一種模擬聚合物溶液交替注入的自動控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油田化學驅領域，特別是關于一種模擬聚合物溶液交替注入的自動控 制系統。
【背景技術】
[0002] 聚合物驅作為油田開發中后期"穩油控水"的重要技術手段，越來越引起科研工作 者的重視。油田聚合物驅開發實踐表明，聚合物驅過程中會存在低滲透層動用程度低、部 分聚合物驅區塊注入困難、聚合物用量過大等實際問題。在技術上，影響了聚合物驅的波及 效率，從而影響整個采收率的效果；而在經濟上也因聚合物投入量過大，增加了藥劑成本。 解決這一問題的主要方法是通過對非均質油層注入不同粘度或濃度聚合物段塞的交替注 入方式，使得高、低滲透層驅替劑流度差異減小，從而實現高、低滲透層聚合物段塞盡可能 同步運移，進一步改善聚合物驅效果，提高聚合物驅效益。然而，目前針對聚合物驅交替注 入的常用聚合物交替注入實驗裝置還存在很多問題：在進行物理模擬的過程中，因需要注 入不同介質或者同一介質不同濃度的聚合物溶液，在交替注入不同中間容器中的驅替介質 時，需要手動切換控制閥門，而手動切換勢必造成數據波動，誤差比較大。
[0003] 如圖1所示，常用聚合物交替注入實驗裝置中，平流泵1通過一六通閥并聯連接三 個中間容器2的輸入端，三個中間容器2的輸出端分別連接另一六通閥的一端口，另一六通 閥的輸出端口連接巖心夾持器3 -端，巖心夾持器3另一端底部設置有集液容器4,且巖心 夾持器3還連接有一圍壓泵5。巖心夾持器3與另一六通閥之間還設置有壓力傳感器6,壓 力傳感器6連接有壓力采集系統7,實時采集驅替過程中巖心的壓力。其中，三個中間容器 2、巖心夾持器3和壓力傳感器6都設置在恒溫烘箱8內部。在交替注入不同中間容器中的 驅替介質時，需要手動切換控制閥門，而手動切換勢必造成數據波動，誤差比較大。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種模擬聚合物溶液交替注入的自動控制系 統。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種模擬聚合物溶液交替注入的自 動控制系統，其特征在于：它包括聚合物交替注入實驗裝置和自動切換控制裝置；所述聚 合物交替注入實驗裝置包括平流泵、第一中間容器、第二中間容器、第三中間容器、巖心夾 持器和恒溫烘箱；所述自動切換控制裝置包括六個高壓氣動閥、電磁閥組、空氣壓縮機、四 個壓力傳感器、控制箱和計算機；所述平流泵輸出端經六通閥并聯連接所述第一中間容器、 第二中間容器和第三中間容器的輸入端，所述第一中間容器、第二中間容器和第三中間容 器的輸出端經另一六通閥與所述巖心夾持器的輸入端連接；所述第一中間容器、第二中間 容器、第三中間容器和巖心夾持器均設置在所述恒溫烘箱內部；第一高壓氣動閥、第二高壓 氣動閥和第三高壓氣動閥分別設置在所述第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器的 輸入端，第四高壓氣動閥、第五高壓氣動閥和第六高壓氣動閥分別設置在所述第一中間容 器、第二中間容器和第三中間容器的輸出端，且各所述高壓氣動閥均與所述電磁閥組連接， 所述電磁閥組的工作氣源由所述空氣壓縮機提供；第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第 三壓力傳感器分別設置在所述第一高壓氣動閥、第二高壓氣動閥和第三高壓氣動閥與所述 第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器之間，第四壓力傳感器設置在所述巖心夾持 器的輸入端；所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第四壓力傳感器的 信號通過所述控制箱傳輸到所述計算機，由所述計算機向所述控制箱發送控制信號對所述 電磁閥組進行控制。
[0006] 所述巖心夾持器輸出端底部設置有集液容器。
[0007] 所述巖心夾持器還連接有圍壓泵。
[0008] 所述高壓氣動閥和壓力傳感器也設置在所述恒溫烘箱內部。
[0009] 所述計算機內設置有控制采集計算模塊和壓力采集模塊。
[0010] 所述控制箱采用自動化電子電路控制箱。
[0011] 本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明由于設置有自動切換 控制裝置，實現了驅替實驗過程中，不同溶液的無間隙切換，保證了實驗的連續性。2、本發 明由于在每一中間容器的輸入端和輸出端設置高壓氣動閥，控制箱通過電磁閥組實現兩中 間容器高壓氣動閥的同時開啟和關閉，保證了高壓下溶劑的切換，很好地避免了壓力的波 動，減小實驗誤差。3、本發明由于通過電磁閥組統一控制高壓氣動閥的打開或關閉，減小了 人工工作量，同時避免了人為失誤。本發明可以廣泛應用于油田化學驅提高采收率相關實 驗中。
【附圖說明】
[0012] 圖1是常用聚合物交替注入實驗裝置
[0013] 圖2是本發明結構示意圖
[0014]圖3是分別采用本發明和常用聚合物交替注入實驗裝置進行實驗的結果示意圖
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0016] 如圖2所示，本發明包括聚合物交替注入實驗裝置9和自動切換控制裝置10。其 中，聚合物交替注入實驗裝置9與常用聚合物交替注入實驗裝置結構基本相同，包括平流 泵90、第一中間容器91、第二中間容器92、第三中間容器93、巖心夾持器94、集液容器95、 圍壓泵96和恒溫烘箱97。自動切換控制裝置10包括高壓氣動閥100~105、電磁閥組106、 空氣壓縮機107、壓力傳感器108~111、控制箱112和計算機113。
[0017] 平流泵90輸出端通過六通閥并聯連接第一中間容器91、第二中間容器92和第三 中間容器93的輸入端，第一中間容器91、第二中間容器92和第三中間容器93的輸出端經 另一六通閥與巖心夾持器94的輸入端連接。巖心夾持器94輸出端底部設置有集液容器95， 且巖心夾持器94還連接有圍壓泵96。其中，第一中間容器91、第二中間容器92、第三中間 容器93、巖心夾持器94和集液容器95均設置在恒溫烘箱97內部。
[0018] 高壓氣動閥100~102分別設置在第一中間容器91、第二中間容器92和第三中 間容器93的輸入端，高壓氣動閥103~105分別設置在第一中間容器91、第二中間容器92 和第三中間容器93的輸出端，且各高壓氣動閥100~105均與電磁閥組106連接，電磁閥 組106的工作氣源由空氣壓縮機107提供。壓力傳感器108~110分別設置在高壓氣動閥 103~105與第一中間容器91、第二中間容器92和第三中間容器93之間，壓力傳感器111 設置在巖心夾持器94的輸入端。壓力傳感器108~111采集的壓力信號通過控制箱112 傳輸到計算機113,由計算機113向控制箱112發送控制信號對電磁閥組106進行控制。其 中，高壓氣動閥100~105和壓力傳感器108~111也設置在恒溫烘箱97內部。
[0019] 上述實施例中，計算機113內設置有控制采集計算模塊和壓力采集模塊。
[0020] 上述各實施例中，控制箱112采用自動化電子電路控制箱。
[0021] 本發明可以實現在聚合物驅替實驗過程中，不同溶液的無間隙自動切換，下面以 某目標油田的油藏條件為例，對本發明的工作原理做詳細介紹。該目標油田的油藏條件為： 油藏溫度57°C，礦化度1700mg/L，實驗用巖心為三層非均質方巖心，巖心參數如下表所不 (如表1所示）。分別采用常用聚合物交替注入實驗裝置和本發明共同進行實驗，且1#巖 心應用在常用聚合物交替注入實驗裝置上，2#巖心應用在本發明上。
[0022] 表1巖心參數及采收率結果
[0023]
[0024] 根據上述油藏條件，設定注聚速度為0. 5mL/min，聚合物注入濃度為1500mg/L和 900mg/L的聚合物溶液，具體步驟為：
[0025] 1)在溫度45°C、模擬水及攪拌器轉速400rpm條件下，配制濃度為5000mg/L的聚 合物母液，并分別稀釋成濃度為