乳液在滲流過程中表面活性劑濃度分布的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測定CO2乳液在滲流過程中表面活性劑濃度分布的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]由于CO2是一種在油和水中溶解度都很高的氣體，當它大量溶解于原油中時，可以使原油體積膨脹、黏度下降，還可以降低油水間的界面張力。與其他驅油技術相比，二氧化碳驅油具有適用范圍大、驅油成本低、采收率提高顯著等優點。這項技術不僅能滿足油田開發需求，還能解決二氧化碳的封存問題，保護大氣環境。在油藏條件下，CO2+般處于超臨界狀態下(溫度和壓力分別處于31.1°C和7.38MPa以上)，CO2流體流度高，流動性強，驅油時容易產生氣竄或粘性指進，與表面活性劑水溶液形成CO2乳液是控制CO 2流度的有效措施。但是加入表面活性劑就涉及表面活性劑在CO2相和水相溶解度的問題，也涉及滲流過程中CO2可溶表面活性劑在CO2/水體系中的濃度分布的問題。
[0003]申請號為CN201410236069.4的專利公開了一種測定化合物油水分配系數的裝置與方法，該發明就是將96孔板與該方法相結合實現高通量測定化合物的油水分配系數。申請號為CN201110191927.4的專利公開了一種低濃度粘彈性表面活性劑溶液的制備方法及濃度測定，但是并未給出表面活性劑在滲流過程中的濃度分布。
[0004]相關研宄只是測定了化合物在有水中或油中的分配系數和濃度分布，但是并未涉及巖心滲流過程及CO2可溶表面活性劑在CO J水體系中的濃度分布的方法，沒有測定滲流過程中CO2可溶表面活性劑在CO J水體系中的濃度分布的方法及裝置。

【發明內容】

[0005]為解決以上技術上的不足，本發明提供了一種操作簡單，測定準確率高的測定CO2乳液在滲流過程中表面活性劑濃度分布的裝置及方法。
[0006]本發明是通過以下措施實現的:
[0007]本發明的一種測定CO2乳液在滲流過程中表面活性劑濃度分布的裝置，包括內填石英砂且為方形的填砂巖心模型；
[0008]所述填砂巖心模型的進口端連接有相并聯的乳液發生器和原油活塞式中間容器，所述乳液發生器的進口端連接有相并聯的0)2氣體活塞式中間容器和表面活性劑活塞式中間容器；所述原油活塞式中間容器、0)2氣體活塞式中間容器和表面活性劑活塞式中間容器各自連接有平流泵；
[0009]所述填砂巖心模型的出口端通過回壓閥連接有相并聯的氣源瓶和盛液瓶，填砂巖心模型頂面上均布有若干等間距的取樣口，取樣口與填砂巖心模型內的巖心相連通，每個取樣口通過帶閥門的管路各自連接有取樣器。
[0010]優選的，上述取樣器包括圓筒形的不銹鋼外殼和透明玻璃內膽，不銹鋼外殼上設置有觀察窗口，取樣器兩端分別設置有與透明玻璃內膽相連通的進液口和出液口，進液口通過管線與填砂巖心模型的取樣口連接，出液口連接有閥門，透明玻璃內膽的內部設置有活塞。
[0011]優選的，上述填砂巖心模型包括方形的金屬外殼，外殼內設置有方形的內腔，內腔填滿粒徑為120?140目之間的石英砂，外殼的進口端和出口端兩端分別設置有螺紋接口，填砂巖心模型頂面開有21個取樣口。
[0012]優選的，上述填砂巖心模型外包繞有加熱保溫套。
[0013]采用上述測定0)2乳液在滲流過程中表面活性劑濃度分布的裝置的測定方法，包括以下步驟:
[0014]步驟1，將填砂巖心模型的巖心溫度加熱到30°C?90°C，并維持該溫度12小時，然后通過氣源瓶給巖心加圍壓；
[0015]步驟2，將填砂巖心模型的巖心抽真空后飽和水，然后向巖心內泵入原油，直至巖心被原油驅替至束縛水狀態；
[0016]步驟3，采用平流泵分別將CO2氣體活塞式中間容器內的CO 2氣體和表面活性劑活塞式中間容器內的表面活性劑溶液進行壓縮，使0)2氣體壓力和表面活性劑溶液壓力升至與原油驅替壓力相同；
[0017]步驟4，將0)2氣體與表面活性劑溶液按照一定氣液比注入乳化發生器內進行乳化，并將乳化后的穩定乳液注入巖心內，待巖心內壓力穩定，即達到了超臨界0)2乳液滲流狀態；
[0018]步驟5，待填砂巖心模型出口端產出液中含有乳液時，通過取樣口對巖心不同位置進行取樣，取樣后待取樣器內乳液破滅后，將取樣器內的0)2氣體注入相溶解在超純水中，用高效液相色譜法(HPLC)檢測表面活性劑的濃度，即可獲得表面活性劑在超臨界CO2相中的溶解度。
[0019]優選的，在步驟4中CO2與表面活性劑溶液在乳液發生器內進行混合時，其氣液比選取 2:1、3:1 或 5:1。
[0020]優選的，在步驟2中，以lml/min的流速向巖心內泵入原油；在步驟3中，平流泵以5ml/min的流速分別將CO2氣體活塞式中間容器內的CO 2氣體和表面活性劑活塞式中間容器內的表面活性劑溶液進行壓縮。
[0021]優選的，所述表面活性劑溶液為質量濃度0.5?1.5wt%的二-(2-乙基己基)_磺酸琥珀酸鈉溶液(AOT)。
[0022]本發明的有益效果是:本發明的裝置采用填砂巖心模型模擬真實的藏油環境，在模型不同部位取樣，取樣器可視化，能夠準確檢測出表面活性劑的濃度，從而確定表面活性劑在超臨界CO2和水兩相中的溶解度，獲得表面活性劑在不同溫度壓力油藏中的一維分布運移特征。操作簡單，測定的準確率高。
【附圖說明】
[0023]圖1本發明的結構示意圖；
[0024]圖2本發明取樣器的結構示意圖；
[0025]其中，I填砂巖心模型，2原油活塞式中間容器，3表面活性劑活塞式中間容器，4C02氣體活塞式中間容器，5平流泵，6乳化發生器，7六通閥，8取樣口，9取樣器，10回壓閥，11 氣源瓶，9-1進液口，9-2觀察窗口，9-3內膽，9-4外殼，9-5活塞，9-6出液口。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的描述:
[0027]本發明的裝置采用相似理論設計填砂巖心模型I尺寸和實驗參數，CO2相攜帶表面活性劑注入模型，在模型不同部位取樣，取樣器9可視化，中間有活塞9-5，再用泵把水頂替出來，將水相和0)2相分離，CO2相樣品溶解在水中，用高效液相色譜法(HPLC)檢測表面活性劑的濃度，從而確定表面活性劑在超臨界0)2和水兩相中的溶解度，獲得表面活性劑在不同溫度壓力油藏中的三維分布運移特征。
[0028]實施例1
[0029]如圖1、2所示，一種測定CO2乳液在滲流過程中表面活性劑濃度分布的裝置，包括內填石英砂且為方形的填砂巖心模型I ;砂巖心模型包括方形的金屬外殼9-4，外殼9-4內設置有方形的內腔，內腔填滿粒徑為120?140目之間的石英砂，外殼9-4的進口端和出口端兩端分別設置有螺紋接口，填砂巖心模型I頂面開有21個取樣口 8。填砂巖心模型I外包繞有加熱保溫套，便于加熱和保溫。
[0030]填砂巖心模型I的進口端通過六通閥7連接有相并聯的乳液發生器和原油活塞9-5式中間容器2，所述乳液發生器的進口端連接有相并聯的0)2氣體活塞9-5式中間容器4和表面活性劑活塞9-5式中間容器3 ;原油活塞9-5式中間容器2、0)2氣體活塞9_5式中間容器4和表面活性劑活塞9-5式中間容器3各自連接有平流泵5 ;平流泵5用于推動活塞9-5式中間容器內的活塞9-5，使活塞9-5式中間容器內的氣液流出。
[