[發明專利]置換實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202110261263.8
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN115075783A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 賈海正;李建民;王俊超;程壘明;呂照;丁艷艷;陳璐;陳希;夏赟
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;G09B25/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 鄒秋爽

本發明提供了一種置換實驗裝置及實驗方法，置換實驗裝置包括：反應釜，反應釜內設有容納腔，以用于容納巖石樣本；載物臺，載物臺設置在容納腔內，以用于安裝巖石樣本，其中，載物臺上設有流油孔，以在對巖石樣本加壓和/或加熱后使巖石樣本流出的油經流油孔流出并與巖石樣本分離。本發明的置換實驗裝置解決了現有技術中二氧化碳與頁巖油置換實驗裝置在不同的溫度和壓力下測量二氧化碳與頁巖油置換效果與實際生產中置換效果不一致的問題。

技術領域

本發明涉及頁巖油開采技術領域，具體而言，涉及一種置換實驗裝置及實驗方法。

背景技術

目前二氧化碳CO2前置蓄能壓裂技術逐漸被應用在頁巖油開發中，CO2的注入本身對提高采收率就有顯著效果，這一點已經在日趨成熟的CO2驅和CO2吞吐中已經得到證明。CO2進入儲層后的增油機理包括膨脹原油增能降粘、提高水的粘度從而改善油水流度比、混相、降低油水界面張力等作用。而對于致密的非常規儲層，CO2與原油之間還存在置換作用，目前對這一點的研究多是通過浸泡實驗進行的，具體方法是將巖心放置在高溫高壓反應釜中，向釜中充入CO2并增壓至實驗壓力后再將反應釜加熱到實驗溫度。浸泡一定時間后打開反應釜取出巖石樣本觀察實驗現象并稱量質量變化。但是這種方法通常只能得到定性的結果，由于置換出的原油隨著泄壓會回落到巖石表面，質量變化一般比較微小，難以實現定量化描述，測量結果與實際生產存在較大誤差。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種置換實驗裝置及實驗方法，以解決現有技術中二氧化碳與頁巖油置換實驗裝置在不同的溫度和壓力下測量二氧化碳與頁巖油置換效果與實際生產中置換效果不一致的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種置換實驗裝置，包括：反應釜，反應釜內設有容納腔，以用于容納巖石樣本；載物臺，載物臺設置在容納腔內，以用于安裝巖石樣本，其中，載物臺上設有流油孔，以在對巖石樣本加壓和/或加熱后使巖石樣本流出的油經流油孔流出并與巖石樣本分離。

進一步地，置換實驗裝置還包括：測量組件，測量組件與流油孔連通，以收集從流油孔內流出的油并測量油的體積。

進一步地，測量組件采用計量杯。

進一步地，置換實驗裝置還包括：油氣分離器，油氣分離器與測量組件或流油孔連通，以分離流入測量組件內的油內的氣體。

進一步地，置換實驗裝置還包括：引流管，引流管的一端與載物臺連接，引流管的另一端與測量組件連接，以使流油孔流出的油經引流管流入測量組件內。

進一步地，引流管靠近載物臺的一端設有引流口，引流口靠近載物臺一端的開口大于引流口遠離載物臺一端的開口。

進一步地，反應釜包括：筒體，容納腔位于筒體內；第一密封蓋，第一密封蓋與筒體連接，以密封容納腔，其中，第一密封蓋上設有導油孔，引流管插設在導油孔內，并與導油孔密封連接。

進一步地，反應釜還包括：第二密封蓋，第二密封蓋設置在筒體遠離第一密封蓋的一端，以與第一密封蓋分別對筒體的兩端進行密封，其中，第二密封蓋上設有通氣孔，以通過通氣孔向容納腔內輸送氣體。

進一步地，置換實驗裝置還包括：壓力組件，壓力組件與反應釜連接，以對容納腔進行加壓；加熱組件，加熱組件與反應釜連接，以給容納腔進行加熱。

根據本發明的另一方面，提供了一種置換實驗方法，采用上述的置換實驗裝置進行置換實驗，置換實驗方法包括：

步驟S1：將巖石樣本放入容納腔內，并對容納腔進行密封；

步驟S2：將容納腔加壓至預設壓力，和/或將容納腔加熱至預設溫度；

步驟S3：在步驟S2之后，間隔預定的時間以收集巖石樣本流出的油，并通過測量組件測量收集到的油的體積或質量；