CN103758512A - 一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法与装置，通过一体化测试装置进行油藏内模拟反应，然后针对反应后的岩芯进行渗透率测试，通过数据采集模块，测量所述渗透率测试过程中的渗透参数，并根据该参数、所述反应模型的物理参数及注入高压流体的物性参数计算所述模拟反应后的岩芯的渗透率，实现了同一装置同时进行油藏内的模拟反应和渗透率测试，且创造性的对反应后的岩芯进行渗透率测试，可用于判断油藏条件下模拟反应对渗流特性的影响规律。

Description

一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法与装置

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，特别涉及油藏内反应与渗流特性一体化测试方法与装置。

背景技术

油田开发实验是提高石油采收率新技术、新方法研发的重要手段之一。随着常规可采油气资源的不断减少，开发对象的日趋复杂，传统水驱技术已无法满足油气田开发的需求，为应对挑战，亟待发展一批以化学驱、热力采油及气驱等为代表的三次采油新技术对油田开发实验提出了新要求。

在油田开发过程中，掌握油藏流体的渗流特性变化对于开发动态预测、剩余油分布及开发效果评价至关重要。传统水驱主要遵循达西渗流定律，为一个动量传递过程。然而，对于化学驱、热采及气驱等三次采油新技术，其采油原理相对复杂，通常为动量、热量和质量耦合传递过程。目前，注空气采油已成为提高石油采收率的一个重要技术发展方向。向油藏中注入空气，原油与空气发生氧化反应放热，原油被加热后降黏，进而大幅度提高地下原油的流动性。注空气采油原理决定了该技术为一个更为复杂的“三传一反”过程，即动量传递、热量传递、质量传递和反应耦合过程，并且地下反应可能改变油藏孔喉结构，进而影响油藏渗流特性，例如注空气高温氧化采油过程（即火烧油层），原油与空气反应并结焦，导致油藏孔喉尺寸减小，阻碍空气在油藏多孔介质中的扩散，不利于高温反应前缘（即火线）平稳、快速推进。因此，需通过实验搞清油藏条件下反应对渗流特性的影响规律。实验装置应具备以下功能：1）能够模拟油藏高温、高压条件（700℃/20MPa）；2）油藏模型具有温度补偿功能，实验中保持油藏模型处于绝热环境条件；3）具有渗透率测量功能。

通过对国内外相关专利及文献进行检索，结果表明：现有的火驱物理模拟实验技术及岩心渗透率测试技术与油藏内反应与渗流特性一体化测试需求关系紧密。

现有技术一的技术方案：

火驱物理模拟实验装置。现有的火驱物理模拟实验装置通常由加热点火系统、模型系统、注气系统和数据采集系统组成。如学位论文：刘其成.火烧油层室内实验及驱油机理研究[D].东北石油大学.2011年；文献：关文龙.郑408块火烧油层物理模拟研究.石油大学学报(自然科学版).2005年8月。

现有技术一的缺点：

这些油藏模拟方法中，均没有渗透率测量功能，且模型均通过保温材料保温，在高温条件下散热严重，无法模拟绝热条件。

现有技术二的技术方案：

岩心渗透率测试装置。现有的岩心渗透率测量装置通常由注入系统、岩心夹持器、恒温系统、温度压力测量和计量等部分组成。如文献：洪世铎.温度对相对渗透率影响的探讨.石油大学学报(自然科学版).1988年11月；文献：杨龙.温度对稠油相对渗透率及残余油饱和度的影响.石油勘探与开发.2003年4月。

现有技术二的缺点：

现有的渗透率测量装置均无法模拟油藏高温条件，油藏实际反应可能达到的最高温度达600℃，这些渗透率测试系统最高模拟200℃的温度条件，无法满足油藏反应的模拟需求。

综上所述，现有的油田开发实验方法及装置无法满足在模拟油藏内化学反应的同时测量油藏渗流特性的需求。

发明内容

本发明提出了一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法与装置，提供一种能够模拟油藏条件下化学反应过程，同时能够测量反应对油藏模型渗流特性影响。

为达到上述目的，本发明提供了一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法，包括以下步骤：

将第一高压流体预热，并注入反应模型中进行模拟反应；所述反应模型中包含预置的岩芯；

将第二高压流体预热，并注入所述反应模型中，针对模拟反应后的岩芯进行渗透率测试；

通过数据采集模块，测量所述渗透率测试过程中的渗透参数，并根据该参数以及所述反应模型的物理参数和第二高压流体的物性参数计算所述模拟反应后的岩芯的渗透率。

其中，所述模拟反应还包括：

将所述反应模型内的压力设定为所述模拟反应需要的压力；

通过绝热炉对所述反应模型进行加热，使之达到所述模拟反应需要的温度；对其进行热跟踪补偿，使之在所述模拟反应的过程中保持绝热、恒温或者以线性升温；所述反应模型置于所述绝热炉内。

其中，所述渗透率测试还包括：

将所述反应模型内的压力设定为所述渗透率测试需要的压力；

通过绝热炉对所述反应模型进行加热，使之达到所述渗透率测试需要的温度；对其进行热跟踪补偿，使之在所述渗透率测试的过程中保持恒温，最高温度测试温度300℃；所述反应模型置于所述绝热炉内。

其中，所述对所述反应模型进行加热具体为：在该加热过程中，实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行绝热、恒温或者线性加热。

其中，所述数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器和温度传感器；

所述测量所述渗透率测试过程中的渗透参数具体为：

通过设于所述反应模型入口处的第一压力传感器，测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

通过设于所述反应模型出口处的第二压力传感器，测量所述渗透率测试过程的输出压力值；

通过分别与所述反应模型的出入口相连接的压差传感器，测量所述渗透率测试过程的压差值；

通过设于所述反应模型中的温度传感器，测量所述渗透率测试过程中的温度值。

其中，所述反应模型为岩芯管，所述反应模型的物理参数具体为：该岩芯管的长度、横截面积及孔隙度。

其中，所述的第二高压流体的物性参数具体为：渗透率测试温度下的粘度。

其中，所述反应模型的直径不大于2.5厘米，岩心长度不小于直径的2.5倍，耐压不小于20MPa。

在进行渗透率测试时，还包括：

将产出的流体进行气液分离，得到产出液体和产出气体；

实时计量所述产出液体和产出气体，得到所述第二高压流体的物性参数。

可选的，所述第一高压流体和第二高压流体具体为油、水、化学剂、空气和氮气中的任意组合。

本发明另外提供了一种油藏内反应与渗流特性一体化测试装置，包括多元注入模块、模拟模块、数据采集模块和渗透率计算模块；其中，

所述多元注入模块与所述注入模型模块的输入端相连接，用于将第一高压流体和/或第二高压流体注入模型模块；

所述模拟模块用于进行模拟反应和渗透率测试，其中包括反应模型，所述反应模型中包括岩芯；

所述数据采集模块用于测量所述渗透率测试过程中的渗透参数；

所述渗透率计算模块用于根据该参数、所述反应模型的物理参数及第二高压流体的物性参数计算模拟反应后的岩芯的渗透率。

可选的，所述模拟模块还包括绝热炉，对所述反应模型进行加热，使之达到所述模拟反应或渗透率测试需要的温度；

还用于对所述反应模型进行热跟踪补偿，使之在所述模拟反应或渗透率测试的过程中保持恒温；

所述反应模型置于所述绝热炉内。

用于所述模拟系统还包括温度检测模块，用于实时监测所述反应模型的温度，以实现绝热、恒温或者线性加热。

可选的，所述模拟模块中还设有压力控制子模块，用于将所述反应模型内的压力设定为所述模拟反应需要的压力或所述渗透率测试需要的压力。

可选的，所述模拟模块中还设有温度检测子模块，用于实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行绝热、恒温或者线性加热。

可选的，所述数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器和温度传感器；

所述第一压力传感器设于所述反应模型入口处，用于测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

所述第二压力传感器设有所述反应模型出口处，用于测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

所述压差传感器分别与所述反应模型的出入口相连接，用于测量所述渗透率测试过程的压差值；

所述温度传感器设于所述反应模型中的温度传感器，用于测量所述渗透率测试过程中的温度值。

可选的，所述反应模型为岩芯管，所述反应模型的物理参数具体为：该岩芯管的长度和横截面积。

可选的，所述反应模型的直径不大于2.5厘米，岩心长度不小于直径的2.5倍，最高耐温不小于700℃，耐压不小于20MPa。

可选的，该装置还包括产出模块，与所述模拟模块的输出端和所述渗透率计算模块的输入端连接，用于：

将产出的流体进行气液分离，得到产出液体和产出气体；

实时计量所述产出液体和产出气体，得到所述第二高压流体的物性参数。

可选的，所述多元注入模块包括气体混合器、注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器和高温烘箱；

所述气体混合器可将空气和氮气混合注入或单独注入空气或氮气；

所述注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器分别用于注入油、化学剂和水；

所述气体混合器、注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器放置于所述高温烘箱中，且分别与所述模拟模块的输入端相连接；

所述高温烘箱用于对注入的流体进行预热。

通过本发明提供的方法及装置，实现了同一装置同时进行油藏内的模拟反应和渗透率测试，且创造性的对反应后的岩芯进行渗透率测试，可用于判断油藏条件下模拟反应对渗流特性的影响规律。

附图说明

图1为本发明一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法的流程图；

图2为本发明一种油藏内反应与渗流特性一体化测试装置的结构图；

图3为本发明一种油藏内反应与渗流特性一体化测试装置的详细结构示意图；

图4为本发明一种油藏内反应模拟及渗透率测量的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法的流程图，包括以下步骤：

步骤101，将第一高压流体预热，并注入反应模型中进行模拟反应；所述反应模型中包含预置的岩芯；

该第一高压流体可以为油、水、化学剂、空气和氮气的任意组合；

该模拟反应需要将所述反应模型内的压力设定为所述模拟反应需要的压力；

通过绝热炉对所述反应模型进行加热，使之达到所述模拟反应需要的温度；对其进行热跟踪补偿，使之在所述模拟反应的过程中保持恒温；所述反应模型置于所述绝热炉内。

其中，在该加热过程中，实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行线性加热。

上述模拟反应结束后，将产出的流体进行气液分离，得到产出液体和产出气体，实时计量所述产出液体和产出气体，得到第二高压流体的物性参数。

步骤102，将第二高压流体预热，并注入所述反应模型中，针对模拟反应后的岩芯进行渗透率测试；

该第二高压流体可以为油、水、化学剂、空气和氮气的任意组合；

该渗透率测试需要将所述反应模型内的压力设定为所述渗透率测试需要的压力；

通过绝热炉对所述反应模型进行加热，使之达到所述渗透率测试需要的温度；对其进行热跟踪补偿，使之在所述渗透率测试的过程中保持恒温；所述反应模型置于所述绝热炉内。

在该加热过程中，实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行线性加热。

步骤103，通过数据采集模块，测量所述渗透率测试过程中的渗透参数，并根据该参数、所述反应模型的物理参数及第二高压流体的物性参数计算所述模拟反应后的岩芯的渗透率。

所述数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器和温度传感器；

所述测量所述渗透率测试过程中的渗透参数具体为：

通过设于所述反应模型入口处的第一压力传感器，测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

通过设于所述反应模型出口处的第二压力传感器，测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

通过分别与所述反应模型的出入口相连接的压差传感器，测量所述渗透率测试过程的压差值；

在此需要说明的是，该压差传感器的测量精度与上述第一压力传感器和第二压力传感器的测量精度不同，这种尺度的岩心通常压差为10-100kPa。举例来说，假设压力传感器量程（FS）为20MPa，压差传感器的量程100KPa，压力传感器和压差传感器均为0.1%FS精度，则压力传感器的误差值为：±20MPa*0.1%=±0.02MPa=±20KPa，若用压力传感器的值来计算，20KPa的误差太大，如采用压差传感器，则误差为±100kPa*0.1%=±0.1kPa。压力传感器是用来测量模型的压力用，同时辅助检验压差传感器的测量。

通过设于所述反应模型中的温度传感器，测量所述渗透率测试过程中的温度值。

本实施例优选的，反应模型为岩芯管，所述反应模型的物理参数具体为：该岩芯管的长度和横截面积。

进一步可选的，所述反应模型的直径不大于2.5厘米，耐压不小于20MPa。

当然了，该直径并不一定设为2.5厘米，还可以设为2.4厘米、2.3厘米等，只要在2.5厘米及以内都是发明的优选实施例。

另外需要说明的是，2.5厘米以内只是优选实施例，直径在2.5厘米以上，当然也会落入本发明所保护的范围。

同理，耐压大于等于20MPa只是本发明的优选实施例，小于20MPa当然也可以完成本发明，自然也会落入本发明所保护的范围。

第二高压流体的物性参数已在步骤101中得到。

如图2所示，为本发明一种油藏内反应与渗流特性一体化测试装置的结构图，包括多元注入模块201、模拟模块202、数据采集模块203和渗透率计算模块204；其中，

所述多元注入模块201与所述模拟模块202的输入端相连接，用于将第一高压流体和/或第二高压流体注入模型模块；

所述多元注入模块包括气体混合器、注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器和高温烘箱；

所述气体混合器可将空气和氮气混合注入或单独注入空气或氮气；

所述注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器分别用于注入油、化学剂和水；

所述气体混合器、注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器放置于所述高温烘箱中，且分别与所述模拟模块的输入端相连接；

所述高温烘箱用于对注入的流体进行预热。

所述模拟模块202用于进行模拟反应和渗透率测试，其中包括反应模型，所述反应模型中包括岩芯；

所述模拟模块还包括绝热炉，对所述反应模型进行加热，使之达到所述模拟反应或渗透率测试需要的温度；

还用于对所述反应模型进行热跟踪补偿，使之在所述模拟反应或渗透率测试的过程中保持恒温；

所述反应模型置于所述绝热炉内。

用于所述模拟系统还包括温度检测模块，用于实时监测所述反应模型的温度，以实现线性加热。

所述模拟模块中还设有压力控制子模块，用于将所述反应模型内的压力设定为所述模拟反应需要的压力或所述渗透率测试需要的压力。

所述模拟模块中还设有温度检测子模块，用于实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行线性加热。

所述数据采集模块203用于测量所述渗透率测试过程中的渗透参数；

所述数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器和温度传感器；

所述第一压力传感器设于所述反应模型入口处，用于测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

所述第二压力传感器设有所述反应模型出口处，用于测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

所述压差传感器分别与所述反应模型的出入口相连接，用于测量所述渗透率测试过程的压差值；

在此需要说明的是，该压差传感器的测量精度与上述第一压力传感器和第二压力传感器的测量精度不同，这种尺度的岩心通常压差为10-100kPa。举例来说，假设压力传感器量程（FS）为20MPa，压差传感器的量程100KPa，压力传感器和压差传感器均为0.1%FS精度，则压力传感器的误差值为：±20MPa*0.1%=±0.02MPa=±20KPa，若用压力传感器的值来计算，20KPa的误差太大，如采用压差传感器，则误差为±100kPa*0.1%=±0.1kPa。压力传感器是用来测量模型的压力用，同时辅助检验压差传感器的测量。

所述温度传感器设于所述反应模型中，用于测量所述渗透率测试过程中的温度值。

作为本发明优选的替代方案，该温度传感器与模拟模块202中的温度检测子模块可以由同一温度传感器来实现，即，此处可以不设温度传感器，而是直接获取温度检测子模块测量的温度值。

所述渗透率计算模块204用于根据所述渗透参数、所述反应模型的物理参数及第二高压流体的物性参数计算模拟反应后的岩芯的渗透率。

本实施例优选的，反应模型为岩芯管，所述反应模型的物理参数具体为：该岩芯管的长度和横截面积。

进一步可选的，所述反应模型的直径不大于2.5厘米，耐压不小于20MPa。

当然了，该直径并不一定设为2.5厘米，还可以设为2.4厘米、2.3厘米等，只要在2.5厘米及以内都是发明的优选实施例。

另外需要说明的是，2.5厘米以内只是优选实施例，直径在2.5厘米以上，当然也会落入本发明所保护的范围。

同理，耐压大于等于20MPa只是本发明的优选实施例，小于20MPa当然也可以完成本发明，自然也会落入本发明所保护的范围。

本实施例优选的，还包括产出模块205，与所述模拟模块的输出端和所述渗透率计算模块的输入端连接，用于：

将产出的流体进行气液分离，得到产出液体和产出气体；

实时计量所述产出液体和产出气体，得到所述第二高压流体的物性参数。

通过本发明提供的方法及装置，实现了同一装置同时进行油藏内的模拟反应和渗透率测试，且创造性的对反应后的岩芯进行渗透率测试，可用于判断油藏条件下模拟反应对渗流特性的影响规律。

本发明另一实施例，提供一种油藏内反应与渗流特性一体化测试装置，由多元注入系统、模型系统、产出系统和数据采集及数据处理系统组成。

多元注入系统由高压空气源，高压氮气源，计量泵，减压阀一，减压阀二，质量流量计一，质量流量计二，高温烘箱，注油活塞容器，注化学剂活塞容器，注水容器，气体混合器等组成；

高压空气源（20MPa）、减压阀一、质量流量计一串联连接到气体混合器；高压氮气源（20MPa）、减压阀二、质量流量计二串联连接到气体混合器；气体混合器串联连接到模型入口；注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器、气体混合器并联放置于高温烘箱（最高温度300℃）内，且分别连接至模型入口；

多元注入系统能实现最高20MPa条件下的油、水、化学剂、空气和氮气等流体的单独或组合注入，并能在流体进入模型前最高预热至300℃；注入液体流量通过计量泵控制与计量，注入气体流量通过质量流量计控制与计量；

模型系统由绝热炉和模型组成；

模型放置于绝热炉内；模型为岩心管，最大直径1英寸，最大长度30cm，最高耐压20MPa，最高耐温700℃；模型分为预热段、绝热段及出口段三段；绝热炉分为独立的三段，均具备加热及热跟踪补偿功能，最高加热温度800℃，热跟踪补偿功能为模型分段提供绝热环境；

产出系统由手动泵、容器、压力表、低温烘箱、背压阀、计量管、气体净化器、湿气表、产出气体检测仪组成；

空气气源出口、压力表串联连接到容器顶部，手动泵、串联连接至容器底部，容器下部装有水，上部有气顶；背压阀、计量管放置于低温烘箱（最高100℃）内；背压阀有气体背压口、入口及出口三个连接口，气体背压口与容器顶部连接，入口与模型出口连接，出口与计量管连接；计量管与气体净化器、湿气表、产出气体检测仪顺序串联；

产出系统能实现产出流体的气液分离、液体产出流体收集与实时计量、产出气体流量实时计量和气体成分实时检测等功能；具备产出流体加热功能，最高加热温度100℃，适用稠油样品产出液的收集与计量；

数据采集及数据处理系统由压力传感器一、压力传感器二、温度传感器、压差传感器和计算机组成；

温度传感器布置于模型内；压力传感器一与模型入口连接，压力传感器二与模型出口连接，压差传感器两端分别与模型的入口及出口连接；计算机通过数据线分别与压力传感器一、压力传感器二、温度传感器、压差传感器连接；

数据采集及数据处理系统能实现模型内部三段温度数据采集，模型进出口压力数据采集、进出口压差数据采集，模型加热控制，模型热补偿控制等；并包含渗透率计算软件，能够通过实验数据进行单相渗透率、两相相对渗透率计算。

如图3所示，为油藏内反应与渗流特性一体化测试装置的详细结构示意图，下面将结合该附图对上述装置进行进一步说明。

如图所示，各个标号对应的名称如下：

1、高压空气源2、高压氮气源3、计量泵4、减压阀5、减压阀6、阀门7、质量流量计8、阀门9、阀门10、质量流量计11、阀门12、阀门13、高温烘箱14、高温阀门15、高温阀门16、高温阀门17、高温阀门18、高温阀门19、高温阀门20、注油活塞容器21、注化学剂活塞容器22、注水容器23、气体混合器24、阀门25、绝热炉26、模型27、压力传感器28、压力传感器29、温度传感器30、压差传感器31、计算机32、手动泵33、阀门34、容器35、压力表36、低温烘箱37、背压阀38、计量管39、气体净化器40、湿气表41、产出气体检测仪。

多元注入系统由高压空气源1，高压氮气源2，计量泵3，减压阀4，减压阀5，阀门6，质量流量计7，阀门8，阀门9，质量流量计10，阀门11，高温烘箱13，高温阀门14，高温阀门15，高温阀门16，高温阀门17，高温阀门18，高温阀门19，注油活塞容器20，注化学剂活塞容器21，注水容器22，气体混合器23及阀门24组成；

高压空气源1（20MPa）、减压阀4、阀门6、质量流量计7串联连接到气体混合器23，阀门8与串联的阀门6和质量流量计7并联；高压氮气源2（20MPa）、减压阀5、阀门9、质量流量计10串联连接到气体混合器23，阀门11与串联的阀门9和质量流量计10并联；气体混合器23与阀门24串联连接到模型26入口；高温阀门14、高温阀门15、高温阀门16、高温阀门17、高温阀门18、高温阀门19、注油活塞容器20、注化学剂活塞容器21、注水容器22、气体混合器23放置于高温烘箱13（最高温度300℃）内；注油活塞容器20进口与高温阀门14连接，出口与高温阀门17连接；注化学剂活塞容器21进口与高温阀门15连接，出口与高温阀门18连接；注水容器22进口与高温阀门16连接，出口与高温阀门19连接；高温阀门14、高温阀门15和高温阀门16并联连接到计量泵3；高温阀门17、高温阀门18、高温阀门19并联连接到模型26入口；

多元注入系统能实现最高20MPa条件下的油、水、化学剂、空气和氮气等流体的单独或组合注入，并能在流体进入模型前最高预热至300℃；注入液体流量通过计量泵控制与计量，注入气体流量通过质量流量计控制与计量；

模型系统由绝热炉25，模型26组成；

模型26放置于绝热炉25内；模型26为岩心管，直径1英寸，长度30cm，最高耐压20MPa，最高耐温700℃；模型26分为预热段、绝热段及出口段三段；绝热炉25分为独立的三段，均具备加热及热跟踪补偿功能，最高加热温度800℃，热跟踪补偿功能为模型26分段提供绝热环境；

产出系统由阀门12、手动泵32、阀门33、容器34、压力表35、低温烘箱36、背压阀37、计量管38、气体净化器39、湿气表40、产出气体检测仪41组成；

阀门12、压力表35串联连接到容器34顶部，手动泵32、阀门33串联连接至容器34底部，容器33下部装有水，上部有气顶；背压阀37、计量管38放置于低温烘箱36（最高100℃）内；背压阀37有气体背压口、入口及出口三个连接口，气体背压口与容器34顶部连接，入口与模型26出口连接，出口与计量管38连接；计量管38与气体净化器39、湿气表40、产出气体检测仪41顺序串联；

产出系统能实现产出流体的气液分离、液体产出流体收集与实时计量、产出气体流量实时计量和气体成分实时检测等功能；具备产出流体加热功能，最高加热温度100℃，适用稠油样品产出液的收集与计量；

数据采集及数据处理系统由压力传感器27、压力传感器28、温度传感器29、压差传感器30和计算机31组成；

温度传感器29布置于模型26内；压力传感器27与模型26入口连接，压力传感器28与模型26出口连接，压差传感器30两端分别与模型26的入口及出口连接；计算机31通过数据线分别与压力传感器27、压力传感器28、温度传感器29、压差传感器30连接；

数据采集及数据处理系统能实现模型内部三段温度数据采集，模型进出口压力数据采集、进出口压差数据采集，模型加热控制，模型热补偿控制等；并包含渗透率计算软件，能够通过实验数据进行单相渗透率、两相相对渗透率计算。

利用该装置可进行油藏反应模拟及渗透率测量，如图4所示，为利用上述装置进行油藏反应模拟及渗透率测量的流程图，包括：步骤401，反应模拟和步骤402，渗透率测量，具体说明如下：

步骤401包括：

步骤4011样品填装、步骤4012背压设置、步骤4013模型加压、步骤4014模型预热、步骤4015反应过程模拟和步骤4016模型降压冷却等；

所述的样品填装可采用油砂预混填装或先填砂后饱和油等方式；

所述的模型加压目的为模拟油藏地层压力条件；

所述的模型预热目的为模拟油藏地层温度条件；

所述的反应过程模拟可分为密闭体系反应过程模拟和带流量反应过程模拟；密闭体系反应过程模拟指将模型设置一个初始的温度及压力条件，关闭模型进出口，使反应在一个密闭的系统内进行，反应过程可设置模型为恒温、线性升温或绝热模式；带流量反应过程模拟指将模型设置一个初始的温度及压力条件，在保持系统压力的情况下，使流体以一定的流量注入模型并在出口采出，注入流体可以是单组分的气体或液体，也可以是多组分的气体或液体组合，注入流体在注入模型之前可最高加热至300℃，采出流体进行气液分离并分别计量，采出气体进行成分检测，带流量反应过程可设置为恒温、线性升温或绝热模式，线性升温速率最高10℃/min；反应过程模拟的最高压力为20MPa，最高温度为700℃。

步骤402包括：

步骤4021渗透率测试温度及压力设置、步骤4022稳态法渗透率测量、步骤4023非稳态法相对渗透率测量、步骤4024模型压差监测、步骤4025采出液气液分离、步骤4026气/液体产物收集与计量和步骤4027渗透率计算等；

所述的渗透率测试温度及压力设置中最高压力为20MPa，最高温度为300℃；

所述的稳态法渗透率测量主要是基于稳态流动时的达西公式，驱替过程中保持稳定的流体注入流量对岩心的渗透率进行测试的实验方法；

所述的非稳态法相对渗透率测量是根据外部注水动态来确定相对渗透率的实验方法；

所述的渗透率计算分为稳态法渗透率计算和非稳态法相对渗透率计算。

通过上述装置，本实施例具有以下有益效果：

与现有的油田开发实验方法及装置相比，本实施例具有以下有益效果：

1、最高可模拟油藏压力20MPa，最高模拟温度700℃；

2、可单独或同时注入多元热流体介质（如水、油、化学剂、空气和氮气等），气体最高预热温度300℃；

3、具备热跟踪补偿功能，能为油藏模型提供绝热条件或线性加热条件；

4、可进行稳态法渗透率测量、非稳态法相对渗透率测量，最高测试压力20MPa，最高测试温度300℃，其中采出液最高可加热至100℃，适用稠油样品测试；

5、采出气液分离及计量，采出气体成分实时检测。

Claims (18)

1.一种油藏内反应与渗流特性一体化测试方法，其特征在于，包括：

将第一高压流体预热，并注入反应模型中进行模拟反应；所述反应模型中包含预置的岩芯；

将第二高压流体预热，并注入所述反应模型中，针对模拟反应后的岩芯进行渗透率测试；

通过数据采集模块，测量所述渗透率测试过程中的渗透参数，并根据该参数、所述反应模型的物理参数及第二高压流体的物性参数计算所述模拟反应后的岩芯的渗透率。

2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述模拟反应还包括：

将所述反应模型内的压力设定为所述模拟反应需要的压力；

通过绝热炉对所述反应模型进行加热，使之达到所述模拟反应需要的温度；对其进行热跟踪补偿，使之在所述模拟反应的过程中保持绝热、恒温或者以线性升温；所述反应模型置于所述绝热炉内。

3.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述渗透率测试还包括：

将所述反应模型内的压力设定为所述渗透率测试需要的压力；

通过绝热炉对所述反应模型进行加热，使之达到所述渗透率测试需要的温度；对其进行热跟踪补偿，使之在所述渗透率测试的过程中保持恒温；所述反应模型置于所述绝热炉内。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：

所述对所述反应模型进行加热具体为：在该加热过程中，实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行绝热、恒温或者线性加热。

5.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：

所述数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器和温度传感器；

所述测量所述渗透率测试过程中的渗透参数具体为：

通过设于所述反应模型入口处的第一压力传感器，测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

通过设于所述反应模型出口处的第二压力传感器，测量所述渗透率测试过程的输出压力值；

通过分别与所述反应模型的出入口相连接的压差传感器，测量所述渗透率测试过程的压差值；

通过设于所述反应模型中的温度传感器，测量所述渗透率测试过程中的温度值。

6.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：

所述反应模型为岩芯管，所述反应模型的物理参数具体为：该岩芯管的长度和横截面积及孔隙体积；第二高压流体物性参数具体为：渗透率测试温度下的粘度。

7.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述反应模型的直径不大于2.5厘米，岩心长度不小于直径的2.5倍，最高测试温度为300℃，耐压不小于20MPa。

8.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，渗透率测试时，还包括：

将产出的流体进行气液分离，得到产出液体和产出气体；

实时计量所述产出液体和产出气体，得到所述第二高压流体的物性参数。

9.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第一高压流体和第二高压流体具体为油、水、化学剂、空气和氮气中的任意组合。

10.一种油藏内反应与渗流特性一体化测试装置，其特征在于，包括多元注入模块、模拟模块、数据采集模块和渗透率计算模块；其中，

所述多元注入模块与所述注入模型模块的输入端相连接，用于将第一高压流体和/或第二高压流体注入模型模块；

所述模拟模块用于进行模拟反应和渗透率测试，其中包括反应模型，所述反应模型中包括岩芯；

所述数据采集模块用于测量所述渗透率测试过程中的渗透参数；

所述渗透率计算模块用于根据所述渗透参数、所述反应模型的物理参数及第二高压流体的物性参数计算模拟反应后的岩芯的渗透率。

11.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述模拟模块还包括绝热炉，对所述反应模型进行加热，使之达到所述模拟反应或渗透率测试需要的温度；

还用于对所述反应模型进行热跟踪补偿，使之在所述模拟反应或渗透率测试的过程中保持恒温；

所述反应模型置于所述绝热炉内；

所述模拟系统还包括温度检测模块，用于实时监测所述反应模型的温度，以实现线性加热。

12.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述模拟模块中还设有压力控制子模块，用于将所述反应模型内的压力设定为所述模拟反应需要的压力或所述渗透率测试需要的压力。

13.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述模拟模块中还设有温度检测子模块，用于实时监测和控制所述反应模型内的温度，进行绝热、恒温或者线性加热。

14.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述数据采集模块包括第一压力传感器、第二压力传感器、压差传感器和温度传感器；

所述第一压力传感器设于所述反应模型入口处，用于测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

所述第二压力传感器设有所述反应模型出口处，用于测量所述渗透率测试过程的输入压力值；

所述压差传感器分别与所述反应模型的出入口相连接，用于测量所述渗透率测试过程的压差值；

所述温度传感器设于所述反应模型中，用于测量所述渗透率测试过程中的温度值。

15.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述反应模型为岩芯管，所述反应模型的物理参数具体为：该岩芯管的长度和横截面积。

16.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述反应模型的直径不大于2.5厘米，耐压不小于20MPa。

17.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，还包括产出模块，与所述模拟模块的输出端和所述渗透率计算模块的输入端连接，用于：

将产出的流体进行气液分离，得到产出液体和产出气体；

实时计量所述产出液体和产出气体，得到所述第二高压流体的物性参数。

18.如权利要求10所述的测试装置，其特征在于，所述多元注入模块包括气体混合器、注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器和高温烘箱；

所述气体混合器可将空气和氮气混合注入或单独注入空气或氮气；

所述注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器分别用于注入油、化学剂和水；

所述气体混合器、注油活塞容器、注化学剂活塞容器、注水容器放置于所述高温烘箱中，且分别与所述模拟模块的输入端相连接；

所述高温烘箱用于对注入的流体进行预热。

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