CN106442519B - 一种岩芯驱替微观可视实验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种岩芯驱替微观可视实验系统，包括：玻璃光刻模型；被驱替流体注入装置，直接与所述玻璃光刻模型相连；单向导通件，与所述玻璃光刻模型相连；驱替流体注入装置，与所述单向导通件相连；其中，所述单向导通件位于所述玻璃光刻模型与驱替流体注入装置之间。在驱替流体注入装置与玻璃光刻模型之间设置有单向导通件。单向导通件能够防止玻璃光刻模型在升压升温过程中，被驱替流体发生回流而与驱替流体注入装置中的驱替流体发生提前接触，从而避免在实验准备过程中驱替流体和被驱替流体提前接触而发生物理混合或化学反应，保证观察到的驱替过程更接近地层实际状况。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发室内实验技术领域，特别是涉及一种岩芯驱替微观可视实验系统。
背景技术
现有高温高压微观可视实验装置，模拟了地层高温高压状况。但是，由于设计上只考虑了玻璃光刻模型耐压和耐温物理条件，而没有考虑到驱替流体与地层流体在高温高压下的模拟状况，因此，在气驱和混相驱的驱替实验过程的升温和升压阶段，被驱替流体与驱替流体会提前发生接触，从而使得观察到的驱替现象失真，并且驱替过程不容易控制。现有的高温高压微观可视实验装置不能满足要求，应用范围受到很大限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中高温高压微观可视实验装置出现被驱替流体与驱替流体会提前发生接触的不足。
针对上述问题，本发明提出了一种岩芯驱替微观可视实验系统，包括：玻璃光刻模型；被驱替流体注入装置，直接与所述玻璃光刻模型相连；单向导通件，与所述玻璃光刻模型相连；驱替流体注入装置，与所述单向导通件相连；其中，所述单向导通件位于所述玻璃光刻模型与驱替流体注入装置之间。
根据本发明的岩芯驱替微观可视实验系统，其包括向玻璃光刻模型中注入被驱替流体的被驱替流体注入装置和向玻璃光刻模型中注入驱替流体的驱替流体注入装置。在驱替流体注入装置与玻璃光刻模型之间设置有单向导通件。单向导通件能够防止玻璃光刻模型在升压升温过程中，被驱替流体发生回流而与驱替流体注入装置中的驱替流体发生提前接触，从而避免在实验准备过程中驱替流体和被驱替流体提前接触而发生物理混合或化学反应，保证观察到的驱替过程更接近地层实际状况。
在一个实施例中，所述被驱替流体注入装置包括截止阀和第一加压泵，所述截止阀位于所述第一加压泵与玻璃光刻模型之间。
在一个实施例中，所述岩芯驱替微观可视实验系统包括容纳所述玻璃光刻模型的玻璃光刻模型箱以及与所述玻璃光刻模型箱相连接的第二加压泵。
在一个实施例中，所述驱替流体注入装置包括中间容器以及与所述中间容器相连接的第三加压泵，所述中间容器位于所述第三加压泵与单向导通件之间。
在一个实施例中，所述岩芯驱替微观可视实验系统还包括与所述驱替流体注入装置相连接的驱替流体回压装置。
在一个实施例中，所述驱替流体回压装置包括截止阀和回压阀。
在一个实施例中，所述岩芯驱替微观可视实验系统还包括与所述玻璃光刻模型相连接的回压阀。
在一个实施例中，所述岩芯驱替微观可视实验系统还包括容纳所述玻璃光刻模型箱的设备主体以及与所述设备主体相连接的恒温加热器。
在一个实施例中，所述设备主体上设置有上压帽以及与所述上压帽相对设置的下压帽，所述上压帽的上方设置有录像拍摄器，所述下压帽下方设置有发光件。
在一个实施例中，所述岩芯驱替微观可视实验系统还包括与所述录像拍摄器相连接的数据收集和处理系统。
本发明的岩芯驱替微观可视实验系统的通过在驱替流体注入装置与玻璃光刻模型之间设置单向导通件，从而阻止在升温升压过程中被驱替流体回流到与驱替流体注入装置相连接的管路内，从而有效地避免驱替流体与被驱替流体在实验升温升压过程中提前接触，发生物理混合或化学变化，使得观察到的实验结果与流体驱替地层岩芯中原油现象基本相符，解决了驱替实验升温和升压过程中驱替流体与被驱替流体提前接触问题。岩芯驱替微观可视实验系统的玻璃光刻模型可以根据实验需要进行替换，玻璃光刻模型箱内的压力设备主体内的温度都可以根据实验需要进行加压加温，从而可以模拟在不同地层岩芯下，驱替流体与被驱替流体作用过程。录像拍摄器可以通过上压帽观察和拍摄高温高压下的驱替过程。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明实施例的岩芯驱替微观可视实验系统示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明实施例的岩芯驱替微观可视实验系统10，其包括玻璃光刻模型箱27、与玻璃光刻模型箱27相连接的加压装置、设置在玻璃光刻模型箱27内的玻璃光刻模型26、与玻璃光刻模型26直接连接的被驱替流体装置、与玻璃光刻模型26相连接的单向导通件20、与单向导通件20相连接的驱替流体注入装置、与驱替流体注入装置相连接的驱替流体回压装置、与玻璃光刻模型26相连接的回压阀13、容纳玻璃光刻模型箱27的设备主体18、与设备主体18相连接的恒温加热器15、设置在设备主体18上下相对两侧的上压帽25和下压帽17、位于下压帽17下方的发光件16、位于上压帽25上方的录像拍摄器24以及与录像拍摄器24相连接的数据收集和处理系统23。设备主体18、录像拍摄器24和数据收集和处理系统23安装固定在支架19上，方便对岩芯驱替微观可视实验系统10进行操作以及岩芯驱替微观可视实验系统10的移动。
玻璃光刻模型26的结构能够模拟油藏天然岩芯的孔隙结构特征，为在实验室条件下对岩芯的几何形态和驱替过程进行仿真提供基础。玻璃光刻模型26的模拟最大孔隙直径50μm，最小孔隙直径1μm。玻璃光刻模型26能够承受外部3MPa压力。玻璃光刻模型箱27形成的高温高压腔可以保证玻璃光刻模型26耐压30MPa，耐受温度为100℃。
被驱替流体装置包括第一加压泵22以及设置在玻璃光刻模型26与第一加压泵22之间的截止阀21。第一加压泵22用于在实验过程中向玻璃光刻模型26中泵入被驱替流体。截止阀21用于控制第一加压泵22与玻璃光刻模型26之间管路的导通。截止阀21能够对第一加压泵22向玻璃光刻模型26内注入被驱替流体的过程进行控制。在玻璃光刻模型26内压力增大时，截止阀21能够阻止玻璃光刻模型26中的被驱替流体回流到第一加压泵22，保证实验正常进行。
与玻璃光刻模型箱27相连接的加压装置包括第二加压泵14。第二加压泵14用于在实验过程中提高玻璃光刻模型箱27的压力以实现玻璃光刻模型26模拟地层压力。
驱替流体注入装置包括与单向导通件20直接相连接的中间容器11。中间容器11用于盛放驱替流体。驱替流体注入装置还包括与中间容器11相连接的第三加压泵12。第三加压泵12用于在实验过程中将驱替流体推送到玻璃光刻模型26。
驱替流体注入装置与玻璃光刻模型26之间的管路上设置有单向导通件20。在单向导通件20与中间容器11之间的管路连接有驱替流体回压装置。驱替流体回压装置包括截止阀21、回压阀13以及流量计。这样，在对容纳有被驱替流体的玻璃光刻模型26进行升温升压的过程中，单向导通件20能够阻止玻璃光刻模型26中的被驱替流体回流到玻璃光刻模型26与中间容器11之间的管路中，从而避免被驱替流体与驱替流体提前发生接触而发生物理混合或化学反应，保证了实验模拟结果的可靠性和准确性。
本发明实施例的岩芯驱替微观可视实验系统10的实验过程具体如下：
打开发光件16开关，发光件16发出的光线通过下压帽17的透视窗进入设备主体18，照亮设备主体18内的玻璃光刻模型26。光线通过上压帽25进入到录像拍摄器24。录像拍摄器24会将采集的图像信息发送到数据收集和处理系统23。
打开被驱替流体装置的截止阀21，启动第一加压泵22，向玻璃光刻模型26中泵入被驱替流体。当玻璃光刻模型26的孔隙中填充满被驱替流体时，停止第一加压泵22，关闭被驱替流体装置的截止阀21。
启动与玻璃光刻模型箱27相连接的加压装置的第二加压泵14，提升玻璃光刻模型箱27内部的压力值，以形成高压环境。启动与设备主体18相连接的恒温加热器15，对玻璃光刻模型26所处的外部环境进行加热，以形成高温环境。
当玻璃光刻模型26的外部环境达到预定的压力值和温度值后，停止加压加热。关闭驱替流体回压装置的截止阀21。启动第三加压泵12，推送中间容器11中的驱替流体。驱替流体注入装置中驱替流体压力值会逐步升高，直至将单向导通件20打开并进入玻璃光刻模型26。由于玻璃光刻模型26中进入驱替流体，从而与玻璃光刻模型26相连接的回压阀13被打开，进而驱替流体开始驱替玻璃光刻模型26的孔隙中的被驱替流体。录像拍摄器24拍摄实验全过程，影像用于对驱替实验结果进行分析处理。
驱替流体完全将被驱替流体从玻璃光刻模型26的孔隙驱替出去后，停止第三加压泵12，打开驱替流体回压装置的截止阀21，使得驱替流体进入驱替流体回压装置并打开回压阀13。驱替流体压力降低，从而单向导通件20自动关闭，完成驱替实验。
本发明实施例中，恒温加热器15选用油浴恒温加热器。相对于水浴恒温加热器，油浴恒温加热器能够保证设备主体的内部空间保持更高的温度。设备主体18使用不锈钢材料加工制造，防腐蚀性能好，避免实验仪器生锈。玻璃光刻模型26使用普通玻璃材料加工制造。玻璃光刻模型箱27使用不锈钢材料加工制造，防腐蚀性能好，避免实验仪器生锈。单向导通件20选用单向阀，防止流体回流，成本低。
本发明实施例的岩芯驱替微观可视实验系统10的通过在驱替流体注入装置与玻璃光刻模型26之间设置单向导通件20，从而阻止在升温升压过程中被驱替流体回流到与驱替流体注入装置相连接的管路内，从而有效地避免驱替流体与被驱替流体在实验升温升压过程中提前接触，发生物理混合或化学变化，使得观察到的实验结果与流体驱替地层岩芯中原油现象基本相符，解决了驱替实验升温和升压过程中驱替流体与被驱替流体提前接触问题。
本发明实施例的岩芯驱替微观可视实验系统10的玻璃光刻模型26可以根据实验需要进行替换，玻璃光刻模型箱27内的压力设备主体18内的温度都可以根据实验需要进行加压加温，从而可以模拟在不同地层岩芯下，驱替流体与被驱替流体作用过程。录像拍摄器24可以通过上压帽25观察和拍摄高温高压下的驱替过程。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (5)
1.一种岩芯驱替微观可视实验系统，包括：
玻璃光刻模型；
被驱替流体注入装置，直接与所述玻璃光刻模型相连；
单向导通件，与所述玻璃光刻模型相连；
驱替流体注入装置，与所述单向导通件相连；
其中，所述单向导通件位于所述玻璃光刻模型与驱替流体注入装置之间，且所述单向导通件的导通方向由所述驱替流体注入装置导向所述玻璃光刻模型；所述岩芯驱替微观可视实验系统还包括与所述驱替流体注入装置相连接的驱替流体回压装置；所述驱替流体回压装置包括截止阀和回压阀；
还包括容纳所述玻璃光刻模型的玻璃光刻模型箱以及与所述玻璃光刻模型箱相连接的第二加压泵；
还包括容纳所述玻璃光刻模型箱的设备主体以及与所述设备主体相连接的恒温加热器；
还包括与所述玻璃光刻模型相连接的另一回压阀。
2.根据权利要求1所述的岩芯驱替微观可视实验系统，其特征在于，所述被驱替流体注入装置包括截止阀和第一加压泵，所述截止阀位于所述第一加压泵与玻璃光刻模型之间。
3.根据权利要求1所述的岩芯驱替微观可视实验系统，其特征在于，所述驱替流体注入装置包括中间容器以及与所述中间容器相连接的第三加压泵，所述中间容器位于所述第三加压泵与单向导通件之间。
4.根据权利要求1所述的岩芯驱替微观可视实验系统，其特征在于，所述设备主体上设置有上压帽以及与所述上压帽相对设置的下压帽，所述上压帽的上方设置有录像拍摄器，所述下压帽下方设置有发光件。
5.根据权利要求4所述的岩芯驱替微观可视实验系统，其特征在于，所述岩芯驱替微观可视实验系统还包括与所述录像拍摄器相连接的数据收集和处理系统。
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