[發(fā)明專(zhuān)利]一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710283873.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106908314B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉均榮;劉燕章;史偉新;邵東亮;韓兵奇;鄭明軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/02
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/02;G01N3/60;G01N15/08;G01N25/18
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括對(duì)實(shí)驗(yàn)巖心進(jìn)行單側(cè)端部加熱的巖心夾持器、與所述巖心夾持器連通的介質(zhì)源和介質(zhì)流動(dòng)管系、數(shù)據(jù)采集-顯示-控制系統(tǒng)；

所述介質(zhì)源為巖心夾持器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)巖心進(jìn)行流體飽和、滲透率測(cè)量提供模擬實(shí)驗(yàn)介質(zhì)；所述介質(zhì)流動(dòng)管系為巖心流體飽和、滲透率測(cè)量提供介質(zhì)源流動(dòng)通道以及為巖心冷卻提供冷源流動(dòng)通道；所述數(shù)據(jù)采集-顯示-控制系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn)巖心的端部加熱溫度、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)巖心的端部加熱溫度、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)巖心的聲發(fā)射信號(hào)、實(shí)時(shí)采集介質(zhì)源流量數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述巖心夾持器包括：殼體、溫度傳感器I、下堵頭、內(nèi)連接管、耐高溫耐高壓絕熱密封套、上堵頭、下游工作液接口、溫度傳感器II、上游介質(zhì)流入管線接口和圍壓接口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，介質(zhì)源為氣體介質(zhì)源或液體介質(zhì)源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體介質(zhì)源為空氣或氮?dú)猓凰鲆后w介質(zhì)源為去離子水、地層水、氯化鈉溶液、氯化鉀溶液、氯化鈣溶液、碳酸氫鈉溶液或碳酸氫鈣溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括冷源，與所述介質(zhì)源并聯(lián)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷源是水、液態(tài)二氧化碳或液氮。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述介質(zhì)流動(dòng)管系包括上游流入管線、下游流出管線和背壓管線，所述上游流入管線連接介質(zhì)源和巖心夾持器，沿介質(zhì)流向依次在所述上游流入管線上設(shè)置實(shí)驗(yàn)介質(zhì)總閥、RV1減壓閥、V1儀表閥和P1壓力表。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，在V1儀表閥和P1壓力表之間設(shè)置有冷源及冷源閥；在所述冷源閥和V1儀表閥之間設(shè)置有V5放空閥。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述下游流出管線連接巖心夾持器和背壓管線，所述下游流出管線包括并聯(lián)的液體介質(zhì)流出管線和氣體介質(zhì)流出管線；沿介質(zhì)流向依次在所述液體介質(zhì)流出管線上設(shè)置V3儀表閥；沿介質(zhì)流向依次在所述氣體介質(zhì)流出管線上設(shè)置V4儀表閥、氣體流量計(jì)和V2儀表閥；所述背壓管線連接下游流出管線和介質(zhì)源，沿介質(zhì)流向依次在所述背壓管線上設(shè)置有背壓閥、P2壓力表和RV2減壓閥，在所述P2壓力表和RV2減壓閥之間設(shè)置有V6放空閥；在所述背壓閥處還設(shè)置有燒杯和電子天平用于對(duì)流出的液體介質(zhì)進(jìn)行采集和稱重。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集-顯示-控制系統(tǒng)包括溫控人機(jī)交互軟件、通訊模塊和溫控器；所述通訊模塊用于采集巖心夾持器內(nèi)的巖心熱致裂聲發(fā)射信號(hào)、采集巖心另一端面的溫度、采集氣體介質(zhì)從下游流出管線流出的氣體流量、采集液體介質(zhì)從下游流出管線流出的液體質(zhì)量；所述溫控器用于向加熱控制系統(tǒng)發(fā)出溫度控制信號(hào)。

11.如權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：用于模擬在飽和介質(zhì)條件下，對(duì)巖心進(jìn)行單側(cè)端面加熱，巖心加熱端面的溫度加熱到預(yù)定值后，對(duì)巖心停止加熱，然后再對(duì)巖心冷卻，分別測(cè)得加熱時(shí)、冷卻時(shí)巖心熱傳導(dǎo)系數(shù)變化趨勢(shì)，利用實(shí)驗(yàn)介質(zhì)測(cè)得加熱前、冷卻后的巖心滲透率；其中所述實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)；所述的冷卻方式為自然冷卻或介質(zhì)冷卻。

12.如權(quán)利要求11所述高壓環(huán)境下巖心熱致裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述自然冷卻是指利用放空介質(zhì)流動(dòng)管系的方式對(duì)加熱后的巖心進(jìn)行自然冷卻。