[發明專利]一種評價頁巖油原位熱解開采驅替效率的裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202110609327.9
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113324889B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 郭肖;王勝元;高振東;李林凱;王永東;葉政欽
• 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: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種評價頁巖油原位熱解開采驅替效率的測試方法，利用評價頁巖油原位熱解開采驅替效率的裝置實現，其特征在于，測試方法包括以下步驟：

S1，實驗巖心取自現場采集大塊油頁巖試件，將現場大塊油頁巖用保鮮膜包裹送回實驗室，沿垂直于油頁巖層理面采用巖石鉆心機取直徑25mm，長50mm的圓柱型試件，記錄巖心此時質量m₀；

S2，根據裝置流程將配件及管路系統連接好，接通設備電源打開設備總開關，打開所有設備開關，檢查各監視器屏幕是否亮起且顯示正常值；

S3，對實驗裝置的密封性進行檢查，若密封性符合實驗要求則進行實驗；若密封性不符合實驗要求，按安裝步驟檢查管線系統連接，調整后重新檢查實驗裝置的密封性，符合實驗要求后進行實驗；

S4，卸下高溫高壓三軸夾持系統外裹的保溫層(16)及加熱器(17)，巖心塞進巖樣圍壓包裹密封套內后放入高溫高壓三軸夾持系統中的熱解反應釜(18)，并將加熱器(17)和保溫層(16)安裝復原；

S5，將預熱器(13)及熱解反應釜(18)反應溫度均設置為100℃，通過預熱器溫度監視器(14)和巖心夾持器溫度監視器觀察到預熱器(13)和熱解反應釜(18)的反應溫度均達到100℃時，恒溫6h；

S6，通過增壓泵(5)為氣體入口壓力提供動力，調壓閥(7)控制氣體入口壓力，設置調壓閥壓力，環壓泵(19)給定環壓，軸壓泵(21)給定軸壓，觀察壓力穩定至實驗要求值，給定回壓；

S7，實驗數據采集與處理：計算機自動采集巖心夾持系統的入口壓力P₁、出口壓力P₂、出口流量Q_out1，記錄電子天平(24)讀數m₁，計算在100℃溫度條件下油頁巖巖心滲透率K₁；

S8，計算100℃溫度條件下的巖心滲透率K₁，繼續加熱熱解反應釜(18)，設置預熱器(13)及熱解反應釜(18)的反應溫度均為200℃，通過預熱器溫度監視器(14)和巖心夾持器溫度監視器觀察釜內溫度達到200℃時，恒溫6h；熱解反應釜(18)內的壓力保持在給定的環壓、軸壓不變，通過跟蹤泵維持壓差穩定，重復步驟S6，采集出口流量Q_out2，記錄電子天平(24)讀數m₂；計算200℃對應溫度條件下的巖心滲透率K₂；

S9，重復步驟S6、S7分別計算同樣壓差條件下，300℃、400℃、500℃溫度對應的油頁巖巖心滲透率K₃、K₄、K₅，并記錄對應電子天平(24)讀數m₃、m₄、m₅；

S10，在溫度為500℃、同樣壓差條件下驅替實驗結束后，進行巖心洗油得到巖心內剩余油質量m_e；

S11，根據步驟S7～S10的采集記錄的數據分別計算同樣壓差條件下，不同溫度的熱解驅替效率；

步驟S8和步驟S9中巖心滲透率K的計算過程如下：

S81、在實驗開始前記錄所用驅替介質流體粘度μ，單位為mPa·s，所用巖心長度L，單位為cm，以及巖心截面積A，單位為cm²；

S82、數據采集處理系統記錄夾持器巖心氣體出口流量Q_out、入口壓力P₁以及出口壓力P₂；

S83、根據計算公式即可求得此刻巖心滲透率K，計算公式如下式所示：

其中，Q為對應流體介質出口流量，單位ml/min；K為滲透率，單位mD；p₀為大氣壓力，0.1MPa；計算機記錄并計算每時刻滲透率值并輸出滲透率與時間關系曲線；

步驟S11具體包括以下子步驟：

S111、根據驅替效率a計算公式計算不同溫度時刻的驅替效率，計算公式如下：

其中，m_n為不同溫度條件下驅替頁巖油質量，對應100℃時取m₁，200℃時取m₂，300℃時取m₃，400℃時取m₄，500℃時取m₅；

S112、繪制溫度與驅替效率曲線；

所述評價頁巖油原位熱解開采驅替效率的裝置包括注入系統、預熱系統、巖心夾持系統、壓力加載系統、流量檢測系統、數據采集處理系統；所述注入系統、預熱系統、巖心夾持系統和流量檢測系統通過管路依次連接；所述壓力加載系統與巖心夾持系統連接；所述數據采集處理系統分別與注入系統、預熱系統、巖心夾持系統、壓力加載系統、流量檢測系統連接；所述注入系統包括氣體注入系統和液體注入系統；氣體注入系統與液體注入系統連接。