[發明專利]多孔介質微觀滲流模擬實驗裝置系統

無效

• 申請號: 201210430128.2
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN103792170A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張星;任占春;馬天態;畢雯雯;張彬;李建兵;楊景輝;唐延彥
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 謝省法

技術領域

本發明涉及多孔介質微觀滲流模擬實驗，具體地說是一種多相流體在多孔介質中流動實驗的裝置系統。

背景技術

多相流體在多孔介質中滲流問題在許多領域起著重要作用，特別是在石油工程和土木工程，在油氣田開發實驗中，利用儲層巖心進行室內水驅油實驗是物理模擬實驗中的傳統方法，用此種方法可得到驅替效率和流體流動規律，對認識儲層流體滲流特征及規律起到了重要作用，但它無法直觀觀察到儲層孔隙內流體的微觀滲流過程以及化學驅過程中化學劑對原油的影響作用機理。

申請號：201110009069.7，申請日：2011-01-08，公開號：102128837A，公開日：2011-07-20的中國專利公開了一種多孔介質中流動泡沫結構圖像實時采集實驗裝置，包括氣液注入系統、泡沫滲流模擬系統和產出流體分離計量系統，其中氣液注入系統由微量平流泵、氣體質量流量控制儀和高壓氣瓶組成；泡沫滲流模擬系統由多測點填砂管、壓力傳感器及六通閥構成；產出流體分離計量系統由回壓控制裝置、氣液分離裝置及計量裝置組成，其特征是在泡沫滲流模擬系統和產出流體分離計量系統之間還連接有圖像采集系統，該圖像采集系統由泡沫微觀結構觀察窗、放大泡沫微觀結構顯微鏡、彩色攝像頭和計算機組成，其中泡沫微觀結構觀察窗的入口端連接泡沫滲流模擬系統的六通閥，觀察窗的出口端連接產出流體分離計量系統中的回壓控制裝置，觀察窗由兩片5cm×2cm的耐壓有機玻璃組成，外部由鋼塊結構固定，兩玻璃片間的滲流通道邊緣部位有金屬墊片，金屬墊片的厚度為20μm-200μm。泡沫滲流模擬系統用于實現模擬泡沫滲流的多孔介質環境和模擬過程中壓力數據的監測；圖像采集系統用于實現泡沫滲流過程中泡沫微觀結構圖像的采集;產出流體分離計量系統用于實現巖石出口產出流體的自動分離和計量。針對在高壓實驗狀態下真實巖石中滲流的泡沫,實現了泡沫微觀結構的實時動態觀察和圖像采集。

以上公開文獻，雖然通過實現了圖像采集系統和計算機實現了泡沫微觀結構的實時動態觀察和圖像采集的目的，但是計算機處理應用的不夠徹底，因為產出流體分離計量系統即便是能夠精確測出，但是沒有連接到計算機，無法通過計算機自動處理，所以自動化程度仍不夠；而且泡沫滲流模擬系統由多測點填砂管、壓力傳感器及六通閥構成，泡沫滲流模擬系統和產出流體分離計量系統之間還連接有圖像采集系統，該圖像采集系統由泡沫微觀結構觀察窗、放大泡沫微觀結構顯微鏡、彩色攝像頭和計算機組成，這種多測點填砂管、壓力傳感器及六通閥一直到觀察窗，結構過于復雜，流程過長，容易使氣液流體失去本來最佳的模擬實驗狀態，基于這種情況下，即便經過放大泡沫微觀結構顯微鏡、彩色攝像頭和計算機處理后的數據也是不準的。還有一點，就是雖然氣液注入系統由微量平流泵、氣體質量流量控制儀和高壓氣瓶組成，但是注入能力不夠，不具有增壓功能，而且由于是多介質，只有一套注入泵是不夠的，必須對于多種不同的驅替介質，驅替機構必須配備多組驅替液壓活塞缸才能達到最大的效果。

有鑒于此，針對上述問題，提出一種設計合理且有效改善上述缺失的多孔介質微觀滲流模擬實驗裝置系統，通過設計不同的微觀模型，較好地應用驅油微觀模擬實驗技術，更深入地研究儲層流體運動的微觀機理，解決微觀滲流研究關鍵技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供多孔介質微觀滲流模擬實驗裝置系統，可以直觀觀察多相流體在多孔介質中流動現象以及流體與多孔介質間相互作用，使實驗的自動化更加徹底，實驗數據更加準確。

為了達成上述目的，本發明采用了如下技術方案，多孔介質微觀滲流模擬實驗裝置系統，主要包括精密注射泵、高壓容器、攝像機采集系統、顯微鏡成像系統、微觀模型模擬裝置、自動計量系統、回壓控制裝置、計算機圖像處理系統，所述精密注射泵通過高壓容器連接至微觀模型模擬裝置，所述微觀模型模擬裝置上方設置有攝像機采集系統和顯微鏡成像系統，所述攝像機采集系統和顯微鏡成像系統又同時連接至計算機圖像處理系統，所述微觀模型模擬裝置還通過回壓控制裝置連接自動計量系統；所述微觀模型模擬裝置下方設置有恒溫控制系統，所述自動計量系統也單獨連接至計算機圖像處理系統。

所述精密注射泵與高壓容器之間設置有驅替液壓活塞缸，同時連接在驅替液壓活塞缸的還有多介質混料裝置；當然精密注射泵還連接給自身供工作液的容器。

所述驅替液壓活塞缸由多組活塞缸組成，其數量與介質的數量一致，每組活塞缸裝入不同驅替介質，驅替液壓活塞缸的多組活塞缸采用并聯結構連接，驅替液壓活塞缸一端用液壓管線與精密計量注射泵的增壓出口連接，用來給活塞缸提供增壓，另一端用高壓管線連接高壓容器。