[發明專利]高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201010573124.0
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102053055A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 郭肖;杜志敏;丁根榮;姜貽偉;李穎川;馬晶晶;徐鋒;張勇;楊學鋒;郝洋
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01G9/00;H04N7/18
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：它包括驅替系統、地層條件模擬系統、數據采集系統和數據處理系統；

所述的驅替系統包括取樣器（1）、配樣器（2）、氣體增壓泵（3）、恒速恒壓泵（4）和中間容器（5），取樣器（1）的取樣口通過管路與配樣器（2）的進樣口連接，氣體增壓泵（3）的接口通過管路連接到配樣器（2）的接口；恒速恒壓泵（4）的出口通過管路連接中間容器（5）的下端入口，氣體增壓泵（3）的接口通過管路與中間容器（5）的上端入口連接，配樣器（2）和中間容器（5）的出口通過管路與地層條件模擬系統連接；

所述地層條件模擬系統包括恒溫箱（6）、巖心夾持器（7）和高壓視窗（8），巖心夾持器（7）和高壓視窗（8）均置于恒溫箱（6）內，巖心夾持器（7）和高壓視窗（8）的進樣口通過管路與驅替系統的配樣器（2）的出口和中間容器（5）的上端入口連接；

所述高壓視窗（8）包括上壓蓋（26）、下壓蓋（27）、進氣口（28）、出氣口（29）、填砂腔體（30）、觀察窗口（31）和支撐架（32），填砂腔體（30）固定在支撐架（32）上，進氣口（28）和出氣口（29）分別位于填砂腔體（30）的兩端并連通，觀察窗口（31）位于填砂腔體（30）上方，上壓蓋（26）和下壓蓋（27）通過螺栓固定在支撐架（32）的上下部；

所述的數據采集系統包括至少一個壓力傳感器（9）、溫度傳感器（25）、在線計量天平（10）和高清攝像機（12），壓力傳感器（9）分別置于巖心夾持器（7）的輸入管路和輸出管路，溫度傳感器（25）的探頭置于恒溫箱（6）的中部，巖心夾持器（7）懸吊于在線計量天平（10）下端的吊鉤上，高清攝像機（12）置于恒溫箱（6）外，壓力傳感器（9）、溫度傳感器（25）、在線計量天平（10）和高清攝像機（12）的輸出分別與數據處理系統連接；

所述的數據處理系統包括至少一臺計算機（15）、置于計算機（15）內的數據采集板（14）和視頻采集卡（16）以及運行在計算機（15）上的數據處理軟件，計算機（15）通過數據采集板（14）的多路采集口分別與壓力傳感器（9）、溫度傳感器（25）和在線計量天平（10）的輸出連接，計算機（15）通過視頻采集卡（16）與高清攝像機（12）的輸出連接。

2.根據權利要求1所述的高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：所述的驅替系統還包括兩個手搖泵（17）和一個回壓閥（18），手搖泵（17）的出口通過管路分別與巖心夾持器（7）的圍壓口和回壓閥（18）的控制口連接；回壓閥（18）的輸入端口與巖心夾持器（7）和高壓視窗（8）的輸出管路連接，回壓閥（18）的輸出端口與分離器（22）的接口連接。

3.根據權利要求1所述的高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：所述的數據采集系統還包括高精度天平（11），高精度天平（11）與分離器（22）連接。

4.根據權利要求1所述的高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：所述的數據采集系統還包括至少一個流量計，流量計為大量程流量計（13）、中量程流量計（23）或小量程流量計（24）之一種或一種以上；流量計的入口端均通過管路與分離器（22）氣體出口端連接，流量計的出口端通過排出管線連接到中和池，流量計的信號系統與數據采集板（14）連接。

5.根據權利要求1所述的高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：所述的恒溫箱（6）和配樣器（2）外面均設有隔離鋼化玻璃罩，玻璃罩的上端設有硫化氫氣體泄漏報警裝置和防爆排風扇。

6.根據權利要求1所述的高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：所述的恒溫箱（6）采用全密閉電熱管加熱。

7.根據權利要求1所述的高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，其特征在于：整個裝置的每一段管路均設有調節閥門（19），輸入管路中均設有安全閥（21），巖心夾持器（7）設有放空閥（20），放空閥（20）的出口通過排出管線連接到外部中和池。

8.高溫高壓多功能巖心硫沉積測試方法，其特征在于：它包括以下步驟：

①?測試環境構建：建立基于由權利要求1所述的驅替系統、地層條件模擬系統、數據采集系統和數據處理系統組成的測試環境；

②?在線測量元素硫沉積量：未通酸性氣樣前首先采用在線計量天平（10）測量含巖樣的巖心夾持器（7）凈重，然后打開閥門，將配樣器（2）或中間容器（5）中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續降低巖心夾持器（7）內部溫度或壓力，在線計量含元素硫沉積巖樣的巖心夾持器的重量，其與凈重的差值即是元素硫的沉積量；

③?在線觀察元素硫沉積過程：讓高含硫化氫氣樣流經高壓視窗（8），高清攝像頭透過恒溫箱（6）的可視窗攝像高壓視窗中硫沉積過程，并在計算機（15）的控制下定時連續抓拍圖片；?

④?硫沉積前后的滲透率變化測試：未通酸性氣樣前，先用氮氣測試巖樣絕對滲透率，再將配樣器（2）或中間容器（5）中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續降低巖心夾持器（7）內部溫度或壓力，與此同時動態測定含元素硫沉積巖樣兩端的壓力，實時計算氣體的粘度、體積系數和偏差因子，再根據達西定律實時計算含元素硫沉積巖樣的氣測滲透率，動態評價硫沉積對巖樣滲透率的傷害程度。