CN103808634A

CN103808634A - 多孔介质界面润湿性实验测量装置系统

Info

Publication number: CN103808634A
Application number: CN201210437335.0A
Authority: CN
Inventors: 张星; 任占春; 朱泽军; 毕雯雯; 张彬; 马天态; 唐延彦; 马素俊; 李建兵
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Oil Production Technology Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明提供一种多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，包括评价流体滴定系统和润湿性自动化测量系统，评价流体滴定系统主要包括评价流体装置以及用来使评价流体装置中的流体打入润湿性自动化测量系统中的泵入装置；润湿性自动化测量系统主要包括用来放置多孔介质样品试片的多自由度工作平台以及围绕在多自由度工作平台周围的采集系统，所述采集系统最终连接至计算机信息处理系统；多自由度工作平台整体放置在恒温控制系统中。本发明可以直接观察流体在多孔介质界面润湿现象以及流体在多孔介质间界面润湿铺展变化过程。通过显微镜、摄像等信息采集和信息处理装置采集流体在多孔介质界面润湿现象以及评价各种开发过程中油田化学剂对岩石界面的相互作用。

Description

多孔介质界面润湿性实验测量装置系统

技术领域

本发明涉及多孔介质界面润湿性测量评价实验装置，具体地说是一种模拟一定温度与压力下储层岩石润湿性测量的装置系统。

背景技术

油藏开发过程中，润湿性是的重要性质，作为油藏界面现象的一个重要参数，岩石润湿性是岩石矿物与油藏流体相互作用的结果，是一种综合特征。岩石的润湿性决定着油藏流体在岩石孔道内的微观分布和原始分布状态，润湿性影响地层毛细管力、相对渗透率、水驱油特性、电性、残余油饱和度等几乎所有的岩心分析项目，对原油的采出程度起着决定性作用，任何提高采收率技术研究都将改变岩石润湿性作为一个重要的方面予以考虑。

申请公布号CN102393351 A，申请公布日2012.03.28的中国专利文献公开了油藏条件下岩心润湿性测量方法的装置，该装置包括高压容器部分和观察部分，其中：所述高压容器部分设置有容器筒，容器筒上端封闭并设置一测量管接口连通容器内空间；容器筒下端为敞开口设计，并设有一端盖扣在该容器筒下端实现密封；且该端盖上装有供向容器内注入待测流体及调整压力的阀门；所述观察部分包括测量管，通过所述测量管接口安装在容器筒上。此装置易于操作，易于实施。但以上公开文献的装置是基于自吸吸入法测量油藏条件下岩心的宏观润湿性，不能直观的模拟液滴在多孔介质界面的连续变化过程。

有鉴于此，针对上述问题，基于接触角法测量润湿性原理提出一种设计合理且连续记录流体在多孔介质界面连续变化过程的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，为模拟油藏条件下的润湿性研究提供技术支撑，对提高油田开发效果具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以直接观察流体在多孔介质界面润湿现象以及流体在多孔介质间界面润湿铺展变化过程，通过显微镜、摄像等信息采集和信息处理装置采集流体在多孔介质界面润湿现象以及评价各种开发过程中油田化学剂对岩石界面的相互作用的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

该多孔介质界面润湿性实验测量装置系统包括评价流体滴定系统和润湿性自动化测量系统，所述评价流体滴定系统主要包括评价流体装置以及用来使评价流体装置中的流体打入润湿性自动化测量系统中的泵入装置；所述润湿性自动化测量系统主要包括用来放置多孔介质样品试片的多自由度工作平台以及围绕在多自由度工作平台周围的采集系统，所述采集系统最终连接至计算机信息处理系统；所述多自由度工作平台整体放置在恒温控制系统中。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述采集系统包括位于多自由度工作平台正上方的显微成像采集系统和位于多自由度工作平台侧方的摄像采集系统。

所述泵入装置包括相互连接的推力活塞缸和精密注射泵，所述精密注射泵还与泵工作介质容器连接，泵工作介质容器与精密注射泵的进液端连接，用来给精密注射泵提供工作介质。

所述推力活塞缸由多组活塞缸组成，每组活塞缸装入不同评价流体介质，多组活塞缸采用并联结构，一端用液压管线与精密注射泵的增压出口连接，用来给推力活塞缸提供增压，另一端用管线连接评价流体滴定控制装置.

所述评价流体滴定控制装置伸入恒温控制系统并位于多孔介质样品试片上方，评价流体滴定控制装置用来给多孔介质样品试片滴定合适剂量的评价流体介质。

所述推力活塞缸分别与评价流体装置、精密注射泵、评价流体滴定控制装置连接的各管线接头都安装有控制阀。

所述评价流体装置盛装不同的流体介质，通过管线与推力活塞缸的多组活塞缸容积腔连接，用于给推力活塞缸的多组活塞缸容积腔提供不同的评价流体介质。

所述恒温控制系统外侧设置有摄像光源。

所述恒温控制系统为密闭压力容器，其上还设置有精密压力表，并且恒温控制系统连接至计算机信息处理系统。

本发明具有以下有益效果：

多孔介质界面润湿性实验测量装置系统具有自动化、模块化，精确化、连续化等特点，增强了润湿性研究实验的功能，通过该装置可以模拟不同注入化学药剂对岩石多孔介质在不同温度下的润湿性变化实验，为油藏渗流研究提供理论依据。

利用垂直于水平放大光学采集系统，直观观察液滴变化且同时记录液滴的连续变化过程；

多自由度平台自由转动可以研究多孔介质在不同位置下润湿性变化；

多组评价流体装置并联，通过阀门控制实现多种流体密闭测量流体对多孔介质的润湿性影响；

易于操作自动化程度高。

附图说明：

附图1是本发明的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统结构示意图。

图中：评价流体装置1、精密注射泵2、泵工作介质容器3、推力活塞缸4、评价流体滴定控制装置5、显微成像采集系统6、多孔介质样品试片7、摄像光源8、多自由度工作平台9、恒温控制系统10、精密压力表11、摄像采集系统12、计算机信息处理系统13。

具体实施方式：

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

参照附图1，多孔介质界面润湿性实验测量装置系统包括评价流体装置1、精密注射泵2、泵工作介质容器3、推力活塞缸4、评价流体滴定控制装置5、显微成像采集系统6、多孔介质样品试片7、摄像光源8、多自由度工作平台9、恒温控制系统10、精密压力表11、摄像采集系统12、计算机信息处理系统13。

其中，评价流体装置1、精密注射泵2、泵工作介质容器3、推力活塞缸4、评价流体滴定控制装置5组成评价流体滴定系统。推力活塞缸4由多组活塞缸组成，每组活塞缸装入不同评价流体介质，推力活塞缸4的多组活塞缸采用并联结构，一端用液压管线与精密注射泵2的增压出口连接，用来给推力活塞缸4提供增压，另一端用管线连接评价流体滴定控制装置5，评价流体装置1盛装不同的流体介质，通过管线与推力活塞缸4的多组活塞缸容积腔连接，用于给推力活塞缸4的多组活塞缸容积腔提供不同的评价流体介质，泵工作介质容器3与精密注射泵2的进液端连接，用来给精密注射泵2提供工作介质，推力活塞缸4与评价流体装置1、精密注射泵2、评价流体滴定控制装置5连接的各管线接头都安装有控制阀，评价流体滴定控制装置5用来给多孔介质样品试片7滴定合适剂量的评价流体介质。显微成像采集系统6、多孔介质样品试片7、摄像光源8、多自由度工作平台9、恒温控制系统10、精密压力表11、摄像采集系统12、计算机信息处理系统13组成润湿性自动化测量系统，多孔介质样品试片7放在多自由度工作平台9上，多自由度工作平台9放置在恒温控制系统10内，用来保证多孔介质样品试片7在设定的温度下工作，多自由度工作平台9可以在恒温控制系统10内实现多自由度移动与转动，从而有利于显微成像采集系统6、摄像采集系统12从不同方向、不同角度进行图像及动态信息的采集，显微成像采集系统6放置在多孔介质样品试片7的上方，可对试片7的润湿性进行显微测量与观察，摄像光源8、摄像采集系统12安放在恒温控制系统10的周围，摄像光源8给显微成像采集系统6、摄像采集系统12提供合适的观察与测量光线，摄像采集系统12可以从侧面观察记录多孔介质样品试片7的润湿信息，恒温控制系统10上还安装有精密压力表11，用来记录恒温控制系统10内的压力，恒温控制系统10可以做成密闭压力容器，显微成像采集系统6、恒温控制系统10、摄像采集系统12都有数据控制线与计算机信息处理系统13相连，自动记录、处理、存储测量的数据与图像。

应用这一实验流程可评价流体在岩石界面的润湿性，自动精确记录润湿角变化过程，将记录的润湿性变化过程通过专用软件进行图像分析，得到润湿角等参数的定量结果。

具体实验步骤如下：

根据实验目的要求，将岩心做成切片，放在多自由度平台9，调至水平位置，将待评价流体放进评价流体装置1；

连接电源，接通显微成像采集系统6、打开摄像光源8、恒温控制系统10、摄像采集系统12、计算机信息处理系统13，调节显微镜成像系统6与摄像采集系统12至最佳位置，通过恒温控制系统10加热到实验温度；

打开精密注射泵2，以一定流量通过泵工作介质容器3恒速推动推力活塞缸4通过流体滴定控制装置5将测试流体滴定在多孔介质样品试片7表面；

通过计算机控制系统设计参数，显微镜成像系统6与摄像采集系统12同时记录液滴在多孔介质样品试片7表面变化过程，连续拍摄液滴在多孔介质界面的铺展过程，多自由度平台9可以自由转动，可以将多孔介质旋转至实验角度进行测量研究；

获得的图像通过数据线直接输入计算机信息处理系统13，通过分析软件对图像处理得到润湿角，当接触角小于75^o时为多孔介质为亲水，当大于75^o小于105^o时为中间润湿，当大于105^o小于180^o时为油湿。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims

1.多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，包括评价流体滴定系统和润湿性自动化测量系统，所述评价流体滴定系统主要包括评价流体装置以及用来使评价流体装置中的流体打入润湿性自动化测量系统中的泵入装置；所述润湿性自动化测量系统主要包括用来放置多孔介质样品试片的多自由度工作平台以及围绕在多自由度工作平台周围的采集系统，所述采集系统最终连接至计算机信息处理系统；所述多自由度工作平台整体放置在恒温控制系统中。

2.根据权利要求1所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述采集系统包括位于多自由度工作平台正上方的显微成像采集系统和位于多自由度工作平台侧方的摄像采集系统。

3.根据权利要求1所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述泵入装置包括相互连接的推力活塞缸和精密注射泵，所述精密注射泵还与泵工作介质容器连接，泵工作介质容器与精密注射泵的进液端连接，用来给精密注射泵提供工作介质。

4.根据权利要求3所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述推力活塞缸由多组活塞缸组成，每组活塞缸装入不同评价流体介质，多组活塞缸采用并联结构，一端用液压管线与精密注射泵的增压出口连接，用来给推力活塞缸提供增压，另一端用管线连接评价流体滴定控制装置。

5.根据权利要求4所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述评价流体滴定控制装置伸入恒温控制系统并位于多孔介质样品试片上方，评价流体滴定控制装置用来给多孔介质样品试片滴定合适剂量的评价流体介质。

6.根据权利要求1所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述推力活塞缸分别与评价流体装置、精密注射泵、评价流体滴定控制装置连接的各管线接头都安装有控制阀。

7.根据权利要求1所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述评价流体装置盛装不同的流体介质，通过管线与推力活塞缸的多组活塞缸容积腔连接，用于给推力活塞缸的多组活塞缸容积腔提供不同的评价流体介质。

8.根据权利要求1所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述恒温控制系统外侧设置有摄像光源。

9.根据权利要求1所述的多孔介质界面润湿性实验测量装置系统，其特征在于，所述恒温控制系统为密闭压力容器，其上还设置有精密压力表，并且恒温控制系统连接至计算机信息处理系统。