑹．凝胶聚合物等不同驱油体系在多孔介质中流变性研究； ⑺．化学驱注入参数对提高采收率的影响及注入方案的优化； ⑻．调驱结合的注入方式研究。 3．主要技术指标

⑴．最大工作压力：50MPa ⑵．工作温度：室温～150℃ ⑶．流速范围：0.001～30mL/min

⑷．一维模型：φ25×200～500、φ38×200～500，压力32MPa ⑸．二维模型：内腔尺寸：500×300×30㎜

工作压力：1MPa 工作温度：室温～150℃

可视、砂面可压实，配饱和度检测电极

⑹．三维径向流模型：内腔尺寸：φ150×100㎜

工作压力：16MPa

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工作温度：室温～150℃

可安装不同的井网井距及进行压力场、饱和度场测定

⑺．系统精度：压力0.25级温度±0.5℃ 流速1% 出口计量≤1% ⑻．系统噪音：＜65dB

⑼．材料：主体材料容器、模型、管阀件采用316L不锈钢 4．基本特点

⑴．模拟方式多样化：一维模型、二维模型、三维模型； ⑵．实验操作自动化：全部过程由计算机控制，实现无人执守，

可以实时检测并存储多点的实验参数，包括泵的排量、温度、油水产出液量、测压点压力、压差等；对实验数据进行自动处理；能自动计量产出液中油、水含量，并能根据计量结果实现注入液的自动切换。

⑶．系统设计模块化：整套系统按模块化设计，便于功能模块

的扩充、组合。

⑷．外形设计美观、噪音低、操作方便。

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三、凝胶聚合物驱替装置评价装置

各组件的技术规范： 1．无脉冲计量泵

为试验提供动力源，选择无脉流的恒速恒压双缸泵。

该泵具有压力保护及位置保护功能，采用电磁阀控制气动阀换向，换向时采用预增压等措施确保换向平稳，泵的流量范围0.001～30mL/min，泵具有计算机接口，可实现与计算机通讯，由计算机自动控制瞬时流量，累积流量、压力等。

2．中间容器

用于储存试验流体，每个容器的出口装有气动阀控制系统可控制阀门的开启，确定流体的注入量。活塞式容器结构设计独特，可检测活塞位置，确定容器内储存的液体量。容器材质316L，抗腐蚀、耐高温，活塞密封采用国外最新的滑环式组合密封结构，密封阻力小，动、静磨擦力相当，是“O”型橡胶圈磨擦力的?，可消除低速低压下运动的“爬行”现象。工作寿命比常规橡胶密封制品高5～10倍。

工作温度150℃、压力32MPa 3．一维填砂模型 φ25×200～500

φ38×200～500内孔打毛，防窜流，耐压32Mpa

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4．二维可视平面模型几何尺寸：500×300×30㎜工作压力：1MPa 工作温度：150℃

倾角：垂直、水平连续可调，模拟从垂直到水平的各种情况。模型采用高强度、耐热的钢化玻璃制成，可直接观察实验现象或进行摄像。另一面灵活布置测温测压等传感器，可测量模型内温度场、压力场、饱和度场变化，必要是还可以接管道，作为井网的注入或产出井、模拟各种布井方法。

5．三维高压模型

模型内腔尺寸：φ150×100 工作压力：16MPa 工作温度：150℃

模型可布多个井口，模拟注入井和产出井，改变注入井和产出井的位置，可模拟不同的布井方法（如四点法、五点法、九点法、反九点法），并可模拟不同的井距，考虑非均质性，模型可分层填砂模拟不同的注采剖面，砂面压实装置可有效压实压紧砂层。模型安装测温、测压、测饱和度传感器，可测定模型内温度场、压力场、饱和度场变化。

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6．环压跟踪系统

环压自动跟踪进口压力，保持环压大于内压一定值。 7．恒温箱

工作温度：室温～150℃ 内尺寸：1400×750×700㎜

采用进口温控仪PID调节，控温精度±0.5℃，多风道内循环搅拌，使恒温箱内温度均匀。结构采用分体式可移动设计，便于流程安装、操作、维修。设有玻璃视窗可方便观察，恒温箱内用不锈钢制作，外表面喷塑。

8．油、气、水自动计量装置

由气、液分离器、油计量装置、水计量装置、气体质量流量计等部件组成。整个系统安装在一个恒温箱内，以保证油、水的流动性能，对于被乳化的油、水无需进行分离，就可以进行自动计量。

量程：1000mL、计量精度：≤0.5% 9．数字仪表及传感器

⑴．压力传感器：选用进口传感器精度0.25级 4～20mA

输出电源DC24V； ⑵．温度传感器：pt100；

⑶．位移传感器：用于挤压位移检测，精度0.01㎜；