一、儀器簡(jiǎn)介：

　　多功能驅(qū)替裝置根據(jù)驅(qū)替機(jī)理和相似原理模擬地層壓力、溫度條件，并借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)對(duì)巖心進(jìn)行各種模擬試驗(yàn)�？蛇M(jìn)行儲(chǔ)層敏感性、傷害評(píng)價(jià)及化學(xué)驅(qū)驅(qū)油等物理模擬。

儀器特點(diǎn)：

儀器功能全面，選擇不同流程來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)功能。

不同量程的壓力傳感器的切換為確保測(cè)量精度，可根據(jù)驅(qū)替壓力大小選擇不同量程的壓力傳感器來(lái)測(cè)量容器、模型及相應(yīng)的管閥件安裝在恒溫箱內(nèi)，使它們?cè)诤愣ǖ目諝庠�條件下模擬地層溫度條件進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。

　　裝置采用自動(dòng)和手動(dòng)溶為一體的方法，使操作簡(jiǎn)單而快捷，自動(dòng)化程度高。

　　儀器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，外形美觀大方。

二、主要技術(shù)參數(shù)

　　1、工作壓力：環(huán)壓40MPa,驅(qū)替壓力32MPa

　　2、工作溫度：150℃，控溫精度±1℃

　　3、驅(qū)替流量：0.01-30mL/min,并具有恒壓恒流驅(qū)替功能。

　　4、巖心規(guī)格：φ25×（25-80）mm

　　5、長(zhǎng)管狀模型：φ25×1000，32MPa，三測(cè)點(diǎn)。

三、儀器功能概述：

3-1、液測(cè)滲透率

　　可根據(jù)達(dá)西定律原理測(cè)定各種注入流體的有效滲透率。

3-2、基礎(chǔ)注入試驗(yàn)

3-3、化學(xué)驅(qū)實(shí)驗(yàn)：可進(jìn)行三元復(fù)合驅(qū)、聚合物驅(qū)等化學(xué)驅(qū)實(shí)驗(yàn)。

3-3-1、三元復(fù)合驅(qū)：所謂三元是指表面活性劑-堿-聚合物，三元復(fù)合驅(qū)即在堿-表面活性劑驅(qū)油體系中加入高分子聚合物以提高驅(qū)油劑的粘度，從而驅(qū)油體系不僅有高的驅(qū)油效率，而且也有高的波及效率。

3-3-2、聚合物驅(qū)：聚合物驅(qū)油實(shí)驗(yàn)主要包括以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：

不同聚合物單一濃度高流速下的堵塞趨勢(shì)實(shí)驗(yàn)。

聚合物不同濃度、不同流速下的性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

聚合物滯留實(shí)驗(yàn)。

聚合物與普通水驅(qū)效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

地層敏感性（地層傷害）評(píng)價(jià)：可進(jìn)行速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏五敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

　　采油工藝的研究：

　　可進(jìn)行堵水、調(diào)整注采剖面實(shí)驗(yàn)：能模擬地層油藏溫度、壓差、巖石潤(rùn)濕性和滲流速度，對(duì)采油化學(xué)劑進(jìn)行堵水和調(diào)剖評(píng)價(jià)。

　　堵水劑評(píng)價(jià)包括下列內(nèi)容：進(jìn)行聚合物類(lèi)、兩相泡沫類(lèi)堵水劑在不同滲透率巖心中油、水相滲透率損失試驗(yàn)、封堵有效期試驗(yàn)，注入速度與剪切率關(guān)系試驗(yàn)。

　　調(diào)剖劑的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)包括：進(jìn)行調(diào)剖劑對(duì)不同滲透率地層封堵強(qiáng)度試驗(yàn)，不同注入速度對(duì)不同滲透率地層進(jìn)入性試驗(yàn)。

四、儀器的結(jié)構(gòu)組成

　　主要結(jié)構(gòu)分為以下幾個(gè)系統(tǒng)：驅(qū)替系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、環(huán)壓系統(tǒng)、流程管匯系統(tǒng)、油水計(jì)量系統(tǒng)、回壓控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。

1、驅(qū)替系統(tǒng)

　　注入驅(qū)替系統(tǒng)由恒速泵、儲(chǔ)液中間容器組成。

　　恒速泵：為試驗(yàn)提供動(dòng)力源，選用連續(xù)無(wú)脈沖循環(huán)，能恒速、恒壓工作的雙缸泵。該泵計(jì)量準(zhǔn)確、精度高，工作壓力50MPa,流速0.01-30mL/min,具有壓力保護(hù)及位置上下限保護(hù),泵頭材料采用316L,具有抽吸、排液、預(yù)增壓功能，換向閥采用電磁控制氣動(dòng)閥，泵腔容積小，靜置時(shí)間短。該泵配置通訊口，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，也可人工操作。

　　活塞容器：為試驗(yàn)提供循環(huán)流體或驅(qū)替流體，主體材料為316L，抗腐蝕、耐高溫，容器內(nèi)采用活塞桿結(jié)構(gòu)，活塞部分采用組合形式，

　　密封圈松緊可調(diào)，可根據(jù)需要調(diào)至狀態(tài)，既密封又使摩擦阻力小，這樣活塞起動(dòng)壓力較小。桿端伸出容器外，可通過(guò)測(cè)量桿端位

　　移（位移傳感器），來(lái)自動(dòng)計(jì)量、檢測(cè)活塞位置及變化量，容器內(nèi)液面還　　可以根據(jù)恒速泵的累積流量、容器內(nèi)裝介質(zhì)的多少、容積尺寸等參數(shù)由計(jì)算機(jī)在驅(qū)替流程中的容器上用介質(zhì)逐漸減少形象的表示出來(lái)，當(dāng)驅(qū)替到所裝介質(zhì)一定的百分比后，可自動(dòng)切斷恒速泵電源。為保證試驗(yàn)的溫度條件，將容器置于容器恒溫箱內(nèi)，規(guī)格1000mL/40MPa,數(shù)量3只，316L材料。

2、模型系統(tǒng)：由巖心夾持器、長(zhǎng)管模型等組成。

　　夾持器采用既能耐溫又能耐酸的不銹鋼材質(zhì)制作。規(guī)格為φ25×（25-80）mm，溫度為150℃。

　　該型號(hào)的夾持器結(jié)構(gòu)形式具有以下特點(diǎn)：

　　（1）由于采用外螺紋結(jié)構(gòu)形式，使其具有體積小、重量輕，死體積小，拆卸方便，實(shí)用性強(qiáng)，耐壓高等特點(diǎn)。

　　（2）采用了端面密封結(jié)構(gòu)形式，使其具有了拆裝封頭及巖心的方便，換膠皮筒或O形圈時(shí)無(wú)需用拆卸手柄即可旋下壓帽，移開(kāi)封頭。常規(guī)情況下?lián)Q巖心時(shí)壓帽及封頭均無(wú)須拆卸，只須旋出調(diào)節(jié)螺母，用專(zhuān)用工具退出巖心即可。

　�。�3）調(diào)節(jié)螺母也作了改進(jìn)，在右調(diào)節(jié)螺母與右封頭連接螺紋上采用了花瓣形連接形式，即將連接螺紋加工成間斷螺紋，調(diào)節(jié)螺母塞進(jìn)封頭里時(shí)可根據(jù)需要確定下位置后旋轉(zhuǎn)一定角度（旋轉(zhuǎn)時(shí)有限位桿），使右調(diào)節(jié)螺母螺紋保留處，處于封頭螺紋保留處時(shí)，右調(diào)節(jié)螺母即已裝好，需卸下右調(diào)節(jié)螺母時(shí)反向旋一下即可取出。

　　長(zhǎng)模型管：又稱作一維管狀模型（長(zhǎng)度和直徑比一般控制在40以內(nèi)），其規(guī)格為φ25×1000，填砂管模型內(nèi)孔壁沿長(zhǎng)度方向采用特殊的打毛工藝進(jìn)行邊界封閉，防止流體沿邊界串流，在進(jìn)、出口及測(cè)壓孔上都安裝有過(guò)濾網(wǎng)，防止砂子外漏堵塞管道，為了對(duì)水驅(qū)、聚合物驅(qū)和交聯(lián)體系作出評(píng)價(jià)，通過(guò)觀察填砂管沿長(zhǎng)的壓降非常重要，因此在填砂管上設(shè)置多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，通過(guò)溫度測(cè)試，可以監(jiān)測(cè)驅(qū)替過(guò)程中集油帶的運(yùn)移。

3．流程管匯系統(tǒng)

　�。�1）、電磁閥、氣動(dòng)閥：主要用于活塞容器間的切換、高低壓傳感器間的切換、夾持器正反驅(qū)的切換。氣動(dòng)閥的型號(hào)為CV210，該閥具有切換性能好、切換快速、耐高壓、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，主體材料采用316L，耐腐性能也很好，它主要是靠氣源壓力來(lái)控制其打開(kāi)和關(guān)閉，氣源壓力為0.4-0.8MPa。

　　氣動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)是由計(jì)算機(jī)來(lái)控制電磁閥組的通斷，從而控制氣動(dòng)閥正反方向的氣源及正反方向的放空，以達(dá)到控制氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)的目的。

　　（2）、手動(dòng)控制閥

　　手動(dòng)控制閥采用新研制的結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)形式具有以下特點(diǎn)：

　　上下升降調(diào)節(jié)螺桿與閥桿采用分體式結(jié)構(gòu)，它們之間的連接是通過(guò)擠壓鉚接結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)調(diào)節(jié)升降螺桿時(shí)閥桿不會(huì)跟著轉(zhuǎn)，這樣對(duì)閥桿錐面起保護(hù)作用。

　　下閥座與閥體是分開(kāi)的，這樣便于加工和更換。

　　閥門(mén)接口采用新接口，密封可靠。

　　閥門(mén)下部留有拆卸口，便于更換密封填料。

　　閥桿采用了特殊材料，錐面還進(jìn)行了滲氮處理，既提高了強(qiáng)度，又增強(qiáng)了耐腐性能。

　　(3)管線：管線采用316L材料，管路流程的連接結(jié)構(gòu)緊湊，管線折彎美觀大方，拆卸方便。

4、油水計(jì)量系統(tǒng)：

　　工作原理：采用稱重法,即用兩個(gè)吊鉤天平分別稱出出口油、水混合物的重量和排出油的重量，根據(jù)油、水的密度計(jì)算出油、水的體積。

精度條件：

1.初始加入容器1的油的各項(xiàng)物性參數(shù)應(yīng)與出液的油的物性參數(shù)相同（如：密度，粘度等），所有需要配選與出液油相同性質(zhì)的油來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.假設(shè)乳化物為油和水的混合物（物理混合）。

3.由于兩種或者多種模型的出液量相差很大，為了確保精度，設(shè)計(jì)兩組吊鉤天平及兩組敞口計(jì)量筒，一組為小模型計(jì)量，一組為大模型計(jì)量。

4.溫度控制采用恒溫箱空氣浴加熱溫度范圍：室溫-90℃，數(shù)顯自動(dòng)控溫，精度±0.5℃，采用進(jìn)口控溫儀，自整電，熱風(fēng)對(duì)流循環(huán)，內(nèi)表采用δ=1.2mm，外表噴塑。

5、恒溫箱：

　　恒溫箱工作溫度150℃，控溫度精度±1℃，儀表帶PID調(diào)節(jié)，可進(jìn)行程序升溫，同時(shí)可以根據(jù)壓力升降進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)的溫度程序協(xié)調(diào)變化，即溫壓的程序變化。數(shù)字控溫，多探頭溫度均化檢測(cè)、A/D和D/A計(jì)算機(jī)控制接口。

　　爐溫安全限制220-240VAC。

　　恒溫箱內(nèi)雙側(cè)開(kāi)啟大視窗，工作室尺寸為：1200（長(zhǎng)）×900（高）×800（深），防酸堿不銹鋼內(nèi)膽，帶萬(wàn)向輪可移動(dòng)底座。

6、回壓系統(tǒng)

由回壓閥、回壓容器、回壓表和III型手動(dòng)泵組成�；貕洪y采用2mm通徑，工作壓力為50MPa,回壓容器為200mL。

7、抽空組件

　　由真空泵、緩沖容器、真空表等組成，可對(duì)流程、巖心夾持器、填砂管抽空，飽和水。

　　2ZX-2真空泵抽氣速率2升/秒，真空度6×10-2Pa

8、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)：

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括壓力、溫度、天平等，為了保證測(cè)量精度和控制的可靠性，采用進(jìn)口MOXC168H數(shù)字采集控制卡，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采集傳輸。

　　軟件在WINDOWS2000/XP環(huán)境下運(yùn)行，采用VB編程。該軟件由兩部分組成：一個(gè)運(yùn)行于工控機(jī)的監(jiān)控軟件，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理和試驗(yàn)過(guò)程的直接控制，包括數(shù)字I/O，模擬量I/O，試驗(yàn)過(guò)程邏輯判斷、控制，并負(fù)責(zé)與儀表、恒速泵的通訊，并下發(fā)操作指令。另一個(gè)運(yùn)行于微機(jī)的界面操作軟件，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，操作人員設(shè)定好參數(shù)后，就可無(wú)人值守。計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)采集所有壓力、溫度、流量，并控制泵的運(yùn)行，環(huán)壓自動(dòng)跟蹤，壓力換向等。

　　計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報(bào)表，分析報(bào)表以及曲線圖，同時(shí)生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式以便用戶靈活使用。

計(jì)算機(jī)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，以提高采集控制能力及防干擾能力。壓力測(cè)試系統(tǒng)：采用高精度的壓力傳感器，精度可達(dá)到0.25%F·S，供電9~36V，輸出0~5V。

為了保證測(cè)試精度，在巖芯夾持器進(jìn)口采用了高中低不同量程的壓力傳感器，配自動(dòng)換向系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)切換。壓力值可由二次儀表直接顯示，并通過(guò)RS232接口實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通訊。

　　壓力傳感器的量程分別為：40MPa、10MPa、4MPa、1MPa，環(huán)壓50MPa。其中40MPa、10MPa、4MPa為填砂模型管測(cè)壓點(diǎn)的壓力傳感器。