[0001] 技术领域：
[0002] 本实用新型涉及石油工程和工艺技术领域，具体涉及一种用于测量溶剂气体稠油界面
张力及沥青质沉积装置。
[0003] 背景技术：
[0004] 目前，溶剂气体如甲烷、乙烷、丙烷、
丁烷、CO2作为适用于混相驱油的注入剂，得到了广泛关注。溶剂气体中CO2具有易溶于
原油并使其膨胀、降低原油黏度、减少驱替相与被驱替相间界面张力等优点。研究发现，溶剂气体与合适的
聚合物和
表面活性剂相结合进行驱油，也适用于许多稠油油藏。因此，溶剂气体驱油在石油工业中是一种潜力很大的驱油方式。
[0005] 近年来，通过实验研究了原油和溶剂气体的相互作用，发现了一种重要的物理现象，溶剂气体在驱油过程发生了沥青质沉积，国外生产实践表明，在注溶剂气体驱油过程中，当有足够的溶剂气体注入到原油中时，极易引发原油中沥青质、胶质和
石蜡等重有机物的沉积，沉积的沥青质可能导致储层堵塞和
润湿性改变，从而导致石油开采效率的降低，伤害储层。如溶剂气体CO2混相驱过程中，CO2可以
抽取原油中的轻质成分或者使轻质成分
气化，从而有效降低石油
粘度，降低残余油
饱和度，显著提高驱油效率。溶剂气体和原油的相互作用决定了溶剂气体驱油提高开采率过程的总体性能。例如，注入的CO2溶解在石油中能够增加原油表面活性并且降低储层原油之间的界面张力（IFT）。界面张力的降低增加了粘性力-毛细管力平衡，从而降低了残余油饱和度。有利于提高原油采收率。
[0007] 本实用新型的目的是提供一种用于测量溶剂气体稠油界面张力及沥青质沉积装置，用于模拟CO2进入油层后的沥青质沉淀现象和油相界面张力的变化，从而更好的提高 CO2驱过程中的原油采收率。
[0008] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种用于测量溶剂气体稠油界面张力及沥青质沉积装置包括油滴界面张力实验环路、沥青质沉积实验环路，油滴界面张力实验环路包括透明窗式高压装置，一号LED
光源和玻璃扩散器，一号
显微镜照相机分别放置在透明窗式高压装置的两侧，不锈
钢注射器针头安装在透明窗式高压装置的顶部，
不锈钢注射器针头通过管线与原油
活塞容器连接，原油活塞容器的入口、出口均设置有
阀门，原油活塞容器连接二号
泵，透明窗式高压装置通过另一条管线与并联的CO2活塞容器和气体活塞容器相连，并联的CO2活塞容器和气体活塞容器还连接一号泵，透明窗式高压装置设置有气体入口阀和原油入口阀，透明窗式高压装置设置有第一压力
传感器，透明窗式高压装置连接
温度控制器；一号显微镜照相机连接计算机；
[0009] 沥青质沉积实验环路包括透明窗口高压饱和装置，透明窗口高压饱和装置设置在第二
支架上，二号LED光源和玻璃扩散器放置在透明窗口高压饱和装置下面，二号显微镜照相机位于透明窗口高压饱和装置上方；透明窗口高压饱和装置与所述原油活塞容器连接，透明窗口高压饱和装置与所述的并联的CO2活塞容器和气体活塞容器连接，透明窗口高压饱和装置设置有第二
压力传感器，透明窗口高压饱和装置连接所述
温度控制器；二号显微镜照相机连接所述计算机。
[0010] 上述方案中透明窗式高压装置设置在第一支架上，第一支架和第二支架分别设置在
工作台上。
[0011] 上述方案中透明窗口高压饱和装置由上、下两
块不锈钢板封在四块透明的
丙烯酸板之间形成一个矩形容器。
[0012] 本实用新型具有以下有益效果：
[0013] 1、本实用新型用于模拟CO2进入油层后的沥青质沉淀现象和油相界面张力的变化，从而更好的提高CO2驱油过程中的原油采收率。
[0014] 2、本实用新型用于在溶剂气体驱油过程中研究沥青质沉淀原油采收率的影响，从而更好地了解原油开采机制。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型结构示意图。
[0016] 图中：1 一号泵， 2、气体活塞容器，3 CO2活塞容器、4原油活塞容器， 8、第一三通阀，9 第二三通阀，10二号泵，11 第一压力传感器， 12 一号LED光源和玻璃扩散器， 13 透明窗式高压装置，14一号显微镜照相机, 15二号显微镜照相机，16 第二压力传感器， 17 透明窗口高压饱和装置， 18计算机，19 温度控制器，20 二号LED光源和玻璃扩散器， 21工作台， 22第一支架，23 薄油层， 24一号阀门，25二号阀门，26三号阀门，27四号阀门，28五号阀门，29六号阀门，30七号阀门，31八号阀门，32第二支架，33九号阀门、34十号阀门，35 悬垂油滴。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0018] 如图1所示，这种用于测量溶剂气体稠油界面张力及沥青质沉积装置包括油滴界面张力实验环路、沥青质沉积实验环路，油滴界面张力实验环路包括透明窗式高压装置13，一号LED光源和玻璃扩散器12，一号显微镜照相机14分别放置在透明窗式高压装置13的两侧，一号光源和玻璃扩散器用于为悬垂油滴35提供均匀照明；不锈钢注射器针头安装在透明窗式高压装置13的顶部，不锈钢注射器针头通过管线与原油活塞容器4连接，原油活塞容器4设置有入口阀门（三号阀门26）、出口阀门（六号阀门29），原油活塞容器4连接二号泵10，高压装置通过另一条管线与并联的CO2活塞容器3和气体活塞容器2相连，并联的CO2活塞容器3和气体活塞容器2还连接一号泵1，透明窗式高压装置13设置有气体入口阀（九号阀门33）和原油入口阀（十号阀门33），透明窗式高压装置13设置有第一压力传感器11，透明窗式高压装置13连接温度控制器19，可随时记录透明窗式高压装置13的内部压力，并调节内部温度；一号显微镜照相机14连接计算机18，一号显微镜照相机14用于在不同时间捕获室内动态悬垂油滴35压力的连续数字图像。
[0019] 在预先规定的压力和T=27.0℃的恒定温度下，首先使用CO2充入透明窗式高压装置13。在透明窗式高压装置13内的压力和温度达到其稳定值后，注入原油，使原油在注射器针头的尖端流出并形成悬垂油滴35。一旦形成一个形状良好的悬垂油滴35，动态悬垂油滴35在不同时间的连续数字图像就会被获取并自动存储在计算机中。
[0020] 沥青质沉积实验环路包括透明窗口高压饱和装置17，透明窗口高压饱和装置17设置在第二支架32上，二号LED光源和玻璃扩散器20放置在透明窗口高压饱和装置17下面，二号显微镜照相机15位于透明窗口高压饱和装置17上方；透明窗口高压饱和装置17与所述原油活塞容器4连接，透明窗口高压饱和装置17与所述的并联的CO2活塞容器3和气体活塞容器2连接，透明窗口高压饱和装置17设置有第二压力传感器16，透明窗口高压饱和装置17连接所述温度控制器19，可随时记录透明窗口高压饱和装置17的内部压力，并调节内部温度。二号显微镜照相机15连接所述计算机18，显微镜照相机可随时捕获饱和装置内CO2饱和油层的数字图像，采集不同平衡压力下的二
氧化
碳饱和油层的数字图像并存储在计算机中。
[0021] 透明窗口高压饱和装置17由上、下两块不锈钢板封在四块透明的丙烯酸板之间形成一个矩形容器。
[0022] 透明窗式高压装置13设置在第一支架22上，第一支架22和第二支架32分别设置在工作台21上。
[0023] 气体活塞容器2、CO2活塞容器3通过第一三通阀8与一号泵1连接，原油活塞容器4与二号泵10连接，气体活塞容器2可以为甲烷活塞容器或乙烷活塞容器或丙烷活塞容器或丁烷活塞容器或戊烷活塞容器。
[0024] 本实用新型具体实验步骤为：
[0025] 测量油滴界面张力时，将七号阀门30、八号阀门31关闭，一号阀门24、二号阀门25、原油活塞容器入口阀（三号阀门26）、四号阀门27、五号阀门28、原油活塞容器出口阀（六号阀门29）、九号阀门33、十号阀门34均处于打开状态，一号泵1通过第一三通阀8、二号阀门25、五号阀门28、第二三通阀9、九号阀门33将CO2或者甲烷（或乙烷或丙烷或丁烷或戊烷）注入到透明窗式高压装置13内部，当高压装置内部的压力和温度达到稳定值后，二号泵10通过原油活塞容器入口阀（三号阀门26）、原油活塞容器出口阀（六号阀门29）、十号阀门34将原油注入到高压装置中形成悬垂油滴35，一号LED光源为动态悬垂油滴35提供充足而均匀的照明，动态悬垂油滴35在不同时间的连续数字图像就会被位于高压装置右侧的一号显微照相机14获取，并将一号显微照相机14采集到的图像信息传递给计算机18中，然后确定动态悬垂油滴35的动态IFT。IFT实验误差等于0.05mJ/m2。对至少三种不同的悬垂油滴35进行重复的IFT测量，以确保在每个预先规定的压力和恒定温度下得到的结果具有重复性。在不同的平衡压力和恒定的温度T=27.0℃的条件下，对三种不同原油- CO2系统的原油- CO2动态和平衡IFTs进行测量。
[0026] 测量沥青质沉淀前，用
煤油清洁透明窗口高压饱和装置17，然后用氮气冲洗，最后抽
真空。将气体入口阀（一号阀门24）、气体出口阀（四号阀门27）、九号阀门33、十号阀门34关闭，二号阀门25、原油入口阀（三号阀门26）、五号阀门28、原油出口阀（六号阀门29）、七号阀门30、八号阀门31打开，二号泵10通过原油活塞容器入口阀（三号阀门26）、原油活塞容器出口阀（六号阀门29）、八号阀门31将5cm3原油注入到透明窗口高压饱和装置17中在下部的有机玻璃上形成-0.032cm薄油层23，一号泵1通过第一三通阀8、二号阀门25、五号阀门28、第二三通阀9、七号阀门30将CO2注入到透明窗口高压饱和装置17内部，加压并与薄油层23形成CO2-原油体系，模拟CO2驱油时储层环境。二号LED光源为薄油层23提供充足而均匀的照明，位于透明窗口高压饱和装置17上方的二号显微照相机15对薄油层23进行实时
图像采集，将二号显微照相机15采集到的图像信息传递给计算机18，用于随时获取二氧化碳饱和油层的数字图像，从而可以清楚地观察到在适当饱和压力下，丙烯酸
树脂窗下的所有沥青质
沉积物。尤其是可以注意到CO2饱和油层的沥青质沉淀的相应起始压力。
[0027] 在每次饱和实验之前，用
煤油清洁透明窗口高压饱和装置17，然后用氮气冲洗，最后抽真空。具体方法为：开始时用CO2将透明窗式高压高压饱和装置17加压至P=3.0MPa。然后通过使用可编程恒速恒压泵（二号泵10）（100DX，ISCO Inc.，USA）将5cm3原油引入透明窗口高压饱和装置17中，选择少量这种原油并将其注入透明窗口高压饱和装置17中，从而在透明窗口高压饱和装置17下的丙烯酸玻璃窗上形成薄油层（23）（-0.032cm），因此可以通过使用LED光源充分照射。通过使用二号显微镜照相机15在透明窗口高压饱和装置17的丙烯酸窗口观察CO2饱和油层，将计算机18连接到二号显微镜摄像机15上，用于随时获取二氧化碳饱和油层的数字图像，从而可以清楚地观察到在适当饱和压力下，丙烯酸树脂窗下的所有沥青质沉积物。尤其是可以注意到CO2饱和油层的沥青质沉淀的相应起始压力。
