CN102943665A - 一种多孔介质中流体流动的实时观测机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，其特征是：壳体包括前盖和底板，前盖中间空，与观察板相通；观察板后面平行固定孔隙模板，孔隙模板通过背压机构与观察板紧靠，使孔隙模板与前端的观察板无间隙；孔隙模板周边有四个口，四个口通过壳体臂导入，通过缓冲带与孔隙模板侧面相通，四个口构成流体入口和流体出口，有压流体通过入口在孔隙模板内孔隙内流动，从出口流出，孔隙模板中的孔隙是阵列排布的不规则孔，观察板为透明体，观察板固定有摄像机，通过摄像机摄取的图像观察流体通过孔隙模板时的微变化。它是一种可观测的高压、低温（或者高温）状态下多孔介质内的流体流动的实时观测装置。

Description

一种多孔介质中流体流动的实时观测机构

技术领域

本发明涉及油藏工程领域，特别是一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，用于观测、模拟和分析多孔介质中的油，水，气，泡沫，胶体的流体流动状态。

背景技术

在石油工程中，特别是油藏工程领域，观测和分析多孔介质中的油，水，气，泡沫，胶体的流体流动状态，或者是微生物等在多孔介质中的移动以及扩散反应，对理解地层的宏观表象和特征有着很重要的指导作用，深入研究可对油田的多次开采提供更加直观的油藏信息。

多孔介质内的流体流动，大部分是通过微观观测的方法。采用的设备也大同小异。现阶段，国内外的实验设备为保证可观测性而多数选用玻璃仪器。这种仪器大多只能在常温常压下操作。而常温，常压的环境限制性太强。并不能满足在多种压力，温度范围下的实验的要求。不具备模拟高压、低温（或者高温）状态下才能激发的反应和状态。不能真实重现油藏内的温度，压力环境，以及当前环境下流体的运动状态等等。对真实的油藏状况的推测会出现比较大的偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种可观测的高压、低温（或者高温）状态下多孔介质内的一种多孔介质中流体流动的实时观测机构。

本发明的目的是这样实现的，一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，其特征是：壳体包括前盖和底板，前盖中间空，与观察板相通；观察板后面平行固定孔隙模板，孔隙模板通过背压机构与观察板紧靠，使孔隙模板与前端的观察板无间隙；孔隙模板周边有四个口，四个口通过壳体臂导入，通过缓冲带与孔隙模板侧面相通，四个口构成流体入口和流体出口，有压流体通过入口在孔隙模板内孔隙内流动，从出口流出，孔隙模板中的孔隙是阵列排布的不规则孔，观察板为透明体，观察板固定有摄像机，通过摄像机摄取的图像观察流体通过孔隙模板时的微变化。

所述的不规则孔为方形、长方形、圆形、椭圆孔或菱形孔，不规则孔孔间隙范围在0.05-0.1mm左右。

所述的背压机构包括一个压力气体出口端，压力气体出口端和压力气体入口端对称布置；压力气体出口端和压力气体入口端或同时输入压力，或一个压力气体进入，另一个压力气体排出。

在孔隙模板后端为温控板，温控板与底板之间形成空间体，空间体周臂实体上有温度调控介质入口和出口，温度调控介质从入口进入，从出口排出。

本发明的优点是：设备有4个进出气（液）口，可用于模拟，水平井，垂直井的注入状态。多孔介质模型板可以拆卸，更换。可模拟多种多孔介质，例如均匀介质通道型，均匀介质多孔型，真实多孔介质拓片等等。也可以实现水平方向和垂直方向上不同的渗流度的模型，以及多层模型等，这些都适用于模拟油藏内部的层流状态。石英水晶玻璃的观测窗口，可以用于观测多孔介质模版内多种流体（包括泡沫和胶体等）在不同孔隙中的流动状态。同时也可以观测物质在孔隙内的扩散，已及物理，化学变化。例如微生物的扩散，繁殖状态。以及天然气水合物在多孔空间内的形成，沉积和分解状态等多种物理，化学以及微生物反应。仪器在高压下仍然保持良好的气，液密封性。此二维可观测性微观多孔模拟实验装备可以被应用在石油化工，油藏工程，地下水利等等与多孔介质相关的行业以及领域。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1的A-A方向剖示图；

图3是图1的b-b方向剖示图；

图4是图1的c-c方向剖示图；

图5是孔隙模板的孔隙是均匀阵列排布的圆孔示意图；

图6是孔隙模板的孔隙是均匀阵列排布的大小圆孔示意图。

图中，1、前盖；2、观察板；3、密封；4、孔隙模板；5、注入口垫片；6、温控板；7、底板；8、第一螺钉 ；9、第二螺钉。

具体实施方式

如图1所示，壳体包括前盖1和底板7，前盖1中间空，与观察板2相通；观察板2后面平行固定孔隙模板4，孔隙模板4通过背压机构与观察板2紧靠，使孔隙模板4与前端的观察板2无间隙；孔隙模板4周边有四个口，四个口通过壳体臂导入，通过缓冲带与孔隙模板4侧面相通，四个口构成流体入口和流体出口，有压流体通过入口在孔隙模板4内孔隙内流动，从出口流出，孔隙模板4中的孔隙是阵列排布的不规则孔，观察板2为透明体，观察板2固定有摄像机10，通过摄像机10摄取的图像观察流体通过孔隙模板4时的微变化。

背压机构的后端通过第一螺钉8与底板7连接，前盖1通过第二螺钉9连接背压机构，使孔隙模板4密封。

如图2所示，孔隙模板4周边有四个口，四个口通过壳体臂导入，通过缓冲带与孔隙模板4侧面相通，四个口构成流体入口和流体出口，有压流体通过入口在孔隙模板4内孔隙内流动，从出口流出，观察板2为透明体，用于观察流体通过孔隙模板4时的微变化。

如图3所示，背压机构包括背压板，背压板上的压力气体入口通道、压力气体出口通道构成，压力气体入口通道连接压力气体源，压力气体入口通道通过背压板导入到孔隙模板4背部，背压板与温控板6为一体式结构，整体为圆型壳体，与前盖1、底板7连接成外径为圆形的壳体，孔隙模板4前面是平面结构的观察板2，后面通过压力气体入口通道进入气体，使孔隙模板4与观察板2紧紧压实，无缝隙。背压机构的压力气体出口通道和压力气体入口通道对称布置。压力气体出口通道和压力气体入口通道或同时输入压力，或一个压力气体进入，另一个压力气体排出。

如图4所示，在孔隙模板4后端为温控板6，温控板6与底板7之间形成空间体，空间体周臂实体上有温度调控介质入口和出口，温度调控介质从入口进入，从出口排出，调控温度介质的温度使温控板6处在不同的温度下或保证孔隙模板内的流体温度恒定。而通过温控板6对孔隙模板4的温度调控，进而可了解不同温度和压力下流体在孔隙模板4的流体状态，或不同孔隙模板4结构对流体的影响。

流体入口为一个，流体出口为三个，在一个端口上连接模拟流体装置，其它三个端口则为流体出口。

流体入口为二个，流体出口为二个，在二个端口上连接模拟流体装置，其它二个端口则为流体出口。

流体入口为三个，流体出口为一个，在三个端口上连接模拟流体装置，其它一个端口则为流体出口。

多孔模板属于微型孔隙，孔隙范围在0.1mm左右。需要配合反射光源高倍显微镜进行观测。

不同的孔隙模板4入口可以满足不同条件的流体注入状态，已经模拟井口设计入口分为：开放式，半开放式，多孔介质填充和井口式开放式减缓入口流速。半开放式具有入口导流效果，注入的流体在入口处不会混合多孔介质填充式，由多孔介质填充入口出空间井口式分水平井式和垂直井式。水平井式在短边开通槽。垂直井在长边开通槽。

如图5所示，孔隙模板4中的孔隙是均匀阵列排布的圆孔，孔隙范围在0.1mm左右。流体入口和流体出口共有四个，通过周臂实体上后，在通过缓冲带进入孔隙模板4周侧，流体入口和流体出口为相同结构，通过改变模拟流体连接在流体入口的位置和数量，使流体入口在1-3之间变化。

如图6所示，孔隙模板4中的孔隙是均匀阵列排布的大小圆孔，大小圆孔孔隙范围在0.05－0.1mm左右。流体入口和流体出口共有四个，通过周臂实体上后，在通过缓冲带进入孔隙模板4周侧，流体入口和流体出口为相同结构，通过改变模拟流体连接在流体入口的位置和数量，使流体入口在1-3之间变化。

孔隙模板4中的孔隙还可以是不规则孔为方形、长方形、圆形、椭圆孔或菱形孔，不规则孔孔间隙范围在0.05-0.1mm左右。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (4)

1.一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，其特征是：壳体包括前盖和底板，前盖中间空，与观察板相通；观察板后面平行固定孔隙模板，孔隙模板通过背压机构与观察板紧靠，使孔隙模板与前端的观察板无间隙；孔隙模板周边有四个口，四个口通过壳体臂导入，通过缓冲带与孔隙模板侧面相通，四个口构成流体入口和流体出口，有压流体通过入口在孔隙模板内孔隙内流动，从出口流出，孔隙模板中的孔隙是阵列排布的不规则孔，观察板为透明体，观察板固定有摄像机，通过摄像机摄取的图像观察流体通过孔隙模板时的微变化。

2.根据权利要求1所述的一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，其特征是：所述的不规则孔为方形、长方形、圆形、椭圆孔或菱形孔，不规则孔孔间隙范围在0.05-0.1mm左右。

3.根据权利要求1所述的一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，其特征是：所述的背压机构包括一个压力气体出口端，压力气体出口端和压力气体入口端对称布置；压力气体出口端和压力气体入口端或同时输入压力，或一个压力气体进入，另一个压力气体排出。

4.根据权利要求1所述的一种多孔介质中流体流动的实时观测机构，其特征是：在孔隙模板后端为温控板，温控板与底板之间形成空间体，空间体周臂实体上有温度调控介质入口和出口，温度调控介质从入口进入，从出口排出。

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