[發明專利]氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置及其方法

在審

• 申請號: 201910180516.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN111678849A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 顧少華;胡向陽;于清艷;曾大乾;孫兵
• 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石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;B01L1/02
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

1.一種氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置，包括：驅替裝置和分離裝置，所述驅替裝置通過氣-液硫管線與所述分離裝置相連，其特征在于，所述分離裝置包括：

精細天平；

容量瓶，其置于所述精細天平的托盤上；

氣體計量器，其連接有氣體收集管；

計算機，其分別與所述精細天平和所述氣體計量器電連接；

其中，所述容量瓶外設有密封箱，所述氣-液硫管線的末端和所述氣體收集管的末端分別穿過密封箱并伸入至所述容量瓶內。

2.根據權利要求1所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置，其特征在于，所述氣-液硫管線的末端靠近所述容量瓶的瓶底，所述氣體收集管的末端靠近所述容量瓶的瓶口。

3.根據權利要求1所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置，其特征在于，所述精細天平和所述容量瓶均位于所述密封箱內。

4.根據權利要求1所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置，其特征在于，所述容量瓶的瓶體直徑由上端管口向下端瓶體逐漸增大。

5.根據權利要求1所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置，其特征在于，所述氣-液硫管線與所述密封箱的連接處以及所述氣體收集管與所述密封箱的連接處均設有密封塞。

6.根據權利要求1所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置，其特征在于，所述氣-液硫管線和所述氣體收集管均由金屬材質制成。

7.一種使用權利要求1-6任一項所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取氣體體積數據和液硫流量數據；

步驟2：根據步驟1獲得的數據，計算氣-液硫兩相相對滲透率曲線。

8.根據權利要求7所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗方法，其特征在于，在步驟1中，又具體包括以下步驟：

由驅替裝置的巖心中驅替出來的氣-液硫兩相經過氣-液硫管線進入分離裝置；氣體進入容量瓶中并經氣體收集管進入氣體計量器中，氣體計量器測得氣體體積數據；氣體驅替而出的液硫經過管道滴入密封箱中的容量瓶中，通過精細天平測得液硫的質量，并根據驅替時間確定液硫流量數據。

9.根據權利要求8所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗方法，其特征在于，所述步驟2，又具體包括以下步驟：

步驟2.1：將巖樣出口壓力下測量的累積液硫總產量值修正到巖樣平均壓力下的值，修正公式如下：

式中：V_i為i時刻的累積液硫-氣產量的數值，ml；V_i-1為i-1時刻的累積液硫-氣產量的數值，ml；ΔV_si為i-1到i時刻的液硫增量的數值，ml；P_a為大氣壓力的數值，MPa；Δp為驅替壓差的數值，MPa；ΔV_gi為大氣壓下測得的某一時間間隔的氣增量的數值，ml；

步驟2.2：計算非穩態氣—液硫相的相對滲透率，其中驅替相為氣體，被驅替相為液硫；公式如下：

式中：f_s(S_g)為含硫率的數值，用小數表示；為無因次累積采硫量的數值，以孔隙體積的分數表示；為無因次累積采液量的數值，以孔隙體積的分數表示；K_rs為液硫相相對滲透率的數值，用小數表示；N為相對注入的能力的數值，又稱流動能力比，用小數表示；K_rg為氣相相對滲透率的數值，用小數表示；μ_g為氣體粘度，mPas；μ_s為液硫粘度；Q(t)為t時刻巖樣出口端產液流量的數值，cm³/s；Q_s為初始時刻巖樣出口端產硫流量的數值，cm³/s；Δp₀為初始驅動壓差的數值，Mpa；Δp(t)為t時刻驅替壓差的數值，Mpa。

10.根據權利要求9所述的氣-液硫兩相滲流曲線的實驗方法，其特征在于，所述驅替裝置包括巖心夾持器，其中，所述巖心夾持器的圍壓與入口端壓力的壓力差大于等于2Mpa；所述巖心夾持器的入口端壓力與出口端壓力的壓力差小于等于1Mpa。