[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201010573124.0
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102053055A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)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(xué)鋒;郝洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硫沉積測試裝置及方法，特別是涉及一種高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置及方法。

背景技術(shù)

高含硫氣藏在全球范圍分布廣泛，例如美國得克薩斯州Murray?Franklin氣田、加拿大阿爾伯達(dá)省Bentz/Bearberry氣田、PantherRiver氣田、美國密西西比州Black/Josephine氣田、Cox氣田以及我國渤海灣盆地陸相地層的華北趙蘭莊氣田、勝利油田羅家氣田和四川盆地海相地層的渡口河氣田飛仙關(guān)組氣藏、羅家寨氣田飛仙關(guān)組氣藏、普光氣田飛仙關(guān)組氣藏、鐵山坡氣田飛仙關(guān)組氣藏、龍門氣田飛仙關(guān)組氣藏、高峰場氣田飛仙關(guān)組氣藏、中壩氣田雷口坡組氣藏和臥龍河氣田嘉陵江組氣藏，均屬典型的高含硫儲層。由于H₂S的存在，導(dǎo)致高含硫氣藏開采特征與常規(guī)氣藏開采特征存在較大差異。高含硫氣藏氣體在開采過程中，隨著氣體產(chǎn)出，地層壓力不斷下降，元素硫?qū)⒁詥误w形式從載硫氣體中析出，且在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下以固態(tài)硫的形式存在，并在儲層巖石的孔隙喉道中沉積，從而堵塞天然氣的滲流通道，降低地層有效孔隙空間及滲透率，影響氣體產(chǎn)能，如我國華北油田趙蘭莊氣藏，在1976年試采，因?qū)Ω吆驓獠亻_發(fā)的認(rèn)識不足，產(chǎn)生嚴(yán)重的元素硫沉積而被迫關(guān)井，至今尚未投產(chǎn)。國外J.B.Hyne和GD.Derdall(1980)報道了德國、美國和加拿大等國元素硫沉積的實例，一旦地層溫度低于元素硫的熔點，元素硫就會沉積下來，使產(chǎn)氣量明顯降低，即使元素硫保持液態(tài)，由于其具有較大的粘度，也會使產(chǎn)氣量減少。B.E.Roberts(1996)和Nacholas?Hands(2002)研究了殼牌加拿大公司所屬落基山脈地區(qū)Foothills含硫氣田元素硫的沉積特征，即使含硫量低于2g/m³的氣井，不出數(shù)月，也會發(fā)生“硫堵”，致使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。由此可見，硫沉積的預(yù)測和評估技術(shù)對高含硫氣藏的開采非常重要，但目前一般根據(jù)PVT筒測試的元素硫在天然氣中的溶解度變化來估計硫沉積量，對真實巖心硫沉積評價研究幾乎處于空白階段，而且由于硫沉積評價實驗條件與實際地層滲流條件存在較大差異，現(xiàn)有的實驗測試方法不能實時準(zhǔn)確動態(tài)評價硫沉積對儲層巖樣滲透率的傷害程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置及方法。該裝置利用先進(jìn)的計算機(jī)測控技術(shù)和傳感器技術(shù)，可視化拍攝真實巖樣的硫沉積形成過程，在線測試硫沉積量，動態(tài)計算由于硫沉積引起巖樣滲透率等物性變化等，實時動態(tài)評價硫沉積對儲層傷害造成的影響。

本發(fā)明的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：高溫高壓多功能巖心硫沉積測試裝置，它包括驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

驅(qū)替系統(tǒng)包括取樣器、配樣器、氣體增壓泵、恒速恒壓泵和中間容器，取樣器的取樣口通過管路與配樣器的進(jìn)樣口連接，氣體增壓泵的接口通過管路連接到配樣器的接口；恒速恒壓泵的出口通過管路連接中間容器的下端入口，氣體增壓泵的接口通過管路與中間容器的上端入口連接，配樣器和中間容器的出口通過管路與地層條件模擬系統(tǒng)連接。恒速恒壓泵用于提供流體的連續(xù)無脈沖驅(qū)替，能恒速、恒壓工作；中間容器為活塞式，用于存放高含硫化氫氣樣，通過恒速恒壓泵驅(qū)動中間容器的活塞，將置于中間容器的高含硫化氫氣樣驅(qū)替至巖心夾持器或高壓視窗；配樣器用于試驗介質(zhì)的配樣；取樣器用于儲存現(xiàn)場取回的樣品，再將樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)樣至配樣器內(nèi)進(jìn)行配樣。氣體增壓泵能為配樣器和中間容器的樣品增壓以達(dá)到所需地層條件。

地層條件模擬系統(tǒng)包括恒溫箱、巖心夾持器和高壓視窗。巖心夾持器和高壓視窗均置于恒溫箱內(nèi)，巖心夾持器和高壓視窗的進(jìn)樣口通過輸入管路與配樣器的出口和中間容器連接。巖心夾持器用于巖樣的硫沉積量測定和巖樣滲透率參數(shù)的測定。巖心夾持器由鈦合金制成，要求其強(qiáng)度高、重量輕，用于在線稱重；恒溫箱的作用是為試驗提供地層溫度條件；高壓視窗用于在線觀察和拍攝硫沉積過程，本發(fā)明在高壓視窗外安裝有一臺高倍數(shù)攝像頭，可有效觀察到填砂模型中硫沉積過程。

所述高壓視窗包括上壓蓋、下壓蓋、進(jìn)氣口、出氣口、填砂腔體、觀察窗口和支撐架，填砂腔體固定在支撐架上，進(jìn)氣口和出氣口分別位于填砂腔體的兩端并連通，觀察窗口位于填砂腔體上方，上壓蓋和下壓蓋通過螺栓固定在支撐架的上下部。