[实用新型]基于油田开采中泡沫驱泡沫特性的最佳模拟研究系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及研究系统，特别是一种基于油田开采中泡沫驱泡沫特性的最佳模拟研究系统。 

背景技术

泡沫驱是一项重要的三次采油技术，在降低气油比，增加原油产量，提高波及效率等诸多方面具有很大的发展潜力；一直没有在矿场应用中得到推广，泡沫体系的不稳定性是其应用受到限制的根本原因。目前主要用半衰期的概念来表征驱油泡沫的稳定性，半衰期是指一定体积泡沫中析出一半的液体或破灭一半体积的泡沫所用的时间。目前对决定气泡稳定性的内在因素的研究尚少，研究对气泡稳定性起重要作用的气泡膜的剪切弹性模量，将会为后续气泡及泡沫微观研究提供了一定的方法及理论基础。泡沫是相当复杂的体系，目前国内外对于泡沫驱油的研究仍基本处在理论研究阶段，现场应用还正在进行摸索，距大规模的实际应用还有一定的距离。 

实验手段落后对于泡沫在岩石孔道中的生成与破裂的研究，现在所有的研究结果均是建立在1D 模型的基础上。其结果不能准确地反映真实地层岩石中的流动状况。应该考虑多利用CT 等手段对高维度实验模型进行研究。这对于建立准确的泡沫数值模拟模型具有重要的意义。泡沫流动特性理论未成体系泡沫的流变性研究目前已形成系统的主要成果多集中于光滑管道中的泡沫流动，这些结果对于泡沫钻井、固井等施工工艺起到了重要的指导作用。但对于非均质多孔介质中高温高压条件下的流变性研究仍不成熟，没有形成完整系统的理论，在泡沫微观机理的某些方面还存在很大的争议。数学模型仍需完善目前数学模型中总量平衡模型考虑的是最全面的。但有必要在现有工作的基础上明确聚并和生成速度表达式中各变量的物理意义；研究影响聚并临界毛管力的因素；应考虑发展同时顾及高干度和低干度、稳态流和瞬态流的统一的总量平衡模型；研究油相的存在对泡沫的影响，并在数学模型中加以体现。最终从机理研究扩展到大规模的矿场模拟。 

因此需要对对泡沫驱油的流动机理、数学模型研究等方面的技术以及泡沫驱油在机理和现场应用方面存在的问题进行了较为系统的研究和总结，并在此基础上对泡沫驱油提出相关的建议及解决方法，因此，我们主要对气泡膜建立最接近实际的模型，在实验室中解决泡沫的特性，并作出气泡膜剪切弹性模量的研究，从微观机理方面来研究驱油泡沫体系的稳定性。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于油田开采中泡沫驱泡沫特性的最佳模拟研究系统。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：系统由定泡沫稳定性装置、泡沫尺寸分布装置、泡沫运动行为研究装置、泡沫大小变化测量装置以及控制装置五大组成装置进行系统的研究泡沫驱油中泡沫的特性，泡沫尺寸分布装置通过微量注射泵用毛细管产生气泡，泡沫稳定性装置监测泡沫破裂、衰变的过程，泡沫运动行为研究装置确定气泡大小及座标位置，泡沫大小变化测量装置通过照度计模拟输出信号进行采样、存储，控制装置与前四个装置模块连接并对前四个装置进行控制，最终得出较准确的合适的泡沫模型。 

泡沫稳定性装置可以得到气泡半径随时间的变化。其是通过光源发出的白光经凹镜和瞄准仪折射后形成准平行光，遮光板上的小孔直径约1cm(不小于10个气泡的直径)，光线通过遮光板后照射到装有泡沫的玻璃容器上，透过泡沫到达光电倍增管，光电流的大小由检流器来记录，再通过单片机电路输到电脑，可以实时监测泡沫破裂、衰变的过程，测量的数据比较准确。 

泡沫尺寸分布装置毛细管法起泡，测量泡沫尺寸对泡沫尺寸和分布研究一般采用毛细管法，分析表面张力、气流速度、毛细管孔径等因素的影响。将微量注射泵用毛细管产生的气泡通过CCD摄像仪拍摄头传给电脑进行处理。 

泡沫运动行为研究装置用摄影一图像分析法对三相流化床中气泡行为的研究实验中用CCD摄像仪拍摄床中的气泡。由于采用了二维床结构，可以认为气泡一般沿床壁向上运动。这样光线可以透过气泡而对于液固相光透过较少，摄影主要目的是为了研究气泡的运动行为，必须采用适当光源强度，既能使光线透过气泡，清晰地成像于底片上。又不使其他摄影用光采用透射光，由于光线经过气泡和液一固相后的强弱变化，在电影负片上得到灰度不同的像。根据图像的灰度等级的不同在图象分析仪进行自动或半自动分析，确定气泡大小及座标位置。