本實(shí)用新型涉及一種稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，屬于稠油開采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

稠油油藏在我國(guó)分布較廣，目前對(duì)于稠油的開采，主要有火燒油層、生物驅(qū)和蒸汽驅(qū)等采油方式，其中由于蒸汽驅(qū)成本較低、施工簡(jiǎn)單而被大多數(shù)油田推廣使用，蒸汽驅(qū)所用蒸汽一般均為煤化工產(chǎn)生的高純度二氧化碳，這些二氧化碳若是直接排放到空氣中，不僅會(huì)造成溫室效應(yīng)，也與我們政府提倡的節(jié)能降排目標(biāo)相違背，因此，合理利用二氧化碳驅(qū)，不僅可以達(dá)到環(huán)保要求，也可推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)為現(xiàn)場(chǎng)稠油CO2驅(qū)提供了重要的理論依據(jù)，因此受到了各高校及相關(guān)科研單位的高度重視，大力推廣開展稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)，主要是為了研究稠油CO2 驅(qū)采收率的影響因素和稠油生產(chǎn)井產(chǎn)出氣中CO2的回收方式，從而在最大化提高稠油采收率的同時(shí)，也要避免將稠油井產(chǎn)出氣中的CO2直接排放到空氣中。

稠油二氧化碳驅(qū)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)出氣主要包括CH₄、N₂、CO₂、C₂～C₅及水蒸氣，在親水巖石儲(chǔ)層中，C₂～C₅和CO₂的混合液有洗油作用，能夠降低CO₂驅(qū)的混相壓力，從而提高稠油采收率，但現(xiàn)有技術(shù)中，還無法通過實(shí)驗(yàn)來研究C₂～C₅和CO₂混合液與稠油CO₂驅(qū)采收率之間的關(guān)系。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括儲(chǔ)氣罐、第一增壓泵、第一單向閥、長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀、電子天平、PVT測(cè)試儀、第二單向閥、第一油氣分離器、第一燒杯、空氣壓縮機(jī)、冷凝器、干燥器、第二油氣分離器、第二燒杯、加熱器、反應(yīng)罐、第二增壓泵、第三單向閥；

儲(chǔ)氣罐、第一增壓泵、第一單向閥、長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀、第二單向閥、第一油氣分離器、空氣壓縮機(jī)、冷凝器、干燥器、第二油氣分離器、加熱器、反應(yīng)罐、第二增壓泵及第三單向閥依次相連；

PVT測(cè)試儀和長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀相連，且長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀置于電子天平上；

第一油氣分離器和第一燒杯相連，第二油氣分離器和第二燒杯相連。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述儲(chǔ)氣罐上設(shè)有第一截止閥，且儲(chǔ)氣罐中裝有CO2壓縮氣體。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述第一增壓泵上設(shè)有第一氣壓表。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀中設(shè)有低孔低滲的砂巖巖心。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述PVT測(cè)試儀為高溫高壓PVT測(cè)試儀。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述第一油氣分離器上設(shè)有第一出液口、第一出氣口、第二截止閥、第三截止閥和氣體流量計(jì)；

第一出液口和第一燒杯相連，且第一出液口上設(shè)有第二截止閥；

第一出氣口和空氣壓縮機(jī)相連，且第一出氣口上設(shè)有氣體流量計(jì)和第三截止閥。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述第二油氣分離器上設(shè)有第二出液口、第二出氣口、第四截止閥和第五截止閥；

第二出液口和第二燒杯相連，且第二出液口上設(shè)有第四截止閥；

第二出氣口和加熱器相連，且第二出氣口上設(shè)有第五截止閥。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述反應(yīng)罐設(shè)有第三出液口和第三出氣口；

第三出液口和第二增壓泵相連，且第三出液口上設(shè)有第六截止閥；

第三出氣口上設(shè)有第七截止閥；

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述反應(yīng)罐中設(shè)有活性劑水溶液，活性劑水溶液用于將 CH4、N2與CO2、C2～C5分離。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述第二增壓泵通過第三單向閥和長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀相連，且第二增壓泵上設(shè)有第二氣壓表。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)驗(yàn)裝置不僅可完成稠油的CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)，并且能夠?qū)?CO2驅(qū)產(chǎn)出氣中的CH4、N2與CO2、C2～C5成分進(jìn)行分離，將分離后的CO2、C2～C5通過反應(yīng)罐生產(chǎn)混合液，將混合液回注到實(shí)驗(yàn)巖心中進(jìn)行二次驅(qū)替，從而研究分析C2～C5與CO2 驅(qū)采收率之間的關(guān)系。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1本實(shí)用新型提供的稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

圖中所示：1-稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置；10-儲(chǔ)氣罐；100-第一截止閥；11-第一增壓泵；110-第一氣壓表；12-第一單向閥；13-長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀；130-巖心；14-PVT測(cè)試儀；15-電子天平；16-第一單向閥；17第一油氣分離器；170-第一出液口；171-第一出氣口；172-第二截止閥；173-氣體流量計(jì)；174-第三截止閥；18-第一燒杯；19-空氣壓縮機(jī)；20-冷凝器；21- 干燥器；22-第二油氣分離器；220-第二出液口；221-第二出氣口；222-第四截止閥；223-第五截止閥；23-第二燒杯；24-加熱器；25-反應(yīng)罐；250-第三出氣口；251-第三出液口；252- 第六截止閥；253-第七截止閥；26-第二增壓泵；260-第二氣壓表；27-第二單向閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本實(shí)用新型一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施方式?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關(guān)系的術(shù)語為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實(shí)施例：

如圖1，本實(shí)施例提供了一種稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置1，包括儲(chǔ)氣罐10、第一增壓泵11、第一單向閥12、長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13、電子天平15、PVT測(cè)試儀14、第二單向閥16、第一油氣分離器17、第一燒杯18、空氣壓縮機(jī)19、冷凝器20、干燥器21、第二油氣分離器 22、第二燒杯23、加熱器24、反應(yīng)罐25、第二增壓泵26、第三單向閥27。儲(chǔ)氣罐10、第一增壓泵11、第一單向閥12、長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13、第二單向閥16、第一油氣分離器17、空氣壓縮機(jī)19、冷凝器20、干燥器21、第二油氣分離器22、加熱器24、反應(yīng)罐25、第二增壓泵26、第三單向閥27、長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13依次相連，PVT測(cè)試儀14和長(zhǎng)巖心130驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13相連，且長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13置于電子天平15上。

儲(chǔ)氣罐10上設(shè)有第一截止閥100，且儲(chǔ)氣罐10中裝有CO2壓縮氣體。

第一增壓泵11上設(shè)有第一氣壓表110。

長(zhǎng)巖心130驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13中設(shè)有低孔低滲的砂巖巖心130。

第一油氣分離器17上設(shè)有第一出液口170、第一出氣口171、第二截止閥172、第三截止閥174和氣體流量計(jì)173。第一出液口170和第一燒杯18相連，且第一出液口170上設(shè)有第二截止閥172；第一出氣口171和空氣壓縮機(jī)19相連，且第一出氣口171上設(shè)有氣體流量計(jì)173和第三截止閥174。

第二油氣分離器22上設(shè)有第二出液口220、第二出氣口221、第四截止閥222和第五截止閥223。第二出液口220和第二燒杯23相連，且第二出液口220上設(shè)有第四截止閥222；第二出氣口221和加熱器24相連，且第二出氣口221上設(shè)有第五截止閥223。

反應(yīng)罐25設(shè)有第三出液口251和第三出氣口250。第三出液口251和第二增壓泵26相連，且第三出液口251上設(shè)有第六截止閥252；第三出氣口250上設(shè)有第七截止閥253。反應(yīng)罐25中設(shè)有活性劑水溶液，活性劑水溶液用于將CH4、N2與CO2、C2～C5分離。

第二增壓泵26通過第三單向閥27和長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13相連，且第二增壓泵26上設(shè)有第二氣壓表260。

具體的，本實(shí)用新型中PVT測(cè)試儀14為高溫高壓PVT測(cè)試儀14。

具體的，本實(shí)用新型反應(yīng)罐25中的活性劑水溶液中的活性劑為CH3(CH2)n-SO3Na，式中n＝11,12,13,14,15，活性劑質(zhì)量濃度為0.5％。

實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步，用電子天平15稱量干燥巖心130質(zhì)量為m1；

第二步，用電子天平15稱量充分飽和稠油后的巖心130質(zhì)量為m2；

第三步，將充分飽和稠油后的巖心130放入長(zhǎng)巖心驅(qū)替試驗(yàn)儀中，通過PVT測(cè)試儀14 對(duì)長(zhǎng)巖心測(cè)試儀進(jìn)行壓力、溫度的測(cè)定，然后打開儲(chǔ)氣罐10上的第一截止閥100、啟動(dòng)第一增壓泵11、當(dāng)增壓泵上的第一氣壓表110顯示的壓力值與長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13的壓力相同時(shí)，打開第一單向閥12，讓儲(chǔ)氣罐10中的氣體進(jìn)入長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13，開始驅(qū)替巖心130 中的稠油；

第四步，打開第二單向閥16，使驅(qū)替出的稠油以及CH4、N2、CO2和C2～C5的混合氣進(jìn)入第一油氣分離器17中，使得驅(qū)替出的稠油和CH4、N2、CO2、C2～C5氣體分離開，然后打開第二截止閥172讓驅(qū)替出的稠油通過第一出液口170進(jìn)入第一燒杯18中，第一燒杯 18的刻度讀數(shù)為V1；

第五步，打開第三截止閥174，觀察氣體流量計(jì)173變化，判斷是否有氣體流過，然后打開空氣壓縮機(jī)19，讓CH4、N2、CO2和C2～C5的混合氣由第一出氣口171依次通過冷凝器20、干燥器21后進(jìn)入第二油氣分離器22中，再次分離混合氣中摻雜的氣化稠油，然后打開第四截止閥222，使得再次分離出的稠油通過第二出液口220進(jìn)入第二燒杯23中，當(dāng)?shù)诙?3中的讀數(shù)V2不變時(shí)，關(guān)閉第一截止閥100、第一增壓泵11和第一單向閥12，此時(shí)，第二燒杯23的刻度讀數(shù)為V2l；

第六步，打開第五截止閥223，使得第二油氣分離器22中的CH4、N2、CO2和C2～C5 的混合氣通過第二出氣孔經(jīng)加熱器24加熱后進(jìn)入反應(yīng)罐25中，反應(yīng)罐25中裝有活性劑水溶液，分離的混合氣通入活性劑水溶液中中，控制其溫度和壓力，使混合氣中的CO2和C2-C5 與含有活性劑的水溶液中與水發(fā)生反應(yīng)生成水合物，并在水合物相中富集，形成水合物驅(qū)油劑，其反應(yīng)式如下：

R+nH2O→R·nH2O，R代表CO2和C2-C5，n為水合數(shù)，n≥6.5；

第七步，打開第七截止閥253，讓沒有參加反應(yīng)的CH4、N2通過第三出氣口250進(jìn)入大氣，在本實(shí)驗(yàn)中，在第三通氣口出將CH4用酒精燈點(diǎn)燃，防止其污染實(shí)驗(yàn)室空氣；

第八步，打開第六截止閥252，讓反應(yīng)形成的水合物驅(qū)油劑經(jīng)第二增壓泵26增壓后，當(dāng)?shù)诙鈮罕?60上的壓力與長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13中的壓力一致時(shí)，打開第三單向閥27，讓水合物驅(qū)油劑進(jìn)入長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)儀13中，繼續(xù)驅(qū)替巖心130中的殘余稠油，此時(shí)，第一燒杯18的讀數(shù)變?yōu)閂3，第二燒杯23的讀數(shù)變?yōu)閂4；

第九步，計(jì)算C2～C5水合物驅(qū)油劑的驅(qū)油效率ξ，其計(jì)算公式為：

式中，V1—第一燒杯18用CO2驅(qū)替時(shí)的讀數(shù)，單位ml；

V2—第二燒杯23用CO2驅(qū)替時(shí)的讀數(shù)，單位ml；

V3—第一燒杯18用CO2水合物驅(qū)油劑驅(qū)替時(shí)的讀數(shù)，單位ml；

V4—第二燒杯23用CO2水合物驅(qū)油劑驅(qū)替時(shí)的讀數(shù)，單位ml。

本實(shí)施例提供的稠油CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)裝置的有益效果為：本實(shí)驗(yàn)裝置不僅可完成稠油的 CO2驅(qū)模擬實(shí)驗(yàn)，并且能夠?qū)O2驅(qū)產(chǎn)出氣中的CH4、N2與CO2、C2～C5成分進(jìn)行分離，將分離后的CO2、C2～C5通過反應(yīng)罐生產(chǎn)混合液，將混合液回注到實(shí)驗(yàn)巖心中進(jìn)行二次驅(qū)替，從而研究分析C2～C5與CO2驅(qū)采收率之間的關(guān)系。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。