[發明專利]致密氣合層開采流固耦合氣水非線性滲流實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201911058630.3
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110887766B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 史云清;朱維耀;嚴謹;黃堃;鄭榮臣;鄒國棟;王樹平;岳明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院;北京科技大學
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種致密氣合層開采流固耦合氣水非線性滲流實驗裝置及方法，屬于油氣藏開發技術領域。該裝置包括注入泵、第一中間容器、第二中間容器、介質循環泵、收集裝置、后處理裝置、巖心夾持器、掃描系統、橡膠套筒、應變片、電流?壓力轉換器和并聯巖心，應用該裝置時，首先識別致密氣儲層地質構造，選取代表性儲層；縮放巖心，確定研究層位排列順序；制備并聯巖心；組裝巖心和實驗設備；進行并聯實驗和結果分析。該方法通過應變片能有效測定并聯巖心中每層巖心所受壓力的大小，并反映致密氣藏在并聯狀態下每層的氣水兩相流動規律，對認識氣水流動規律，指導致密氣藏的開發有非常重要的指導作用。

技術領域

本發明涉及油氣藏開發技術領域，特別是指一種致密氣合層開采流固耦合氣水非線性滲流實驗裝置及方法。

背景技術

致密砂巖氣是非常規天然氣的一種，分布面積廣，儲量規模大，是當前常規油氣資源的重要補充，受到研究人員和世界各大油氣企業廣泛重視。致密氣的開發過程中，經常要合層開采，此外由于平面非均質的影響，井與井之間的地質變化劇烈。致密氣的開發還受到儲層壓力影響較大，因此實驗室考慮巖心應力敏感下串并聯實驗能有效認識氣水流動規律，并為現場施工提供技術支持。

目前的串并聯實驗主要在對個巖心夾持器中進行，這種方式的缺點是將原來在一起的儲層割裂開來，忽略了致密氣藏中層與層之間的物質交換過程；此外，致密氣儲層中的氣體流動對壓力比較敏感，而現有并聯實驗技術由于在多個分離式夾持器中進行，不能獲得實際并聯巖心中每層的壓力變化規律。因而對流動規律的認識不夠深入。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種致密氣合層開采流固耦合氣水非線性滲流實驗裝置及方法，能在考慮各層物質交換的情況下，實現并聯實驗。此外，通過將應變片置于并聯巖心的每層巖心中，可以測量真實并聯儲層中每層的壓力變化規律。最后，致密儲層流體含量少，流體流動慢，因此常規的流體流量計量方式容易造成較大的實驗誤差，因此，結合巖心掃描技術，通過圖像處理技術反映每層巖心中的流動規律，更加精確的認識致密氣藏氣水流動及產水規律認識。

該裝置包括注入泵、第一中間容器、第二中間容器、介質循環泵、收集裝置、后處理裝置、巖心夾持器、掃描系統、橡膠套筒、應變片、電流-壓力轉換器和并聯巖心；第一中間容器中裝有實驗氣體，第二中間容器中裝有地層水，注入泵的出口端分別連接第一中間容器和第二中間容器的入口端，第一中間容器和第二中間容器的出口端均連接巖心夾持器的第一入口，用于將實驗氣體和地層水注入巖心夾持器中的并聯巖心中，所述橡膠套筒具有外部套筒體和內部巖心放置室，外部套筒體構造為雙層中空結構，雙層中空結構具有雙層壁和由雙層壁封閉的內部中空腔室，橡膠套筒設置于巖心夾持器內部，并聯巖心設置于橡膠套筒的內部巖心放置室中，橡膠套筒的上部分別連接介質流入管線的一端和介質流出管線的一端，介質流入管線的另一端連接介質循環泵的注入端，介質流出管線的另一端連接介質循環泵的返回端，介質循環泵中的增壓介質通過介質流入管線注入橡膠套筒的內部中空腔室中，并在橡膠套筒中循環后從介質流出管線返回介質循環泵；應變片設置在并聯巖心上，應變數據傳輸線的一端連接應變片，橡膠套筒上設置有開口，應變數據傳輸線通過開口引出，應變數據傳輸線的另一端連接電流-壓力轉換器，用于將應變片測量的巖心的應變數據傳輸到電流-壓力轉換器進行顯示；巖心夾持器置于掃描系統內，掃描系統連接后處理裝置，用于將掃描系統產生的圖像數據傳輸到后處理裝置進行顯示和處理；巖心夾持器的第一出口連接收集裝置，用于將第一出口流出的流體通過收集裝置收集。

其中，注入泵的出口端和第一中間容器和第二中間容器的入口端之間的管線上設置有第一閥門。

其中，第一中間容器和第二中間容器的出口端分別連接第一中間容器出口管線和第二中間容器出口管線，第一中間容器出口管線上設置有第二閥門，第二中間容器出口管線設置有第三閥門，第一中間容器出口管線和第二中間容器出口管線并聯后串聯巖心夾持器的第一入口管線，巖心夾持器的第一入口管線上設置有第四閥門。