CN106290125B - 盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法，属于盐穴地下储油技术领域。该试验装置包括试样、油水循环室、原油室、卤水室、抽真空系统、压力系统和温度控制系统，其中原油室用于向油水循环室注入或者回复原油；卤水室用于向油水循环室注入或者回复卤水；抽真空系统用于与其连通的腔室营造负压环境；压力系统用于为油水循环室提供设定的压力；温度控制系统用于控制原油室和/或油水循环室和/或卤水室的温度。该试验方法基于该试验装置而实现。该试验装置和试验方法能够模拟深部盐穴储油库围岩所处高温高压油水循环侵蚀环境，从而令试样在进行常规力学实验时所得结果更贴近盐穴储油库围岩实际情况。
Description
技术领域
本发明涉及盐穴地下储油技术领域，特别是涉及一种盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法。
背景技术
随着国家对能源战略储备的进一步重视，盐穴油气储库作为既安全又经济的能源储存方式在国家油气储备中所占分量会越来越大，未来15～20年将迎来我国地下盐穴油气储库建设高峰。目前我国第一批盐穴储油库项目已启动，虽然我国在建造盐穴储气库方面已经有了一定的经验，但国内依然没有建设盐穴储油库的先例，因此结合我国具体地质条件开展盐穴储油库围岩的力学性质的相关研究对指导我国盐穴储油库的建设有着积极的意义。盐穴储油库注油和排油的过程是通过挤出和注入饱和卤水实现的，储油库围岩处于油水循环侵蚀的环境中，而目前关于盐穴储库围岩的相关力学实验结果均没有对试样经过任何前处理，这与试样实际所处环境是不符的，因此为了更准确的进行盐穴储油库围岩的相关力学实验，模拟盐穴储油库围岩所处的深部地层油水循环侵蚀环境十分有必要，但目前并没有相关实验装置可以进行该类研究。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法，其能够模拟深部盐穴储油库围岩所处高温高压油水循环侵蚀环境，可使围岩试样在进行相关力学实验前进行预处理，还原试样在储油库中所处环境，从而令试样在进行的常规力学实验时所得结果更贴近盐穴储油库围岩实际情况。从而更加适于实用。
为了达到上述第一个目的，本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置的技术方案如下：
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置包括试样25、油水循环室9、原油室8、卤水室10、抽真空系统B、压力系统A和温度控制系统11，
所述试样25设置于所述油水循环室9内；
所述原油室8与所述油水循环室9之间至少能够形成原油进入通路、原油回复通路；其中，所述原油进入通路在所述油水循环室9的入口处于所述油水循环室9的顶部，所述原油回复通路在所述油水循环室9的出口处于所述油水循环室9的底部；
所述卤水室10与所述油水循环室9之间至少能够形成卤水进入通路、卤水回复通路；其中，所述卤水进入通路在所述油水循环室9的入口处于所述油水循环室9的顶部，所述卤水回复通路在所述油水循环室9的出口处于所述油水循环室9的底部；
所述卤水进入通路能够与所述原油回复通路连通，所述原油进入通路能够与所述卤水回复通路连通；
所述抽真空系统B与所述原油室8、油水循环室9、卤水室10之间能够连通，所述抽真空系统B用于与其连通的腔室营造负压环境；所述压力系统A与所述油水循环室9之间能够连通，所述压力系统A用于为所述油水循环室9营造盐穴储油库内的应力条件；
所述温度控制系统11能够用于控制所述原油室8、所述卤水室10的温度。
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一伴热带22和/或第二伴热带23和/或第三伴热带24，
所述第一伴热带22用于加热所述原油室8，所述第二伴热带23用于加热所述油水循环室9，所述第三伴热带24用于加热所述卤水室10，
所述温度控制系统11通过控制所述第一伴热带22和/或第二伴热带23和/或第三伴热带24，控制所述原油室8、所述卤水室10的温度。
作为优选，所述原油室8、油水循环室9、卤水室10之间设有第一管线27-28、第二管线29、第三管线30、第四管线26、第五管线31，第一三通、第二三通、四通，
所述第一管线27-28的一端连接于所述原油室8的底部，所述第一管线27-28的另一端连接于所述卤水室10的底部，所述第一三通、四通、第二三通依次设置于所述第一管线27-28上；所述第二管线29的一端从所述第一三通处引出，所述第二管线29的另一端连接于所述油水循环室9的顶部；所述第三管线30的一端从所述第二三通处引出，所述第三管线30的另一端连接于所述油水循环室9的顶部；所述第四管线26的一端连接于所述油水循环室9的底部，所述第四管线26的另一端通过所述四通后连接于所述抽真空系统B；所述第五管线31的一端连接于所述油水循环室9，所述第五管线31的另一端连接于所述压力系统A。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一阀门15、第二阀门16、第三阀门17、第四阀门18、第五阀门14、第六阀门39、第七阀门19，
所述第一阀门15设置于所述第一三通与所述四通之间，所述第二阀门16设置于所述四通与所述第二三通之间，所述第三阀门17设置于所述第二管线29上，所述第四阀门18设置于所述第三管线30上，所述第五阀门14设置于所述第四管线26与所述油水循环室9的连接端与所述四通之间，所述第六阀门设置于所述四通与所述抽真空系统B之间，所述第七阀门19设置于所述第五管线31上；
当所述第三阀门17处于开启状态时，所述第一管线27-28、第一三通、第二管线29构成所述原油进入通路；当所述第五阀门14、第一阀门15处于开启状态时，所述第四管线26、四通、第一管线27-28构成所述原油回复通路；
当所述第四阀门18处于开启状态时，所述第一管线27-28、第二三通、第三管线30构成所述卤水进入通路；当所述第五阀门14、第二阀门16处于开启状态时，所述第四管线26、四通、第一管线27-28构成所述卤水回复通路。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第六管线36、第八阀门21，和/或，第七管线33、第九阀门20、第三三通，
所述第六管线36用于所述油水循环室9直接与外界连通，所述第八阀门21设置于所述第六管线36上；
所述第三三通设置于所述第五管线31上，所述第七管线33的一端从所述第三三通引出，所述第七管线33的另一端用于所述油水循环室9直接与外界连通，所述第九阀门20设置于所述第七管线33上。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第八管线35、第十阀门13，
所述第八管线35用于所述原油室8直接与外界连通，所述第十阀门13设置于所述第八管线35上。
作为优选，所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第九管线34、第十一阀门12，
所述第九管线34用于所述卤水室10直接与外界连通，所述第十一阀门12设置于所述第九管线34上。
作为优选，所述抽真空系统B包括真空泵1、干燥器3、第十管线37，所述干燥器3的一端连接于所述油水循环室9，所述干燥器3的另一端通过所述第十管线37与所述真空泵1连通。
作为优选，所述抽真空系统B还包括缓冲瓶4，所述缓冲瓶4的瓶塞47上设置第一通孔和第二通孔，
所述抽真空系统B与所述油水循环室9之间的连通管线通过所述第一通孔深入到所述缓冲瓶4内，所述抽真空系统B与所述油水循环室9之间的连通管线的自由端处于所述缓冲瓶4的底部；
所述第十管线37通过所述第二通孔深入到所述缓冲瓶4内，所述第十管线37的自由端处于所述缓冲瓶4的上部。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一压力表2，所述第一压力表2设置于所述真空泵1和所述干燥器3之间，所述第一压力表2用于检测所述第十管线37内的压力。
作为优选，所述压力系统A包括单活塞单作用液压缸51、单活塞双作用液压缸53，第十一管线38，
所述单活塞单作用液压缸51包括第一缸体5、活塞杆48、第一活塞49，所述第一活塞49与所述缸体5之间形成第一腔体50；
所述单活塞双作用液压缸53包括第二缸体7、第二活塞44，所述第二缸体7被所述第二活塞44分隔为第二腔体46和第三腔体45，
所述第十一管线38的一端与所述第一腔体50连通，所述第十一管线38的另一端与所述第二腔体46连通，
所述第三腔体45与所述油水循环室9连通。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括介质箱40和第十二阀门41，
所述介质箱40能够通过所述第十二阀门41向所述第一腔体50内充入液压介质。
作为优选，所述第三腔体45上与所述油水循环室9之间的连通点52设置于所述第二缸体7的端面。
作为优选，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，还包括第二压力表6，所述第二压力表6设置于所述第十一管线38上，所述第二压力表6用于检测所述第十一管线38内的压力。
作为优选，所述温度控制系统11内设有温度传感器和开关电路，所述温度传感器用于检测所述原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10的温度，
当所述温度处于阈值下限以下时，所述开关电路得电，对所述原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10进行加热，
当所述温度处于阈值上限以上时，所述开关电路得电，对所述原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10进行冷却。
作为优选，所述试样25的规格为φ100mm×200mm。
为了达到上述第二个目的，本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法的技术方案如下：
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法基于本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置而实现，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法包括以下步骤：
向所述原油室8内充入设定体积的原油；
向所述卤水室10内充入设定体积的卤水；
通过所述温度控制系统11，调节所述原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10的温度至设定的温度；
通过所述抽真空系统B使所述油水循环室9内形成真空环境后，切断所述抽真空系统B；
通过所述原油进入通路使得处于所述原油室8内的原油被注入到所述油水循环室9后，切断所述原油室；
通过所述压力系统A使所述油水循环室9内的原油压力达到储油库的真实压力后，切断所述压力系统；
恒压浸泡所述试样25持续设定的时间；
释放所述油水循环室9内的多余压力后，恢复所述油水循环室9的密闭；
再次通过所述抽真空系统B使所述油水循环室9内形成真空环境后，切断所述抽真空系统B；
通过所述卤水进入通路使得处于所述卤水室10内的卤水被注入到所述油水循环室9，同时，处于所述油水循环室9内的原油通过所述原油回复通路回复至所述原油室8，之后，切断所述原油室8和卤水室10；
通过所述压力系统A使所述油水循环室9内的卤水压力达到储油库的真实压力后，切断所述压力系统；
恒压浸泡所述试样25持续设定的时间；
释放所述油水循环室9内的多余压力后，恢复所述油水循环室9的密闭；
通过所述原油进入通路使得处于所述原油室8内的原油被注入到所述油水循环室9，同时，处于所述油水循环室9内的卤水通过所述卤水回复通路回复至所述卤水室10之后，切断所述原油室8和卤水室10；
通过所述压力系统A使所述油水循环室9内的原油压力达到储油库的真实压力后，切断所述压力系统；
恒压浸泡所述试样25持续设定的时间；
如此循环往复，直至试验结束；
释放残存在所述油水循环室9内的液体；
取出经过所述循环侵蚀模拟试验的试样25；
对经过所述循环侵蚀模拟试验的试样25进行力学分析，得到试验结论。
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述设定体积V设＝V1-V2，其中，V1为所述油水循环室9的总容积，所述V2为所述试样25的体积。
作为优选，所述油水循环室9的总容积包括所述油水循环室9自身的容积和所述压力系统A与所述油水循环室9之间的连通管路容积的一半。
作为优选，恒压浸泡所述试样25持续设定的时间时，所述设定的时间由所述试样25自身的渗透率决定。作为优选，通过所述压力系统A使所述油水循环室9内的卤水压力达到储油库的真实压力时，还包括通过对所述压力系统A进行微调的步骤。
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法，其能够模拟深部盐穴储油库围岩所处高温高压油水循环侵蚀环境，可使围岩试样在进行相关力学实验前进行预处理，还原试样在储油库中所处环境，从而令试样在进行的常规力学实验时所得结果更贴近盐穴储油库围岩实际情况。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例一提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法的步骤流程图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法，其能够模拟深部盐穴储油库围岩所处高温高压油水循环侵蚀环境，可使围岩试样在进行相关力学实验前进行预处理，还原试样在储油库中所处环境，从而令试样在进行的常规力学实验时所得结果更贴近盐穴储油库围岩实际情况。从而更加适于实用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置和试验方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
实施例一
参见附图1，本发明实施例一提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置包括试样25、油水循环室9、原油室8、卤水室10、抽真空系统B、压力系统A和温度控制系统11。试样25设置于油水循环室9内。原油室8与油水循环室9之间至少能够形成原油进入通路、原油回复通路；其中，原油进入通路在油水循环室9的入口处于油水循环室9的顶部，原油回复通路在油水循环室9的出口处于油水循环室9的底部。卤水室10与油水循环室9之间至少能够形成卤水进入通路、卤水回复通路；其中，卤水进入通路在油水循环室9的入口处于油水循环室9的顶部，卤水回复通路在油水循环室9的出口处于油水循环室9的底部。卤水进入通路能够与原油回复通路连通，原油进入通路能够与卤水回复通路连通。抽真空系统B与原油室8、油水循环室9、卤水室10之间能够连通，抽真空系统B用于与其连通的腔室营造环境(本实施例中，用于为原油室8、油水循环室9、卤水室10营造真空负压环境，使油水循环，并且抽空原油室8、卤水室10、试样25中的气体，使液体能充分渗入试样25)。压力系统A与油水循环室9之间能够连通，压力系统A用于为油水循环室9营造盐穴储油库内的应力条件。温度控制系统11能够用于控制原油室8、卤水室10的温度。
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置能够模拟深部盐穴储油库围岩所处高温高压油水循环侵蚀环境，可使围岩试样在进行相关力学实验前进行预处理，还原试样在储油库中所处环境，从而令试样在进行的常规力学实验时所得结果更贴近盐穴储油库围岩实际情况。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一伴热带22和/或第二伴热带23和/或第三伴热带24。第一伴热带22用于加热原油室8，第二伴热带23用于加热油水循环室9，第三伴热带24用于加热卤水室10。温度控制系统11通过控制第一伴热带22和/或第二伴热带23和/或第三伴热带24，控制原油室8、卤水室10的温度。从而便于对第一伴热带22和/或第二伴热带23和/或第三伴热带24的温度进行控制。
其中，原油室8、油水循环室9、卤水室10之间设有第一管线27-28、第二管线29、第三管线30、第四管线26、第五管线31，第一三通、第二三通、四通。第一管线27-28的一端连接于原油室8的底部，第一管线27-28的另一端连接于卤水室10的底部，第一三通、四通、第二三通依次设置于第一管线27-28上；第二管线29的一端从第一三通处引出，第二管线29的另一端连接于油水循环室9的顶部；第三管线30的一端从第二三通处引出，第三管线30的另一端连接于油水循环室9的顶部；第四管线26的一端连接于油水循环室9的底部，第四管线26的另一端通过四通后连接于抽真空系统B；第五管线31的一端连接于油水循环室9，第五管线31的另一端连接于压力系统A。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一阀门15、第二阀门16、第三阀门17、第四阀门18、第五阀门14、第六阀门39、第七阀门19。第一阀门15设置于第一三通与四通之间，第二阀门16设置于四通与第二三通之间，第三阀门17设置于第二管线29上，第四阀门18设置于第三管线30上，第五阀门14设置于第四管线26与油水循环室9的连接端与四通之间，第六阀门设置于四通与抽真空系统B之间，第七阀门19设置于第五管线31上。当第三阀门17处于开启状态时，第一管线27-28、第一三通、第二管线29构成原油进入通路；当第五阀门14、第一阀门15处于开启状态时，第四管线26、四通、第一管线27-28构成原油回复通路。当第四阀门18处于开启状态时，第一管线27-28、第二三通、第三管线30构成卤水进入通路；当第五阀门14、第二阀门16处于开启状态时，第四管线26、四通、第一管线27-28构成卤水回复通路。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第六管线36、第八阀门21，和/或，第七管线33、第九阀门20、第三三通。第六管线36用于油水循环室9直接与外界连通，第八阀门21设置于第六管线36上。第三三通设置于第五管线31上，第七管线33的一端从第三三通引出，第七管线33的另一端用于油水循环室9直接与外界连通，第九阀门20设置于第七管线33上。从而便于将残留在油水循环室9内的液体流出。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第八管线35、第十阀门13。第八管线35用于原油室8直接与外界连通，第十阀门13设置于第八管线35上。从而，当从原油室8向油水循环室9注入原油时，能够使得原油室8能够与外界连通，而不至于由于自身负压导致原油无法顺利注入油水循环室9的现象发生。
其中，的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第九管线34、第十一阀门12。第九管线34用于卤水室10直接与外界连通，第十一阀门12设置于第九管线34上。从而，当从卤水室10向油水循环室9注入卤水时，能够使得卤水室10能够与外界连通，而不至于由于自身负压导致卤水无法注入油水循环室9的现象发生。
其中，抽真空系统B包括真空泵1、干燥器3、第十管线37，干燥器3的一端连接于油水循环室9，干燥器3的另一端通过第十管线37与真空泵1连通。干燥器3的作用是避免油水循环室9内的液体被泵入到真空泵1中，影响真空泵1的使用。
其中，抽真空系统B还包括缓冲瓶4，缓冲瓶4的瓶塞47上设置第一通孔和第二通孔。抽真空系统B与油水循环室9之间的连通管线通过第一通孔深入到缓冲瓶4内，抽真空系统B与油水循环室9之间的连通管线的自由端处于缓冲瓶4的底部。第十管线37通过第二通孔深入到缓冲瓶4内，第十管线37的自由端处于缓冲瓶4的上部。在这种情况下，一旦油水循环室9中的液体有部分流出，能够被缓冲瓶4截留，从而减轻干燥器3的负担，并且，由于干燥器3是在线工作，当液体较多时，干燥器3也很难实现完全干燥，因此，该缓冲瓶4的引入能够进一步避免水循环室9内的液体被泵入到真空泵1中，影响真空泵1的使用。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一压力表2，第一压力表2设置于真空泵1和干燥器3之间，第一压力表2用于检测第十管线37内的压力。
其中，压力系统A包括单活塞单作用液压缸51、单活塞双作用液压缸53，第十一管线38。单活塞单作用液压缸51包括第一缸体5、活塞杆48、第一活塞49，第一活塞49与缸体5之间形成第一腔体50。单活塞双作用液压缸53包括第二缸体7、第二活塞44，第二缸体7被第二活塞44分隔为第二腔体46和第三腔体45。第十一管线38的一端与第一腔体50连通，第十一管线38的另一端与第二腔体46连通。第三腔体45与油水循环室9连通。本实施例中，第一腔体50、第二腔体46中容置的是液压介质，而第三腔体45中容置的是原油。该液压介质可以为任意液体物质。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括介质箱40和第十二阀门41。介质箱40能够通过第十二阀门41向第一腔体50内充入液压介质。其作用是，当第一腔体50和第二腔体46内的液压介质出现亏损时，对其进行补充。
其中，第三腔体45上与油水循环室9之间的连通点52设置于第二缸体7的端面。在这种情况下，单活塞双作用液压缸53内的活塞44的行程更大，倘若第三腔体45上与油水循环室9之间的连通点52设置于第二缸体7的侧壁，则，单活塞双作用液压缸53内的活塞44的行程最高点是第三腔体45上与油水循环室9之间的连通点52的底缘，此后，如若单活塞双作用液压缸53内的活塞44再向上运动，就会导致处于第二腔体46内的液压介质通过第五管线31被混入油水循环室9，致使试验失败。而当第三腔体45上与油水循环室9之间的连通点52设置于第二缸体7的端面(本实施例为上端面)时，单活塞双作用液压缸53的活塞44的行程就可以是该单活塞双作用液压缸53的第二缸体7的整个高度范围内的行程。
其中，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，还包括第二压力表6，第二压力表6设置于第十一管线38上，第二压力表6用于检测第十一管线38内的压力。
其中，温度控制系统11内设有温度传感器和开关电路，温度传感器用于检测原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10的温度。当温度处于阈值下限以下时，开关电路得电，对原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10进行加热。当温度处于阈值上限以上时，开关电路得电，对原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10进行冷却。从而使得对原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10的温度控制实现自动控制。
其中，试样25的规格为φ100mm×200mm。
实施例二
参见附图2，本发明实施例二提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法基于本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置而实现，盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法包括以下步骤：
步骤S1：向原油室8内充入设定体积的原油；
步骤S2：向卤水室10内充入设定体积的卤水；
步骤S3：通过温度控制系统11，调节原油室8和/或油水循环室9和/或卤水室10的温度至设定的温度；
步骤S4：通过抽真空系统B使油水循环室9内形成真空环境后，切断抽真空系统B；
步骤S5通过原油进入通路使得处于原油室8内的原油被注入到油水循环室9后，切断原油室；
步骤S6：通过压力系统A使油水循环室9内的原油压力达到储油库的真实压力后，切断压力系统；
步骤S7：恒压浸泡试样25持续设定的时间；
步骤S8：释放油水循环室9内的多余压力后，恢复油水循环室9的密闭；
步骤S9：再次通过抽真空系统B使油水循环室9内形成真空环境后，切断抽真空系统B；
步骤S10：通过卤水进入通路使得处于卤水室10内的卤水被注入到油水循环室9，同时，处于油水循环室9内的原油通过原油回复通路回复至原油室8，之后，切断原油室8和卤水室10；
步骤S11：通过压力系统A使油水循环室9内的卤水压力达到储油库的真实压力后，切断压力系统；
步骤S12：恒压浸泡试样25持续设定的时间；
步骤S13：释放油水循环室9内的多余压力后，恢复油水循环室9的密闭；
步骤S14：通过原油进入通路使得处于原油室8内的原油被注入到油水循环室9，同时，处于油水循环室9内的卤水通过卤水回复通路回复至卤水室10之后，切断原油室8和卤水室10；
步骤S15：通过压力系统A使油水循环室9内的原油压力达到储油库的真实压力后，切断压力系统；
步骤S16：恒压浸泡试样25持续设定的时间；
如此循环步骤S8～步骤S16，直至试验结束；
步骤S17：释放残存在油水循环室9内的液体；
步骤S18：取出经过循环侵蚀模拟试验的试样25；
步骤S19：对经过循环侵蚀模拟试验的试样25进行力学分析，得到试验结论。
本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法基于本发明提供的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置而实现，其能够模拟深部盐穴储油库围岩所处高温高压油水循环侵蚀环境，可使围岩试样在进行相关力学实验前进行预处理，还原试样在储油库中所处环境，从而令试样在进行的常规力学实验时所得结果更贴近盐穴储油库围岩实际情况。
其中，设定体积V设＝V1-V2，其中，V1为油水循环室9的总容积，V2为试样25的体积。
其中，油水循环室9的总容积包括油水循环室9自身的容积和压力系统A与油水循环室9之间的连通管路容积的一半。在这种情况下，由于还考虑了压力系统A与油水循环室9之间的连通管路容积的一半这部分容积，使得油水循环的过程中，原油、卤水各自都能够顺利第实现回复，减小由于压力系统A与油水循环室9之间的连通管路容积的一半这部分容积导致的系统误差，试验结果更加接近于真实。
其中，恒压浸泡试样25持续设定的时间时，设定的时间由试样25自身的渗透率决定，渗透率越低，抽真空时间越长。本实施例中，恒压浸泡试样25持续设定的时间持续4h。
其中，通过压力系统A使油水循环室9内的卤水压力达到储油库的真实压力时，还包括通过对压力系统A进行微调的步骤。通过该微调，能够使得试验过程中，油水循环室9内的压力更加逼近储油库的真实压力值。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，包括试样(25)、油水循环室(9)、原油室(8)、卤水室(10)、抽真空系统(B)、压力系统(A)和温度控制系统(11)，
所述试样(25)设置于所述油水循环室(9)内；
所述原油室(8)与所述油水循环室(9)之间至少能够形成原油进入通路、原油回复通路；其中，所述原油进入通路在所述油水循环室(9)的入口处于所述油水循环室(9)的顶部，所述原油回复通路在所述油水循环室(9)的出口处于所述油水循环室(9)的底部；
所述卤水室(10)与所述油水循环室(9)之间至少能够形成卤水进入通路、卤水回复通路；其中，所述卤水进入通路在所述油水循环室(9)的入口处于所述油水循环室(9)的顶部，所述卤水回复通路在所述油水循环室(9)的出口处于所述油水循环室(9)的底部；
所述卤水进入通路能够与所述原油回复通路连通，所述原油进入通路能够与所述卤水回复通路连通；
所述抽真空系统(B)与所述原油室(8)、油水循环室(9)、卤水室(10)之间能够连通，所述抽真空系统(B)用于与其连通的腔室营造负压环境；
所述压力系统(A)与所述油水循环室(9)之间能够连通，所述压力系统(A)用于为所述油水循环室(9)营造盐穴储油库内的应力条件；
所述温度控制系统(11)能够用于控制所述原油室(8)、所述卤水室(10)的温度。
2.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，还包括第一伴热带(22)和/或第二伴热带(23)和/或第三伴热带(24)，
所述第一伴热带(22)用于加热所述原油室(8)，所述第二伴热带(23)用于加热所述油水循环室(9)，所述第三伴热带(24)用于加热所述卤水室(10)，
所述温度控制系统(11)通过控制所述第一伴热带(22)和/或第二伴热带(23)和/或第三伴热带(24)，控制所述原油室(8)、所述油水循环室(9)、所述卤水室(10)的温度。
3.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，所述原油室(8)、油水循环室(9)、卤水室(10)之间设有第一管线(27-28)、第二管线(29)、第三管线(30)、第四管线(26)、第五管线(31)，第一三通、第二三通、四通，
所述第一管线(27-28)的一端连接于所述原油室(8)的底部，所述第一管线(27-28)的另一端连接于所述卤水室(10)的底部，所述第一三通、四通、第二三通依次设置于所述第一管线(27-28)上；所述第二管线(29)的一端从所述第一三通处引出，所述第二管线(29)的另一端连接于所述油水循环室(9)的顶部；所述第三管线(30)的一端从所述第二三通处引出，所述第三管线(30)的另一端连接于所述油水循环室(9)的顶部；所述第四管线(26)的一端连接于所述油水循环室(9)的底部，所述第四管线(26)的另一端通过所述四通后连接于所述抽真空系统(B)；所述第五管线(31)的一端连接于所述油水循环室(9)，所述第五管线(31)的另一端连接于所述压力系统(A)；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一阀门(15)、第二阀门(16)、第三阀门(17)、第四阀门(18)、第五阀门(14)、第六阀门(39)、第七阀门(19)，
所述第一阀门(15)设置于所述第一三通与所述四通之间，所述第二阀门(16)设置于所述四通与所述第二三通之间，所述第三阀门(17)设置于所述第二管线(29)上，所述第四阀门(18)设置于所述第三管线(30)上，所述第五阀门(14)设置于所述第四管线(26)与所述油水循环室(9)的连接端与所述四通之间，所述第六阀门设置于所述四通与所述抽真空系统(B)之间，所述第七阀门(19)设置于所述第五管线(31)上；
当所述第三阀门(17)处于开启状态时，所述第一管线(27-28)、第一三通、第二管线(29)构成所述原油进入通路；当所述第五阀门(14)、第一阀门(15)处于开启状态时，所述第四管线(26)、四通、第一管线(27-28)构成所述原油回复通路；
当所述第四阀门(18)处于开启状态时，所述第一管线(27-28)、第二三通、第三管线(30)构成所述卤水进入通路；当所述第五阀门(14)、第二阀门(16)处于开启状态时，所述第四管线(26)、四通、第一管线(27-28)构成所述卤水回复通路；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第六管线(36)和/或第八阀门(21)和/或第七管线(33)和/或第九阀门(20)和/或第三三通，
所述第六管线(36)用于所述油水循环室(9)直接与外界连通，所述第八阀门(21)设置于所述第六管线(36)上；
所述第三三通设置于所述第五管线(31)上，所述第七管线(33)的一端从所述第三三通引出，所述第七管线(33)的另一端用于所述油水循环室(9)直接与外界连通，所述第九阀门(20)设置于所述第七管线(33)上；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第八管线(35)、第十阀门(13)，
所述第八管线(35)用于所述原油室(8)直接与外界连通，所述第十阀门(13)设置于所述第八管线(35)上；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第九管线(34)、第十一阀门(12)，
所述第九管线(34)用于所述卤水室(10)直接与外界连通，所述第十一阀门(12)设置于所述第九管线(34)上。
4.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，所述抽真空系统(B)包括真空泵(1)、干燥器(3)、第十管线(37)，所述干燥器(3)的一端连接于所述油水循环室(9)，所述干燥器(3)的另一端通过所述第十管线(37)与所述真空泵(1)连通；
所述抽真空系统(B)还包括缓冲瓶(4)，所述缓冲瓶(4)的瓶塞(47)上设置第一通孔和第二通孔，
所述抽真空系统(B)与所述油水循环室(9)之间的连通管线通过所述第一通孔深入到所述缓冲瓶(4)内，所述抽真空系统(B)与所述油水循环室(9)之间的连通管线的自由端处于所述缓冲瓶(4)的底部；
所述第十管线(37)通过所述第二通孔深入到所述缓冲瓶(4)内，所述第十管线(37)的自由端处于所述缓冲瓶(4)的上部；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括第一压力表(2)，所述第一压力表(2)设置于所述真空泵(1)和所述干燥器(3)之间，所述第一压力表(2)用于检测所述第十管线(37)内的压力。
5.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，所述压力系统(A)包括单活塞单作用液压缸(51)、单活塞双作用液压缸(53)，第十一管线(38)，
所述单活塞单作用液压缸(51)包括第一缸体(5)、活塞杆(48)、第一活塞(49)，所述第一活塞(49)与所述第一缸体(5)之间形成第一腔体(50)；
所述单活塞双作用液压缸(53)包括第二缸体(7)、第二活塞(44)，所述第二缸体(7)被所述第二活塞(44)分隔为第二腔体(46)和第三腔体(45)，
所述第十一管线(38)的一端与所述第一腔体(50)连通，所述第十一管线(38)的另一端与所述第二腔体(46)连通，
所述第三腔体(45)与所述油水循环室(9)连通；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置还包括介质箱(40)和第十二阀门(41)，
所述介质箱(40)能够通过所述第十二阀门(41)向所述第一腔体(50)内充入液压介质；
所述第三腔体(45)上与所述油水循环室(9)之间的连通点(52)设置于所述第二缸体(7)的端面；
所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，还包括第二压力表(6)，所述第二压力表(6)设置于所述第十一管线(38)上，所述第二压力表(6)用于检测所述第十一管线(38)内的压力。
6.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，所述温度控制系统(11)内设有温度传感器和开关电路，所述温度传感器用于检测所述原油室(8)和/或油水循环室(9)和/或卤水室(10)的温度，
当所述温度处于阈值下限以下时，所述开关电路得电，对所述原油室(8)和/或油水循环室(9)和/或卤水室(10)进行加热，
当所述温度处于阈值上限以上时，所述开关电路得电，对所述原油室(8)和/或油水循环室(9)和/或卤水室(10)进行冷却。
7.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置，其特征在于，所述试样(25)的规格为φ100mm×200mm。
8.一种盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法，其特征在于，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法基于权利要求1～7中任一所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验装置而实现，所述盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法包括以下步骤：
向所述原油室(8)内充入设定体积的原油；
向所述卤水室(10)内充入设定体积的卤水；
通过所述温度控制系统(11)，调节所述原油室(8)和/或油水循环室(9)和/或卤水室(10)的温度至设定的温度；
通过所述抽真空系统(B)使所述油水循环室(9)内形成真空环境后，切断所述抽真空系统(B)；
通过所述原油进入通路使得处于所述原油室(8)内的原油被注入到所述油水循环室(9)后，切断所述原油室；
通过所述压力系统(A)使所述油水循环室(9)内的原油压力达到储油库的真实压力后，切断所述压力系统；
恒压浸泡所述试样(25)持续设定的时间；
释放所述油水循环室(9)内的多余压力后，恢复所述油水循环室(9)的密闭；
再次通过所述抽真空系统(B)使所述油水循环室(9)内形成真空环境后，切断所述抽真空系统(B)；
通过所述卤水进入通路使得处于所述卤水室(10)内的卤水被注入到所述油水循环室(9)，同时，处于所述油水循环室(9)内的原油通过所述原油回复通路回复至所述原油室(8)，之后，切断所述原油室(8)和卤水室(10)；
通过所述压力系统(A)使所述油水循环室(9)内的卤水压力达到储油库的真实压力后，切断所述压力系统；
恒压浸泡所述试样(25)持续设定的时间；
释放所述油水循环室(9)内的多余压力后，恢复所述油水循环室(9)的密闭；
通过所述原油进入通路使得处于所述原油室(8)内的原油被注入到所述油水循环室(9)，同时，处于所述油水循环室(9)内的卤水通过所述卤水回复通路回复至所述卤水室(10)之后，切断所述原油室(8)和卤水室(10)；
通过所述压力系统(A)使所述油水循环室(9)内的原油压力达到储油库的真实压力后，切断所述压力系统；
恒压浸泡所述试样(25)持续设定的时间；
如此循环往复，直至试验结束；
释放残存在所述油水循环室(9)内的液体；
取出经过所述循环侵蚀模拟试验的试样(25)；
对经过所述循环侵蚀模拟试验的试样(25)进行力学分析，得到试验结论。
9.根据权利要求8所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法，其特征在于，所述设定体积V设＝V1-V2，其中，V1为所述油水循环室(9)的总容积，所述V2为所述试样(25)的体积。
10.根据权利要求9所述的盐穴储油库围岩油水循环侵蚀模拟试验方法，其特征在于，所述油水循环室(9)的总容积包括所述油水循环室(9)自身的容积和所述压力系统(A)与所述油水循环室(9)之间的连通管路容积的一半；
恒压浸泡所述试样(25)持续设定的时间时，所述设定的时间由所述试样(25)自身的渗透率决定；
通过所述压力系统(A)使所述油水循环室(9)内的卤水压力达到储油库的真实压力时，还包括通过对所述压力系统(A)进行微调的步骤。
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