[发明专利]一种测定三维渗流过程中CO2可溶表面活性剂在CO2/水体系中的浓度分布装置及方法

权利要求书

1. 一种测定三维渗流过程中CO₂可溶表面活性剂在CO₂/水体系中的浓度分布的装置，其特征在于：包括内填石英砂且为方形的三维岩心模型；所述三维岩心模型包括方形的金属外壳，外壳内设置有方形的内腔，内腔填满粒径为120～140目之间的石英砂，外壳的进口端和出口端两端分别设置有螺纹接口，三维岩心模型顶部面和一个侧面上各开有21个取样口，外壳的长、宽、厚分别为100cm、 40cm、40cm，三维岩心模型外包绕有加热保温套；所述三维岩心模型的进口端连接有相并联的乳液发生器和原油注入装置，所述乳液发生器的进口端连接有相并联的CO₂气体注入装置和表面活性剂注入装置； 所述三维岩心模型的出口端通过回压阀连接有相并联的气源瓶和盛液瓶，三维岩心模型顶面和一个侧面上开有若干等间距的取样口，取样口与三维岩心模型内的岩心相连通，每个取样口通过带阀门的管路各自连接有取样器，所述原油注入装置包括原油中间容器，CO₂气体注入装置包括CO₂气体中间容器，表面活性剂注入装置包括表面活性剂中间容器，原油中间容器、CO₂气体中间容器和表面活性剂中间容器内均设置有活塞，并且原油中间容器、CO₂气体中间容器和表面活性剂中间容器均各自连接有可推动活塞移动的平流泵。

2.根据权利要求1所述测定三维渗流过程中CO₂可溶表面活性剂在CO₂/水体系中的浓度分布的装置，其特征在于：所述取样器包括圆筒形的不锈钢外壳和透明玻璃内胆，不锈钢外壳上设置有观察窗口，取样器两端分别设置有与透明玻璃内胆相连通的进液口和出液口，进液口通过管线与三维岩心模型的取样口连接，出液口连接有阀门，透明玻璃内胆的内部设置有活塞。

3.一种采用权利要求1所述测定三维渗流过程中CO₂可溶表面活性剂在CO₂/水体系中的浓度分布的装置进行的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将三维岩心模型的岩心温度加热到30℃～90℃，并维持该温度10-12小时，然后通过气源瓶给回压阀设定回压，以给岩心加围压；

步骤2，将三维岩心模型的岩心抽真空后饱和水，然后以1ml/min的流速向岩心内泵入原油，直至岩心被原油驱替至束缚水状态；

步骤3，采用平流泵以5ml/min的流速分别将CO₂气体中间容器内的CO₂气体和表面活性剂中间容器内的表面活性剂溶液进行压缩，使CO₂气体压力和表面活性剂溶液压力升至与原油驱替压力相同；

步骤4，将CO₂气体与表面活性剂溶液按照一定气液比注入乳液发生器内进行乳化，并将乳化后的稳定乳液注入岩心内，待岩心内压力稳定后， 达到了超临界CO₂乳液渗流状态；

步骤5，待三维岩心模型出口端产出液中含有乳液时，通过取样口对岩心不同位置进行取样，取样后待取样器内乳液破灭后，将取样器内的CO₂气体注入相溶解在超纯水中，用高效液相色谱法(HPLC)检测表面活性剂的浓度，即可获得表面活性剂在超临界CO₂相中的溶解度。

4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于：在步骤4中CO₂与表面活性剂溶液在乳液发生器内进行混合时，其气液比选取2:1、3:1或5:1。