[發明專利]高溫高壓巖心驅替過程中流體體積原位測量方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210331360.0
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102865899A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 劉金玉;王殿生;閆國亮;高建申;王偉麗;周鵬威;艾長濱;王雪嫣
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01F22/02
• 分類號: G01F22/02
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 趙東冶

技術領域

本發明同時涉及一種流體體積測量裝置，特別是涉及一種高溫高壓巖心驅替過程中流體體積測量裝置。

背景技術

高溫高壓下，尤其是高溫的存在，使得巖心驅替過程中驅出流體存在氣液兩相。目前驅出流體多采用敞口小量筒直接計量，這樣氣相的捕獲和計量就無法實現；另外在高溫下，液體易揮發，因此液體的計量誤差較大，特別是在致密砂巖驅替實驗中，由于驅替速度慢，驅出液體量很小，液體的揮發造成的誤差會更大。針對采用敞口小量筒計量方式存在的缺點，提出了封閉式測量方式，即在細玻璃管中加注一段粘稠液體（比如航空煤油）進行封堵。這種方式雖可以捕獲并計量氣體，也可以避免液體的揮發，但是這種計量方式依然存在很多問題，最主要的一點是該計量方式無法實現流體處在高壓環境中，壓力的變化對氣體體積影響很大，同時也影響氣體在液體中的溶解度，進而改變了氣液體積比，所以這種方式下計量出的各相流體體積依然不準確，不能真實反映出高溫高壓下巖心內部的流體體積。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在高溫高壓巖心驅替過程中可進行流體體積原位測量的方法，以及能使用該方法進行流體體積測量的裝置。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：正式驅替前做如下準備工作，設定恒溫箱的溫度為實驗所需的高溫溫度，待溫度升高到設定值并保持一定時間后，分別從巖心夾持器兩端往各導管及容器中注入液體，其中可通過打開收集容器上端的閥門釋放被圍困的空氣，進而保證收集容器中無空氣，接著給巖心夾持器施加環壓和軸壓，調節回壓閥的開啟壓力大于待加壓后液體的壓力，然后分別從巖心夾持器兩端給液體同步加壓到預定壓力，但加壓后液體的壓力要小于施加的環壓和軸壓，從而使得巖心內流體、導管中流體及容器中流體處在相應高溫高壓環境下，為了保證驅替出的氣體盡量多的匯集于密閉容器內，在導管中增加了半滲透隔板以阻止氣體通過；以上準備工作完成之后，開始正式驅替，首先調低回壓閥的開啟壓力為加壓后巖心內流體的壓力，接著通過壓力泵為驅替液體加壓，待驅替液體的壓力升高到巖心內流體的壓力時方可打開通往巖心夾持器閥門，繼續通過壓力泵為驅替液體加壓，使得驅替液體進入巖心，從巖心中驅替出的流體（尤其是氣和油）在流出回壓閥之前，在重力的作用下，匯集于一密閉透明容器中；計量各流體體積之前，最好中斷驅替并靜止一定的時間，保證油氣水在密閉容器中充分分層，油氣水分層后，加之三種流體的顏色不同，即可通過容器上的刻度讀出三者的體積，由于巖心孔隙結構的復雜性，整個驅替過程中，流體的壓力存在波動，為了減緩流體壓力的波動，增加了一緩沖容器，容器中充填空氣。

本發明方法具體包括如下步驟：

步驟1：正式驅替之前，在高溫環境下，預先往各導管及收集容器中注滿液體，巖心夾持器施加環壓和軸壓之后，再分別從巖心夾持器兩端給液體同步加壓，使得巖心內流體、導管中流體及容器中流體處在相應高溫高壓環境下；

步驟2：開始正式驅替，從巖心中驅替出的流體（尤其是氣和油）在流出回壓閥之前，通過一密閉容器收集；

步驟3：中斷驅替，靜止一定時間后，油氣水密度不同使得三者在密閉容器中分層，通過容器上的刻度計量三者的體積。

本發明從巖心夾持器兩端給液體同步加壓前，回壓閥的開啟壓力要大于加壓后液體的壓力，加壓后液體的壓力要小于施加的環壓和軸壓，開始正式驅替時，調低回壓閥的開啟壓力為加壓后巖心內流體的壓力。

本發明通過壓力泵打入驅替液體的壓力等于巖心內流體的壓力時方可打開閥門，在進一步提高驅替液體壓力的情況下，使得驅替液體進入巖心。

本發明使用半滲透隔板阻止氣體通過，從而保證驅替出的氣體匯集于密閉容器內。

為了減緩驅替過程中流體壓力的波動，增加了一緩沖容器，容器中充填空氣。

本發明高溫高壓巖心驅替過程中流體體積原位測量方法使用的裝置是在常規高溫高壓巖心驅替實驗裝置的基礎上增加了四個閥門（2、8、10、14），兩個導管（7、13），兩個壓力測量儀（6、15），一個收集容器（9），一個緩沖容器（12）和一個半滲透隔板（4）。

本發明收集容器（9）的入口寬廣，主體纖細，頂部設有放氣口（11），制作材料耐高溫高壓，不易變形且透明，外圍附有加固鋼板，內壁涂有憎油層。

本發明緩沖容器（12）容積大，制作材料耐高溫高壓且不易變形。