水驱油实验
勘探0907班
党鹏200911010712
宋珈萱200911010720
郝延超200911010721
李睿200911010725
实验目的
通过水驱油实验观察油和水在沙子中的流动情况，观察在实验过程中岩石湿润性的改变。
实验器材
广口瓶一个（带橡胶塞），玻璃导管两个，注射器一个，沙子若干，油大约50ml，水一些。
实验原理
岩石颗粒表面润湿性不同，油水在岩石孔隙孔道中的分布也不同。润湿相总是附着于颗粒表面，而把非润湿相推向更畅通的孔隙中间。如下图为亲水岩石注水过程中的油水分布。
实验步骤
（1）将沙子装入广口瓶，压实。
（2）用注射器取40ml油（分两次，每次20ml），注入广口瓶。
（3）等待油全部渗入沙子。
（4）按照图示方式连接仪器，开始注水。（导管①插入沙子中，导管②未插入，注射器与导管而相连，不断注水。）
（5）可以很明显的看到驱出的油。
（6）采出的油
结论或认识
水驱油时，原油的采收率与油藏岩石的润湿性有着很大的关系。而长期注水会改变岩石的润湿性。
人员组成及分工
本组实验人员有党鹏（200911010712）、宋珈萱（200911010720）、郝延超（200911010721）、李睿（200911010725）。
分工为，大家共同讨论，准备实验仪器，宋珈萱与李睿负责具体操作，党鹏与郝延超负责记录，拍照。
收稿日期:2005-08-27 基金项目:国家“973”重点基础研究发展规划项目(G 1999022509) 作者简介:李中锋(1976-),男(汉族),河南遂平人,博士研究生,从事油气田开发及油气藏工程研究。 文章编号:167325005(2006)0320067205 微观物理模拟水驱油实验及残余油分布分形特征研究 李中锋1,何顺利1,杨文新2,门成全1 (1.中国石油大学石油天然气工程学院,北京102249;2.中国石化江汉油田分公司,湖北潜江433000) 摘要:研究制作了能真实反映岩石孔隙结构的微观仿真孔隙模型,应用微观渗流物理实验模拟技术和图像分析技术,开展了微观模型水驱油物理模拟实验,对水驱油过程及微观物理模型中残余油的形成和分布进行了观察,模拟了不同驱替速度、孔隙结构、粘度比等条件下的水驱过程。应用分形几何学的基本理论,给出了数盒子法和R/S 分析法定量研究微观残余油分形特征的关系式,结合水驱油残余油分布图像,建立了用分形维数定量表征残余油及空间分布的测定方法。研究结果表明,随驱替速度增大,形成的残余油量减少;随原油粘度增大,形成的残余油量增多。容量维数表征了残余油的多少,它与残余油饱和度、孔隙结构有关;分形维数则表征了残余油空间分布的非均质性,分形维数越大,残余油空间分布的非均质性越强。 关键词:微观孔隙模型;水驱油;残余油;驱替速度;分形特征;容量维数;分形维数中图分类号:TE 319;TE 112 文献标识码:A Physical simulation experiment of w ater driving by micro 2model and fractal features of residual oil distribution L I Zhong 2feng 1,HE Shun 2li 1,YAN G Wen 2xin 2,M EN Cheng 2quan 1 (1.Faculty of Pet roleum Engineering in China U niversity of Pet roleum ,Beijing 102249,China ; 2.Jianghan Oilf ield ,China Pet rochemical Corporation ,Qianjiang 433000,Hubei Province ,China ) Abstract :By manufacturing an emulation porous micro 2model and applying the simulation technology of micro 2flow physical experiment and image analysis technology ,the physical simulation experiment of water driving micro 2flow was developed.The process of water driving as well as the form and distribution of residual oil in thephysical micro 2model was investigated ,and water driving processes under different dis placement rate ,porous structure and viscosity ratio were simulated.With the help of the basic theory of fractal geometry ,the box algorithm and R/S analysis relationship formula were deduced ,which are used to quantitatively study residual oil microscopic fractal https://www.doczj.com/doc/e51823729.html,bined with the figures of water driving residual oil distribution ,the quantitatively measuring method of figuring the size and spatial distribution of the residual oil saturation was established.The results show that the residual oil decreases with the enhancement of dis p lacement rate ,and the residual oil increases with the increase of viscosity of crude oil.The volume dimension figures the quantity of residual oil and is related to the residual oil saturation and pore structure ,while fractal dimension shows the homogeneity degree of the residual oil spatial distribution which becomes strong when the fractal dimension ex pands. K ey w ords :porous micro 2model ;water driving ;residual oil ;dis placement rate ;fractal features ;volume dimension ;fractal dimension 储层微观非均质性是指砂体的孔隙、喉道大小及均匀程度,孔隙喉道的配置关系和连通程度直接影响着注入水的微观驱替效率,从而控制着孔隙中残余油的微观分布。微观孔隙模型是近几十年发展 起来的用于研究流体在多孔介质中流动特性的实验 方法,它能直观地揭示不同润湿性和驱替剂的微观渗流特征。早期制作的微观模型有粒状填充模型、规则网络模型和刻蚀的人工随机模型等,但它们与 2006年 第30卷 中国石油大学学报(自然科学版) Vol.30 No.3 第3期 Journal of China University of Petroleum J un.2006
第１９卷第１期断块油气田 ＦＡＵＵ：ＢＵＯＣＫＯＩＬ＆ＧＡＳｍＵ）２０１２年１月 文章编号：１００５．８９０７（２０１２）０１．００９２－０３ 裂缝性碳酸盐岩油藏可视化模型水驱油实验 陈莹莹１，孙雷１，田同辉２，潘毅１，董卫军１，刘彦子１（１．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都６１０５００；２．中国石化胜利油田分公司。山东东营２５７０００）基金项目：国家科技重大专项“复杂裂缝性碳酸盐岩油藏开发关键技术研究”子课题 “裂缝性碳酸盐岩油藏渗流机理物理模拟研究”（２００８ＺＸ０５０１４．００４） 摘要为了更好地认识裂缝性碳酸盐岩油藏的渗流机理，结合油藏实际地质特征。利用真实岩心设计制作了可视化网络裂缝模型，考察了注入速度、模型倾斜角度等因素对注水效果的影响，以及水驱油过程中的油水运动分布特征。观测到由于受裂缝性油藏非均质性的影响，水驱后残余油存在形式主要有孤滴状、角隅状及膜状等，每种残余油的形成机理也不同。实验结果表明：水驱油时，驱替速度与采出程度不成正比，而是存在一个最佳驱替速度，即临界驱替速度：剩余油的形成和分布主要受岩石表面润湿性、裂缝连通性和重力分异的影响；水驱油效率与裂缝地层倾斜角度有关，地层倾斜角度越小，采出程度越高。裂缝性油层较厚时，水驱后油层顶部可能会有大量剩余油。仍具有较大开发潜力。 关键词裂缝性油藏；可视化模型；剩余油分布；水驱油机理；临界驱替速度 中图分类号：ＴＥ３４４文献标志码：Ａ ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＯＨｗａｔｅｒ－ｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｆｏｒｖｉｓｉｂｌｅｍｏｄｅｌｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｄｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ＣｈｅｎＹｉｎｇｙｉｎｇｌ，Ｓｕｎｔｅｌ＇，ＴｉｕｎＴｏｎｇｈ．ｉ２，ＰａｎＹＰ，Ｄｕｎｇｗｅｕｕｎ；ＬｉｕＹａｎ五１ （１ＳｍｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯＨ＆ＧａｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０５００， Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｇｌｉＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｄｅｎｇｙｌｎｇ２５７０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆｌｏｗｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｔｕａｌｇｅｏｌｏｇｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｃｏｒｅ，ｉｔｄｅｓｉｇｎｓａｖｉｓｉｂｌｅｎｅｔｗｏｒｋｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓａｎｄｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎａｎｇｌｅｓｏｆｍｏｄｅｌｏｎｔｈｅｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｉｓｕｎｄｅｍｔｏｏｄ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ，ｒｅｓｉｄｕａｌｏｉｌｉｓｍａｉｎｌｙｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｉｓｏｌａｔｅｄｄｒｏｐｌｅｔ，ｃａｎｔａｎｄｍｅｍｂｒａｎｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｏｉｌｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｗｈｅｎｗａｔｅｒ－ｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇ，ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓｎｏｔｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｒｅｃｏｖｅｒｙｄｅｇｒｅｅ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓａｎｏｐｔｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ，ｔｈａｔｉｓｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｍａｉｎｉｎｇｏｉｌｉｓｍａｉｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｏｃｋ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆｆｒａｃｔｕｒｅａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆｇｒａｖｉｔｙ．Ｔｈｅｗａｔｅｒ－ｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎａｎｇｌｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｌａｙｅｒｄｉｐｉｓ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙｉｓ．Ｉｆｔｈｅｏｉｌ－ｂｅａｒｉｎｇｌａｙｅｒｉｓｔｈｉｃｋ，ｔｈｅｒｅｉｓａｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎｔｈｅｔｏｐｏｆｏｉｌ—ｂｅａｒｉｎｇｌａｙｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｖｉｓｉｂｌｅｍｏｄｅｋｒｅｍａｉｎｉｎｇｏｉｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ－ｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｃｒｉｔｉｃａｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙ 模拟水驱油实验研究主要采用仿真模型或真实储层模型。真实岩样具有原始储层岩石本身的结构特征和表面物理性质，研究结果较仿真模型更可信，并且可实现流体的渗流动态可视化，应用比较广泛［１圳。笔者在实验模型和参数满足相似准数的基础上。开展了裂缝体可视化模型水驱油相关实验。研究微观水驱油速度对低渗透裂缝性油层水驱效果的影响。以及水驱油过程中的油水运动分布特征。以期有助于裂缝性碳酸盐岩油藏的注水开发工作。１实验准备 采用二维可视化人工裂缝模型进行测试。模型制作及实验设备准备程序为：１）采用ＳＬ油田ＣＧ２０１井 收稿日期：２０１１．０５．１１；改回日期：２０１Ｉ－１１．２５。 作者简介：陈莹莹，女，１９８６年生，在读硕士研究生，２００９年毕业于西南石油大学石油工程专业，研究方向为油气田开发。Ｅ．ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｉｎｇｙｉｎ９０３９３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。 引用格式：陈莹莹，孙雷，田同辉，等．裂缝性碳酸盐岩油藏可视化模型水驱油实验研究［Ｊ］．断块油气田，２０１２，１９（１）：９２。９４． ＣｈｅｎＹｉｎｇｙｉｎｇ，ＳｕｎＬｅｉ，ＴｉａｎＴｏｎｇｈｕｉ，ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｗａｔｅｒ?ｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｉｎｇｆｏｒｖｉｓｉｂｌｅｍｏｄｅｌｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｄｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ［Ｊ】．Ｆａｕｌｔ． ＢｌｏｃｋＯｉｌ＆ＧａｓＦｉｅｌｄ。２０１２．１９（１）：９２－９４． ０ 万方数据
译自SPE-163335 纳米流体驱提高原油采收率的实验研究 摘要 在过去的十年里,全球石油研究人员已经开始为改善和提高原油采收率(IOR /三次采油)项目开展各种各样的纳米粒子实验，这种IOR /EOR三次采油在实验室规模范围内已经被公认为是一种很有前途的代表。选为这个研究的亲水硅纳米颗粒平均粒径是7纳米。纳米流体的合成使用合成储层盐水驱替。在这篇论文中，实验性研究已经完成利用纳米流体注入到几个亲水贝雷砂岩岩心栓评估原油采收率。 与纳米流体有关的注射方案进行了三个: 1)在二次采油恢复过程中的纳米流体驱替, 2)三次采油过程中盐水驱替 (盐水驱替之后纳米流体驱替的剩余油饱和度）， 3) 三次采油过程中的纳米流体驱替。合成油和盐水/纳米流体之间的界面张力(IFT)已经通过旋转滴法测量。它指出,当盐水驱中引入纳米颗粒时，IFT下降。 与盐水驱二次采油比较，纳米流体驱替在贝雷岩芯达到高出8％的原油采收率（初始油藏/ OOIP％）。纳米流体也降低2-13％的范围内的孔体积（PV）在核心规模的残余油饱和度。在注入方案2，从盐水中驱替的额外的石油采收率不到1％OOIP。三次采油，纳米流体驱替恢复额外的石油地质储量近2％。在我们的研究中IFT的减少可能成为恢复机制的一部分，我们的实验的基本结果表明，纳米流体驱替有更多潜在提高采收率的二次开采，三次采油技术。 简介 石油和天然气行业必须面对用常规技术来探索资源变得越来越困难的挑战。世界各地的大多数油田已达到总生产率接近衰退期的阶段。因此，当前的主要挑战是如何通过经济的提取更多石油是油气井废井延期。最新的全球产业创新趋势小型化和纳米材料，纳米粒子是纳米技术的一部分,大小通常小于100纳米，其规模远远小于岩石孔喉在微米大小，一个纳米粒子流体悬浮液，所谓的纳米流体，由纳米尺度颗粒分散在液体合成，例如水，油或乙二醇。 通过不断增加明确主题的出版物, 纳米流体IOR /EOR三次采油在过去的十年已经显示出了它的潜力,它促使我们去执行揭示了纳米流体在多孔介质恢复机制和性能的研究。我们专注于亲水性硅纳米颗粒(LHP)。米兰达等人(2012)已经
西南石油大学学报（自然科学版） 2014年10月第36卷第5期 Journal of Southwest Petroleum University（Science&Technology Edition） V ol.36No.5Oct.2014 DOI：10.11885/j.issn.1674-5086.2012.06.06.02 文章编号：1674-5086（2014）05-0129-07 中图分类号：TE312 文献标志码：A 层间非均质砾岩油藏水驱油模拟实验* 唐洪明1，文鑫2，张旭阳2，任小聪3，刘红现4 1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学，四川成都610500； 2.中海石油（中国）有限公司深圳分公司研究院，广东广州510000； 3.中国石油大庆油田公司，黑龙江大庆163000； 4.中国石油新疆油田公司，新疆克拉玛依834000 摘要：针对砾岩油藏层间非均质性强，开采过程中层间矛盾突出，剖面动用差异大，油藏整体采收率低的特点，以新疆油田七区克上组砾岩油藏为例，开展了不同非均质程度模型恒压水驱油实验。结果表明：同一组并联水驱油实验中，渗透率越高的岩芯越先启动，含水率上升越快，无水采收率越低，驱油效率越高；层间渗透率级差越大模型驱油效率越低，与高渗岩芯相对渗透率级差大于8的岩芯并联驱替不能启动；粗砂岩和含砾粗砂岩等单模态或双模态孔隙结构岩芯驱油效率较高，砂砾岩和砾岩等复模态孔隙结构岩芯驱油效率较低；增大并联模型驱替压差后中低渗岩芯驱油效率增大，含水率上升速度加快。 关键词：砾岩油藏；层间非均质性；并联岩芯；水驱油实验；驱油效率 Water-oil Displacing Modeling Experiment of Interlayer Heterogeneous Conglomerate Reservoir Tang Hongming1,Wen Xin2,Zhang Xuyang2,Ren Xiaocong3,Liu Hongxian4 1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan610500，China； 2.Research Institute of Shenzhen Branch Of CNOOC Limited，Guangzhou510000，China； 3.Daqing Oilfield，PetroChina，Daqing，Heilongjiang163000，China； 4.Xinjiang Oilfield，PetroChina，Karamay，Xinjiang834000，China Abstract：Aiming at the strong heterogeneity，the obvious contradiction between layers，the big producing difference of the profile and the low overall recovery rate of the reservoir.Taking the conglomerate reservoir of T2k2formation in Block7of Xingjiang Oilfield as an example，a series of water-oil displacing experiments of different heterogeneous degree are conducted at constant pressure.The experiments show that in the same group of the parallel water-oil displacing experiments，the higher the permeability is，the faster the cores start while the water cut rises faster，the breakthrough recovery gets lower and the displacing efficiency becomes higher；the differential between the layers increases as the displacing efficiency falls and the parallel displacement with relative permeability differential bigger than8can not be launched；cores of single mode or dual mode pore structure have higher displacement efficiency，the complex mode of sandy conglomerate and conglomerate has lower displacement efficiency，the displacement efficiency of the low-medium permeability cores increases and the water cut rises faster after the displacement pressure of the parallel model is magnified. Key words：conglomerate reservoir；interlayer heterogeneity；cores grouped in parallel；water displacing oil experiment；oil displacement efficiency 网络出版地址：http：//https://www.doczj.com/doc/e51823729.html,/kcms/doi/10.11885/j.issn.1674-5086.2012.06.06.02.html 唐洪明，文鑫，张旭阳，等．层间非均质砾岩油藏水驱油模拟实验[J]．西南石油大学学报：自然科学版，2014，36（5）：129–135． Tang Hongming,Wen Xin,Zhang Xuyang,et al．Water-oil Displacing Modeling Experiment of Interlayer Heterogeneous Conglomerate Reservoir[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2014，36（5）：129–135． *收稿日期：2012–06–06网络出版时间：2014–09–15
第1章概述 作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108吨/年（1亿）。这将对我国国民经济发展造成极其严重的影响[1]。 缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。石油是一种流体矿藏，具有独特的开采方式。在各种矿物中，石油的采收率是比较低的。在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说，提高采收率是油田开采永恒的主题。（这种说法一点也不过分）。近几年，我国已成为纯石油进口国，预计到2005年将进口1亿吨／年。国民经济急需石油，大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义[2]。 从油田开采阶段上划分，通常将利用油层所具有的天然能量，如溶解气、气顶等，将原油采至地面的方法（能量衰竭法）称之为一次采油。在天然能量枯竭后用人工补充油藏能量的开采方法，如注水、注气，称之为二次采油。但是这种开采方式的分类很容易引起混乱。例如，在我国和前苏联一些油田曾采用早期注水保持压力的开采方法，很难说这究竟是一次采油还是二次采油。在稠油油田往往是一投入开发就进行热力采油，很难按上面的原则将其归类。
第３期（总第１７２期） ２０１２年６月机械工程与自动化 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．３ Ｊｕｎ． 文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０３－０１０９－０ ３多功能岩心驱替仪控制系统设计 董成林，王昌龙，詹风伟，蔡小磊，胡学敏 （扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 ２２５１２７ ）摘要：研制了一种用于石油三次开采过程物理模拟的仪器。根据驱替机理和相似原理模拟地层地质的温度和压力条件，借助于计算机、传感器等技术，研究模拟驱油体系在多孔介质中的渗流特性、电阻率变化及驱油效率。利用ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／Ｃｖｉ编写上位机测控程序，使用串口与智能仪表通信，获取温度压力值并做相应的显示和处理，通过编程ＰＣＩ数据采集卡控制外部硬件。 关键词：石油；岩心驱替仪；驱油效率；ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／Ｃｖｉ；控制系统中图分类号：ＴＰ２７３∶ＴＥ９３７ 文献标识码：Ａ 收稿日期：２０１２－０１－１２；修回日期：２０１２－０２－２ ５作者简介：董成林（１９８６－） ，男，江苏盐城人，在读硕士研究生，研究方向：测控系统设计研制。０ 引言 石油资源在现代社会发展过程中扮演着极其重要的角色，随着人类的不断勘探、开采，已逐步处于一个紧缺的状态。石油的开采过程，可以划分为３个阶段：利用天然能量的一次采油，利用人工补充底层能量（如注水、注气）的二次采油，到第三阶段时石油的开采变得非常困难，常规的驱油法采收率比较低，必须不断通过实验来研究更好的驱油方法。而岩心驱替仪正是为 了研究３次采油中驱油方法的物理模拟仪器。１ 岩心驱替系统总体设计方案 岩心驱替系统总体结构示意图如１所示。岩心模型安装在恒温箱里，通过智能数显表的ＰＩＤ输出控制固态继电器，将温度恒定在设定值。双缸泵以精确的流量或稳定的压力推动煤油，煤油通过管路把动力传递到驱替容器中的活塞，活塞通过管路将容器中的驱替液推送到岩心模型进行驱替。工作模式有恒流驱替、恒压驱替等 。 图１ 岩心驱替系统总体结构示意图 ６个容器罐用来存放不同的驱替液， 包括水、有机聚合物水溶液、二氧化碳泡沫等，用气动阀控制容器的 进、 出口，气动阀利用空压机气源提供气压并由电磁阀控制。岩心模型的进、出口装有高、低两种量程的压差传感器，分别用于采集实验过程中不同渗透率岩心两端的压差，环压跟踪泵用来跟踪岩心的四周橡胶包套外围压力，防止注入液体从岩心和橡胶套之间短路流过，而不能反映岩心渗透率的真实值。温度压力数据通过Ｐｔ１００热电阻、４ｍＡ～２０ｍＡ压力传感器采集， 由带有４８５通信功能的智能数显表显示并送入电脑进 行数据处理。２ 硬件电路的设计２．１ 电源模块 仪器供电需求如下：风机、环压跟踪泵三相３８０Ｖ交流供电；加热器、气源、智能仪表等单相２２０Ｖ交流供电；电磁阀ＤＣ２４Ｖ；光耦等芯片需要两个电气上无关联的ＤＣ５Ｖ。功耗较大的购买市售的＋２４Ｖ和＋５Ｖ的开关电源，光电隔离ＰＣ机一侧使用自制小