[發明專利]一種高溫高壓硫沉積微觀滲流可視化實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110607386.2
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113310876B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 郭肖;石子明
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發明公開了一種高溫高壓硫沉積微觀滲流可視化實驗裝置及方法，裝置由注入系統、高溫高壓可視釜（14）、壓力供給系統、數據采集與分析系統、流體回收系統、注入支管組成；注入系統包括ISCo微量注入泵（1）、中間容器、恒溫加熱箱（6）和壓力表（3），中間容器設于恒溫加熱箱（6）內，ISCo微量注入泵（1）與中間容器連接；數據采集與分析系統包括顯微鏡（13）、高亮光源和計算機（26）；壓力供給系統包括環壓跟蹤泵（28）、回壓泵（28）、回壓閥（18）和壓力計（17）；流體回收系統包括帶膠塞廣口瓶（21）、天平（22）、流量計（23）和尾氣吸收罐（24）。本發明解決以往硫沉積微觀滲流實驗不能實時觀測硫在巖心喉道處的微觀形態和沉積量的問題。

技術領域

本發明涉及油氣藏開采研究技術領域，具體涉及一種高溫高壓硫沉積微觀可視化滲流實驗裝置與方法，適用于模擬地層條件下高含硫氣藏硫沉積微觀滲流實驗研究。

背景技術

高含硫氣藏是一類特殊的酸性氣藏，該類氣藏主要特點是：氣藏埋藏深、硫化氫含量高、地溫梯度大。硫化氫是一種重要的工業原料，具有較高的經濟價值，但天然氣中硫化氫的存在對天然氣的勘探開發和利用有不利的影響。在開采過程中，隨著壓力和溫度降低，硫在酸氣中的溶解度降低，硫單質析出，一部分隨氣流移動，一部分會沉積在地層中，堵塞天然氣的滲流通道，降低地層滲透率，嚴重時，會形成硫堵，嚴重影響高含硫氣藏氣井產能。

目前的微觀滲流實驗裝置和方法很多，但關于高含硫微觀滲流實驗，都只從對地層滲透率的損害上評價硫沉積程度，未能直觀的觀察硫沉積的發生過程。并且常規的微觀滲流裝置未考慮硫的危險性并且微觀滲流實驗裝置加熱不可控制，滲流過程觀察以及壓力和流量的控制以及檢測上不夠精確。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高溫高壓硫沉積微觀可視化滲流實驗裝置及方法，該裝置結構簡單，操作安全，可以實時監測滲流過程得到硫沉積量與有效應力的關系曲線，研究微觀孔隙分布與硫微觀沉積量。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種高溫高壓硫沉積微觀滲流可視化實驗裝置，裝置由注入系統、高溫高壓可視釜、壓力供給系統、數據采集與分析系統、流體回收系統、注入支管組成；注入系統包括ISCo微量注入泵、中間容器、恒溫加熱箱和壓力表，中間容器設于恒溫加熱箱內，ISCo微量注入泵與中間容器連接，壓力表設置在ISCo微量注入泵與中間容器之間的管線上；數據采集與分析系統包括顯微鏡、高亮光源和計算機；壓力供給系統包括環壓跟蹤泵、回壓泵、回壓閥和壓力計；流體回收系統包括帶膠塞廣口瓶、天平、流量計和尾氣吸收罐；所述ISCo微量注入泵、中間容器、環壓跟蹤泵、高溫高壓可視釜、回壓泵、回壓閥和壓力計、帶膠塞廣口瓶、流量計和尾氣吸收罐通過注入支管相連接；所述恒溫加熱箱、顯微鏡、壓力表、高亮光源和天平通過數據傳輸線分別與計算機相連接。

具體的，所述中間容器包括第一中間容器和第二中間容器；第一中間容器和第二中間容器的一端分別與ISCo微量注入泵連接，第一中間容器和第二中間容器的另一端分別通過管線與高溫高壓可視釜連接；中間容器中的實驗流體先通過恒溫加熱箱加熱到沉積微觀滲流實驗要求的溫度，然后利用ISCo微量注入泵產生符合實驗要求的壓力和流量，將中間容器中加熱后的實驗流體經管線注入到高溫高壓可視釜內的滲流實驗樣品中。

具體的，所述顯微鏡設置在高溫高壓可視釜的上方，顯微鏡的鏡頭對準釜內巖心薄片夾持器處的滲流實驗樣品；高亮光源為LED燈，位于顯微鏡的鏡頭下方，同時位于高溫高壓可視釜上方。

具體的，所述高溫高壓可視釜包括導熱內筒、隔熱外筒、溫度控制器和巖心薄片夾持器；導熱內筒設置在隔熱外筒內部，在導熱內筒和隔熱外筒之間設有加熱電阻絲，加熱電阻絲通過數據傳輸線與溫度控制器連接；巖心薄片夾持器在進行沉積微觀滲流實驗時固定在導熱內筒內，用于夾持滲流實驗樣品。

具體的，所述巖心薄片夾持器的入口通過注入支管與中間容器相連，巖樣夾持器的出口通過管線與回壓閥相連。