超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置及实验方法

摘要

本发明公开了一种超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置及实验方法，其实验装置包括岩芯夹持器、环压供给装置、储水罐、储油罐、超声波换能器、超声波发生器、液体容器、催化剂及反应助剂存储装置和恒温箱；储水罐与岩芯夹持器之间的输水管道上装有蒸汽发生器；其实验方法包括步骤：一、被测试岩芯预处理；二、水驱实验并相应测得被测试岩芯的初始水驱渗透率；三、油驱实验并相应测得被测试岩芯的初始含油饱和度；四、水热裂解模拟实验；五、数据整理。本发明设计合理、安装布设方便、功能完善且使用操作简便、使用效果好，能解决稠油开采过程中存在的常规注蒸汽热采稠油粘度易反弹、措施有效期短、常规层内水热催化裂解技术效果受限等问题。

主权项

一种超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置，其特征在于：包括环压供给装置、储水罐(4‑1)、储油罐(4‑2)、催化剂及反应助剂存储装置、用于夹持被测试岩芯(19)的岩芯夹持器(2)和对被测试岩芯(19)进行超声波处理的超声波换能器(12)，以及与超声波换能器(12)相接且为超声波换能器(12)提供高频交流电信号的超声波发生器(16)和通过外接管道与岩芯夹持器(2)的出液口相接的液体容器，所述环压供给装置通过液压管道与岩芯夹持器(2)的环压接口相接且对位于岩芯夹持器(2)内部的被测试岩芯(19)施加环向压力，储水罐(4‑1)通过输水管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且储水罐(4‑1)内部存储有模拟地层水，储油罐(4‑2)通过输油管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且储油罐(4‑2)内部存储有模拟稠油层内所存储稠油，所述催化剂及反应助剂存储装置通过化学试剂输送管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且内部存储有稠油水热催化裂解反应用催化剂与助剂，所述岩芯夹持器(2)、储水罐(4‑1)和储油罐(4‑2)的外侧布设有恒温箱(3)，所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上分别装有水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀，且所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均装有泵送设备；所述超声波换能器(12)安装在岩芯夹持器(2)上，且所述岩芯夹持器(2)的进液口和出液口上分别安装有压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二；所述输水管道上装有蒸汽发生器(5)；所述外接管道上装有出液控制阀(22)；所述输水管道和输油管道共用一个驱替液输送管道，所述水路控制阀和油路控制阀共用一个单向控制阀一(6)，且所述输水管道和输油管道共用一个泵送设备一；所述化学试剂输送控制阀为单向控制阀二(7)；所述泵送设备一为柱塞泵一(1)且柱塞泵一(1)通过连接管道与泵动力液存储罐(11)相接，所述化学试剂输送管道上所装的泵送设备为柱塞泵二(8)且柱塞泵二(8)通过连接管道与所述催化剂及反应助剂存储装置相接；所述超声波换能器(12)为电磁感应式超声波换能器，且所述电磁感应式超声波换能器包括内部开有空腔的换能器外壳(12‑6)、布设在所述空腔前部且能产生超声波的振动模板(12‑1)、布设在所述空腔内且位于振动模板(12‑1)正后方的平面电感线圈(12‑2)、与平面电感线圈(12‑2)相并接的电容器(12‑3)和并接在电容器(12‑3)两端的电源(12‑4)，所述平面电感线圈(12‑2)与电容器(12‑3)之间通过导线一进行连接，所述电容器(12‑3)与电源(12‑4)之间通过导线二进行连接，所述平面电感线圈(12‑2)、电容器(12‑3)和所述导线一的导线电阻形成RLC振荡电路；所述换能器外壳(12‑6)的前侧外部布设有用于改变振动模板(12‑1)所产生超声波振幅的超声波变幅杆(12‑5)，所述超声波变幅杆(12‑5)密封安装在岩芯夹持器(2)上，且超声波变幅杆(12‑5)前部伸入至岩芯夹持器(2)内部；所述超声波发生器(16)的输出端与电源(12‑4)的电源端相接，所述导线一和导线二上分别串接有通断控制开关一和通断控制开关二。