本發(fā)明屬于石油采收，具體涉及一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、由于微泡沫體系中微氣泡的尺寸小于常規(guī)泡沫中的大氣泡，所以微泡沫有許多不同于常規(guī)泡沫的性質(zhì)，例如半衰期長(zhǎng)、較高的界面ζ電位、傳質(zhì)效率高、耐鹽耐溫性強(qiáng)。

2、微泡沫作為泡沫的一種，其不但繼承了泡沫的驅(qū)油特性，更因其獨(dú)特的性質(zhì)而具有不同于泡沫的驅(qū)油特性。同泡沫一樣，微泡沫既可以提高宏觀波及效率，也可以提高微觀驅(qū)油效率，并且相比于普通泡沫，微泡沫的注入性更好，且封堵能力更強(qiáng)。

3、現(xiàn)有的微泡沫個(gè)制備方法，產(chǎn)生微氣泡需要表面活性劑和穩(wěn)泡劑來(lái)配置基液，采用的氣液注入系統(tǒng)需要采用復(fù)雜的連通閥進(jìn)行連接，雖然可以產(chǎn)生不同尺寸的微氣泡，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)地層的不同孔道進(jìn)行調(diào)控的目的，并且，產(chǎn)生的微氣泡不夠穩(wěn)定。而現(xiàn)有的針對(duì)泡沫調(diào)剖處理來(lái)說(shuō)，基本上是改變聚合物濃度來(lái)進(jìn)行調(diào)剖，其產(chǎn)品為一種強(qiáng)度可調(diào)星形聚合物凝膠泡沫調(diào)剖劑，其星形聚合物是由一個(gè)星核和多個(gè)超級(jí)聚合分子鏈構(gòu)成的具備強(qiáng)抗鹽抗溫性能的水溶性聚合物，星形聚合物的質(zhì)量百分比為0.1％時(shí)，為低強(qiáng)度星形聚合物凝膠泡沫；所述星形聚合物的質(zhì)量百分比為0.2％時(shí)，為中強(qiáng)度星形聚合物凝膠泡沫；所述星形聚合物的質(zhì)量百分比為0.3％時(shí)，為高強(qiáng)度星形聚合物凝膠泡沫，上述方法的使用，存在損害地層的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置及方法，用于解決現(xiàn)有的微氣泡生成裝置和方法存在連接復(fù)雜、處理過(guò)程對(duì)環(huán)境有害、不能實(shí)現(xiàn)對(duì)地層的多級(jí)調(diào)控且生成的氣泡穩(wěn)定性不足等技術(shù)問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明公開(kāi)了一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，包括氣液注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和收集裝置；所述氣液注入系統(tǒng)的一端和模型系統(tǒng)的進(jìn)口端連接；所述模型系統(tǒng)的出口端與收集裝置連接；

4、所述氣液注入系統(tǒng)在與模型系統(tǒng)進(jìn)口端連接的管線上還和控制系統(tǒng)連接；所述模型系統(tǒng)的出口端還和控制系統(tǒng)連接；

5、所述模型系統(tǒng)上設(shè)置有多個(gè)孔徑大小不同的通道，通過(guò)縮徑起泡的原理產(chǎn)生微氣泡。

6、進(jìn)一步地，所述氣液注入系統(tǒng)包括若干條并聯(lián)的注入管線；所述氣液混合注入管線包括恒速注入泵和設(shè)置在恒速注入泵上的注射器；所述注射器通過(guò)管線與模型系統(tǒng)的進(jìn)口端連接。

7、進(jìn)一步地，所述注入管線的個(gè)數(shù)大于等于2的偶數(shù)；其中一半的注入管線用于注入液體，另一半注入管線用于注入氣體。

8、進(jìn)一步地，所述注入管線的個(gè)數(shù)為2個(gè)，其中一個(gè)注入管線用于注入液體，另一個(gè)注入管線用于注入氣體。

9、進(jìn)一步地，所述模型系統(tǒng)包括微觀模型；所述微觀模型上設(shè)置有多個(gè)孔徑大小不同的通道；所述微觀模型的進(jìn)口端設(shè)置有注液端和注氣端；所述注入液體的注入管線與注液端連接；所述注入氣體注入管線與注氣端連接；

10、所述注液端和注氣端在微觀模型上通過(guò)管路匯合后，與多個(gè)孔徑大小不同的通道連接；所述注液端和注氣端與多個(gè)孔徑大小不同的通道連接處的管路寬度小于注液端和注氣端的管路寬度，形成縮頸結(jié)構(gòu)。

11、進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)包括壓差傳感器、傳感器控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)；所述注射器在與模型系統(tǒng)的進(jìn)口端連接的線路上還和壓差傳感器連接；所述壓差傳感器和傳感器控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)依次連接。

12、進(jìn)一步地，所述模型系統(tǒng)的出口端還和壓差傳感器連接；所述壓差傳感器依次和傳感器控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)連接。

13、進(jìn)一步地，所述模型系統(tǒng)的上方還設(shè)置有光學(xué)顯微鏡和顯微鏡顯示器；所述光學(xué)顯微鏡和顯微鏡顯示器連接，用于觀察模型系統(tǒng)上產(chǎn)生的微氣泡形貌。

14、本發(fā)明還公開(kāi)了上述裝置的使用方法，包括以下步驟：

15、將氣體和液體通過(guò)氣液注入系統(tǒng)注入到通過(guò)模型系統(tǒng)的進(jìn)口端注入到模型系統(tǒng)上，在模型系統(tǒng)上通過(guò)縮徑起泡的原理產(chǎn)生微氣泡，微氣泡通過(guò)出口端進(jìn)入收集裝置；當(dāng)改變氣液注入系統(tǒng)的氣液注入流速時(shí)，產(chǎn)生不同大小的微氣泡，不同大小的微氣泡進(jìn)入相應(yīng)的多個(gè)孔徑大小不同的通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同通道的多級(jí)調(diào)控。

16、進(jìn)一步地，所述模型系統(tǒng)包括微觀模型；所述微觀模型上設(shè)置有多個(gè)孔徑大小不同的通道；所述微觀模型的進(jìn)口端設(shè)置有注液端和注氣端；所述注液端和注氣端與多個(gè)孔徑大小不同的通道連接處的管路寬度小于注液端和注氣端的管路寬度，形成縮頸結(jié)構(gòu)；

17、所述氣體和液體通過(guò)氣液注入系統(tǒng)注入到通過(guò)模型系統(tǒng)的注液端和注氣端注入到微觀模型上，液體和氣體在縮頸結(jié)構(gòu)處發(fā)生相遇，在縮頸結(jié)構(gòu)處發(fā)生液體對(duì)氣體的剪切作用進(jìn)而產(chǎn)生微氣泡。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明公開(kāi)了一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，采用簡(jiǎn)單的氣液注入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣體和液體的注入，連接方式簡(jiǎn)單；同時(shí)采用模型系統(tǒng)產(chǎn)生微氣泡，模型系統(tǒng)上多個(gè)孔徑大小不同的通道的設(shè)置，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)氣體和液體的注入速度實(shí)現(xiàn)地層的多級(jí)調(diào)控，因此，本發(fā)明裝置不僅可以產(chǎn)生不同尺寸的微泡，還可以對(duì)模型的不同通道進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而到達(dá)對(duì)地層的不同孔道進(jìn)行調(diào)控的目的。

20、進(jìn)一步地，本申請(qǐng)采用壓力傳感器等形成控制系統(tǒng)，能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)壓力變化；采用光學(xué)顯微鏡和顯微鏡顯示器監(jiān)控每一個(gè)微氣泡，能夠滿足穩(wěn)定起泡產(chǎn)生的合理監(jiān)測(cè)。

21、本發(fā)明還公開(kāi)了上述多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置的使用方法，本發(fā)明的裝置只需要液體(未加入任何東西)與氣體發(fā)生剪切作用便可以產(chǎn)生穩(wěn)定的微氣泡，不需要加入對(duì)環(huán)境有害的表面活性劑和穩(wěn)泡劑來(lái)配置基液，環(huán)境友好性強(qiáng)；同時(shí)，產(chǎn)生的微氣泡就足夠堅(jiān)硬，且本發(fā)明裝置產(chǎn)生的微氣泡為純水產(chǎn)生，發(fā)生驅(qū)替后不會(huì)損害地層；本發(fā)明的微觀模型中設(shè)有多個(gè)大小不同孔徑的通道，模擬地層條件下的大小不同的孔徑，當(dāng)改變氣液流速時(shí)，此發(fā)明裝置的微觀模型就會(huì)產(chǎn)生大小不同的微氣泡，由于微氣泡尺寸的不同，大尺寸的微氣泡無(wú)法進(jìn)入到小通道中，而產(chǎn)生尺寸較小的微氣泡會(huì)優(yōu)先進(jìn)入到小通道中，即大氣泡堵大通道，小氣泡堵堵小通道，該裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同通道的多級(jí)調(diào)控。

技術(shù)特征：

1.一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，包括氣液注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和收集裝置(8)；所述氣液注入系統(tǒng)的一端和模型系統(tǒng)的進(jìn)口端連接；所述模型系統(tǒng)的出口端與收集裝置(8)連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述氣液注入系統(tǒng)包括若干條并聯(lián)的注入管線；所述氣液混合注入管線包括恒速注入泵(1)和設(shè)置在恒速注入泵(1)上的注射器(2)；所述注射器(2)通過(guò)管線與模型系統(tǒng)的進(jìn)口端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述注入管線的個(gè)數(shù)大于等于2的偶數(shù)；其中一半的注入管線用于注入液體，另一半注入管線用于注入氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述注入管線的個(gè)數(shù)為2個(gè)，其中一個(gè)注入管線用于注入液體，另一個(gè)注入管線用于注入氣體。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述模型系統(tǒng)包括微觀模型(5)；所述微觀模型(5)上設(shè)置有多個(gè)孔徑大小不同的通道；所述微觀模型(5)的進(jìn)口端設(shè)置有注液端和注氣端；所述注入液體的注入管線與注液端連接；所述注入氣體注入管線與注氣端連接；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括壓差傳感器(3)、傳感器控制系統(tǒng)(4)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)(9)；所述注射器(3)在與模型系統(tǒng)的進(jìn)口端連接的線路上還和壓差傳感器(3)連接；所述壓差傳感器(3)和傳感器控制系統(tǒng)(4)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)(9)依次連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述模型系統(tǒng)的出口端還和壓差傳感器(3)連接；所述壓差傳感器(3)依次和傳感器控制系統(tǒng)(4)和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)(9)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置，其特征在于，所述模型系統(tǒng)的上方還設(shè)置有光學(xué)顯微鏡(6)和顯微鏡顯示器(7)；所述光學(xué)顯微鏡(6)和顯微鏡顯示器(7)連接，用于觀察模型系統(tǒng)上產(chǎn)生的微氣泡形貌。

9.權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置的使用方法，其特征在于，所述模型系統(tǒng)包括微觀模型(5)；所述微觀模型(5)上設(shè)置有多個(gè)孔徑大小不同的通道；所述微觀模型(5)的進(jìn)口端設(shè)置有注液端和注氣端；所述注液端和注氣端與多個(gè)孔徑大小不同的通道連接處的管路寬度小于注液端和注氣端的管路寬度，形成縮頸結(jié)構(gòu)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多級(jí)調(diào)控的微氣泡生成裝置及方法，屬于石油采收技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開(kāi)的裝置采用簡(jiǎn)單的氣液注入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣體和液體的注入，連接方式簡(jiǎn)單；同時(shí)采用模型系統(tǒng)產(chǎn)生微氣泡，模型系統(tǒng)上多個(gè)孔徑大小不同的通道的設(shè)置，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)氣體和液體的注入速度實(shí)現(xiàn)地層的多級(jí)調(diào)控，使用過(guò)程中不需要加入對(duì)環(huán)境有害的表面活性劑和穩(wěn)泡劑來(lái)配置基液，環(huán)境友好性強(qiáng)；同時(shí)，產(chǎn)生的微氣泡就足夠堅(jiān)硬，且本發(fā)明裝置產(chǎn)生的微氣泡為純水產(chǎn)生，發(fā)生驅(qū)替后不會(huì)損害地層。

技術(shù)研發(fā)人員：王石頭,鄢長(zhǎng)灝,李建山,于九政,賈玉琴,張濤,呂偉,何治武,馬麗萍,張豪,郭西鋒,張紅崗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19