CN109101046B - 储气库物理模拟注采气流量控制系统 - Google Patents
储气库物理模拟注采气流量控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种储气库物理模拟注采气流量控制系统,具体包含:注采气控制装置与储气库岩心模型相连,包含高压腔体、低压腔体和平衡腔体,通过高压腔体中气体、低压腔体中气体在平衡腔体中充分混合来对储气库岩心模型注入和采出气体压力、流量的控制;气体增压装置分别与注采气控制装置的高压腔体和/或低压腔体连通,控制注采气控制装置中高压腔体压力和/或低压腔体压力;气瓶装置与气体增压装置相连,向气体增压装置提供气源;气体流量监测装置设置于注采气控制装置与储气库岩心模型之间,在注气和采气过程中记录气体流量数据;控制分析装置分别与气体增压装置和气体流量监测装置相连,控制控制系统模拟实际储气库的注采气参数,监控记录各项实验数据。
Description
技术领域
本发明涉及孔隙型储气库技术领域,特别是一种实验室内模拟储气库实际周期注采运行过程中控制注采气流量的储气库物理模拟注采气流量控制系统。
背景技术
地下储气库主要是由枯竭油气藏改建而成的孔隙型储气库,因此在储气库建设之前必须充分了解油气藏原始物性条件,研究油气藏改建储气库注采运行机理及其主要影响因素,尤其是注采运行过程中注、采气流量对储气库库容参数指标的影响,以指导储气库注采运行方案优化。
我国地下储气库主要以孔隙型为主,运行时间最长的大张坨储气库于2002年投入运行,而其建设与运行经验仍然欠缺。从目前国内大港板桥地下储气库群多个注采周期的运行情况看,储气库运行过程的高速大流量注采、水侵等作用对含气孔隙体积动用效果的影响较为明显,加之储层物性中等且非均质强烈,虽然已经历了8~9个完整的注采周期,但储气库扩容速度缓慢,远未达到设计的工作气规模,显然利用枯竭油气藏改建地下储气库在库容的形成机理和注采气能力变化规律方面有其特殊性和复杂性,国内在此方面的研究还比较薄弱,需进一步加强。
国内在孔隙型储气库注采实验方面做了一些有益的工作,其中包括了枯竭油气藏型储气库注采模拟系统研究,主要以储气库注气、采气过程的模拟装置,进行建库注采机理研究,但在储气库模拟实验中的注采气控制装置方面存在不足。孔隙型储气库注采运行过程中,受到注采速度、运行压力范围及水侵等多因素影响,利用常规油气藏开发实验方法无法模拟储气库运行中往复高速注采运行规律及其对建库运行效率的影响。常规实验装置采用质量流量控制器实现气体的注入和采出,此类装置所控制的气体种类单一,所控制的气体流量和压力范围有限,难以满足孔隙型储气库大压力区间、高速注采运行机理研究的需要。
因此,迫切需要研制一套储气库物理模拟注采气流量控制装置,利用该套系统开展储气库建库及周期注采运行物理模拟,分析储气库建库及注采运行过程中的孔隙空间动用特征及变化规律,并研究注采气流量对库容参数的影响。
发明内容
本发明目的在于提供一种储气库物理模拟注采气流量控制装置,用以开展储气库建库及周期注采运行物理模拟,分析储气库实际运行过程中的注采气特征及影响因素,并研究储气库运行中的注采流量对库容参数指标的影响,为库容参数评价提供依据,指导建库及运行方案优化设计。
为达上述目的,本发明所提供的储气库物理模拟注采气流量控制系统,具体包含:注采控制装置,气体增压装置,气瓶装置,气体流量监测装置,储气库岩心模型和控制分析装置;所述注采气控制装置与所述储气库岩心模型相连,所述注采气控制装置包含高压腔体、低压腔体和平衡腔体,用于通过讲高压腔体中气体和低压腔体中气体在平衡腔体中混合来实现对储气库岩心模型注入或采出气体的压力和流量的控制;所述气体增压装置分别与所述注采气控制装置的高压腔体和/或低压腔体连通,用于控制所述注采气控制装置中高压腔体压力和/或低压腔体压力;所述气瓶装置与所述气体增压装置相连,用于向气体增压装置提供气源;所述气体流量监测装置设置于所述注采气控制装置与所述储气库岩心模型之间,用于在注气和采气过程中记录气体流量数据;所述控制分析装置分别与所述气体增压装置和所述气体流量监测装置相连,用于控制所述控制系统模拟实际储气库的注采气参数,并且监控记录各项实验数据。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述控制系统还包含恒温箱,所述注采气控制装置设置于所述恒温箱中且与所述控制分析装置连接,用于设定并维持实验气体的温度。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述注采气控制装置包含第一注采气控制器和第二注采气控制器;所述气体增压装置包含第一气体增压泵和第二气体增压泵;所述气瓶装置包含第一气瓶和第二气瓶;所述第一气体增压泵一端通过管线与所述第一注采气控制器的高压腔体相连,用于控制所述第一注采气控制器的高压腔体的气体压力;所述第二气体增压泵一端通过管线分别与所述第一注采气控制器的低压腔体和所述第二注采气控制器的高压腔体相连,用于分别控制所述第一注采气控制器的低压腔体与第二注采气控制器的高压腔体的气体压力;所述第一气体增压泵的平衡腔体通过管线与所述储气库岩心模型;所述第二气体增压泵的低压腔体通过管线与所述储气库岩心模型;所述第二气体增压泵的平衡腔体通过管线与所述第二气瓶相连;所述第一气体增压泵与所述第二气体增压泵另一端与所述第一气瓶相连。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述气体流量监测装置包含第一气体流量计和第二气体流量计,所述储气库岩心模型通过第一气体流量计和第二气体流量计分别与第一注采控制器和第二注采控制器连通。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述第一注采气控制器还包含高压气体喷嘴、低压气体喷嘴、平衡气体喷嘴、高压腔体进气口、低压腔体进气口、平衡腔体出气口和耐高压缸体;所述耐高压缸体包覆于所述高压腔体外侧;所述高压气体喷嘴与所述高压腔体进气口分设于所述高压腔体两端,其中所述高压腔体进气口与所述第一气体增压泵相连;所述高压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;所述低压气体喷嘴与所述低压腔体进气口分设于所述低压腔体两端,其中所述低压腔体进气口与所述第二气体增压泵相连;所述低压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;所述平衡气体喷嘴通过所述平衡腔体出气口与所述储气库岩心模型相连。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述第二注采气控制器还包含高压气体喷嘴、低压气体喷嘴、平衡气体喷嘴、高压腔体进气口、低压腔体进气口、平衡腔体出气口和耐高压缸体;所述耐高压缸体包覆于所述高压腔体外侧;所述高压气体喷嘴与所述高压腔体进气口分设于所述高压腔体两端,其中所述高压腔体进气口与所述第二气体增压泵相连;所述高压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;所述低压气体喷嘴与所述低压腔体进气口分设于所述低压腔体两端,其中所述低压腔体进气口与储气库岩心模型相连;所述低压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;所述平衡气体喷嘴通过所述平衡腔体出气口与所述第二气瓶相连。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述注采气控制装置还包含高压腔体压力传感器、低压腔体压力传感器和平衡腔体压力传感器;所述高压腔体压力传感器设置于所述高压腔体内部,用于监测高压腔体中气体压力;所述低压腔体压力传感器设置于所述低压腔体内部,用于监测低压腔体中气体压力;所述平衡腔体压力传感器设置于所述平衡腔体内部,用于监测平衡腔体中气体压力。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述第一注采气控制器和所述第二注采气控制器的耐压范围为0到70MPa,流量范围为0到10000ml/min。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述控制系统的实验温度范围为0~180℃。
在上述储气库物理模拟注采气流量控制系统中,优选的,所述控制系统还包含多个阀门,所述阀门设置于所述控制系统中各装置之间的连接管线上,用于控制管线内气体导通。
本发明的有益技术效果在于:本发明所提供的储气库物理模拟注采气流量控制系统功能齐全,能够进行气藏衰竭开采过程中的低速采气实验,模拟油气藏、含水层等构造建库过程中的高速注气排驱建库及多周期往复注采气过程;可实现数据监测及运行自动化,适用于不同注采气流量范围、不同注采气压力区间等,能够解决储气库室内实验中不同注采模拟的难题;同时,可进行多种类型地下储层改建储气库机理研究,分析注采气速度及压力区间对建库及注采运行的影响,优化储气库建设及注采运行方案。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:
图1为本发明一实施例所提供的储气库物理模拟注采气流量控制系统的结构示意图;
图2为本发明一实施例所提供的注采控制装置的结构示意图;
图3为本发明一实施例所提供的储气库周期注采气模拟气体流量-库容对应关系示意图;
图4为本发明一实施例所提供的储气库周期注采模拟气体流量-含气饱和度对应关系示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
请参考图1所示,本发明所提供的储气库物理模拟注采气流量控制系统,具体包含:注采控制装置1、2,气体增压装置3、4,气瓶装置5、6,气体流量监测装置7、8,储气库岩心模型9和控制分析装置10;所述注采气控制装置1、2与所述储气库岩心模型9相连,所述注采气控制装置1、2包含高压腔体、低压腔体和平衡腔体,用于通过讲高压腔体中气体和低压腔体中气体在平衡腔体中混合来实现对储气库岩心模型9注入或采出气体的压力和流量的控制;所述气体增压装置3、4分别与所述注采气控制装置1、2的高压腔体和/或低压腔体连通,用于控制所述注采气控制装置1、2中高压腔体压力和/或低压腔体压力;所述气瓶装置5、6与所述气体增压装置3、4相连,用于向气体增压装置提供气源;所述气体流量监测装置7、8设置于所述注采气控制装置1、2与所述储气库岩心模型9之间,用于在注气和采气过程中记录气体流量数据;所述控制分析装置10分别与所述气体增压装置3、4和所述气体流量监测装置7、8相连,用于控制所述控制系统模拟实际储气库的注采气参数,并且监控记录各项实验数据。其中,为便于控制实验温度,所述控制系统还包含恒温箱11,所述注采气控制装置1、2设置于所述恒温箱11中且与所述控制分析装置10连接,用于设定并维持实验气体的温度。
其中,所述注采气控制装置包括3个腔体,高压腔体中气体与低压腔体中气体在平衡腔体中混合,混合后平衡腔体中气体压力要低于高压腔体中气体压力,同时高于低压腔体中气体压力。通过设定不同的高压腔体和低压腔体中气体的压力,平衡腔体中气体压力也随之改变,其与出口连接装置(岩心模型/大气)的压差相应改变,在固定的出口部件结构下,注采气控制装置出口的流量也相应变化;因此,通过调整高压腔体和低压腔体中气体压力的不同组合方式,可以实现对与注采气控制装置连通的岩心模型注入或采出气体的压力和流量的控制。
在上述实施例中,所述注采气控制装置1、2包含第一注采气控制器1和第二注采气控制器2;所述气体增压装置3、4包含第一气体增压泵3和第二气体增压泵4;所述气瓶5、6装置包含第一气瓶5和第二气瓶6;所述第一气体增压泵3一端通过管线与所述第一注采气控制器1的高压腔体相连,用于控制所述第一注采气控制器1的高压腔体的气体压力;所述第二气体增压泵一4端通过管线分别与所述第一注采气控制器1的低压腔体和所述第二注采气控制器2的高压腔体相连,用于分别控制所述第一注采气控制器1的低压腔体与第二注采气控制器2的高压腔体的气体压力;所述第一气体增压泵3经过平衡腔体通过管线与所述储气库岩心模型相连;所述第二气体增压泵4经过低压腔体通过管线与所述储气库岩心模型9相连;所述第二气体增压泵4经过平衡腔体通过管线与所述第二气瓶6相连;所述第一气体增压泵3与所述第二气体增压泵4另一端与所述第一气瓶5相连。
在本发明一实施例中,所述气体流量监测装置7、8包含第一气体流量计7和第二气体流量计8,所述储气库岩心模型9通过第一气体流量计7和第二气体流量计8分别与第一注采控制器1和第二注采控制器2连通。
请参考图1及图2所示,在本发明一实施例中,所述第一注采气控制器1还包含高压气体喷嘴d、低压气体喷嘴e、平衡气体喷嘴f、高压腔体进气口g、低压腔体进气口h、平衡腔体出气口i和耐高压缸体j;所述耐高压缸体j包覆于所述高压腔体a外侧;所述高压气体喷嘴d与所述高压腔体进气口g分设于所述高压腔体a两端,其中所述高压腔体进气口g与所述第一气体增压泵3相连;所述高压气体喷嘴d与所述平衡腔体c相接;所述低压气体喷嘴e与所述低压腔体进气口h分设于所述低压腔体b两端,其中所述低压腔体进气口h与所述第二气体增压泵4相连;所述低压气体喷嘴e与所述平衡腔体c相接;所述平衡气体喷嘴f通过所述平衡腔体出气口i与所述储气库岩心模型9相连。与所述第一注采气控制器1的结构类似,所述第二注采气控制器2还包含高压气体喷嘴d、低压气体喷嘴e、平衡气体喷嘴f、高压腔体进气口g、低压腔体进气口h、平衡腔体出气口i和耐高压缸体j;所述耐高压缸体j包覆于所述高压腔体a外侧;所述高压气体喷嘴d与所述高压腔体进气口g分设于所述高压腔体a两端,其中所述高压腔体进气口g与所述第二气体增压泵4相连;所述高压气体喷嘴d与所述平衡腔体c相接;所述低压气体喷嘴e与所述低压腔体进气口h分设于所述低压腔体b两端,其中所述低压腔体进气口h与储气库岩心模型9相连;所述低压气体喷嘴e与所述平衡腔体c相接;所述平衡气体喷嘴f通过所述平衡腔体出气口i与所述第二气瓶6相连。
在上述实施例中,所述注采气控制装置还包含高压腔体压力传感器k、低压腔体压力传感器l、平衡腔体压力传感器m和平衡气体喷嘴压力传感器n;所述高压腔体压力传感器k设置于所述高压腔体a内部,用于监测高压腔体a中气体压力;所述低压腔体压力传感器l设置于所述低压腔体b内部,用于监测低压腔体b中气体压力;所述平衡腔体压力传感器m设置于所述平衡腔体c内部,用于监测平衡腔体c中气体压力;所述平衡气体喷嘴压力传感器n用于检测平衡腔体c出气口的气体压力。
其中,所述第一注采气控制器1和所述第二注采气控制器2的耐压范围为0到70MPa,流量范围为0到10000ml/min。所述控制系统的实验温度范围为0~180℃。请参考图1所示,所述控制系统还包含多个阀门12,所述阀门12设置于所述控制系统中各装置之间的连接管线上,用于控制管线内气体导通。
为更清楚的说明本发明所提供的储气库物理模拟注采气流量控制系统,以下以整体实例对上述结构做详细说明,本领域相关技术人员当可知,以下实例仅为帮助更清楚的理解上述控制系统的具体结构及使用方法,并不对其做任何限定。
参阅图1所示,本发明所提供的储气库物理模拟注采气流量控制装置,具体可包括注采控制器1,注采控制器2,气体增压泵3,气体增压泵4,气瓶5,气瓶6,气体流量计7,气体流量计8,储气库岩心模型9,控制分析装置10,恒温箱11,阀门12;图2为本发明储气库物理模拟注采气流量控制装置注采控制器1和注采控制器2的剖面图,其中注采控制器1和注采控制器2中还包括高压腔体a、低压腔体b、平衡腔体c、高压气体喷嘴d、低压气体喷嘴e、平衡气体喷嘴f、高压腔体进气口g、低压腔体进气口h、平衡腔体出气口i、耐高压缸体j、高压腔体压力传感器k、低压腔体压力传感器l、平衡腔体压力传感器m、平衡气体喷嘴压力传感器n。
具体来说,注采控制器1和注采控制器2内部由高压腔体a、低压腔体b和平衡腔体c组成,在注采模拟过程中,高压腔体a、低压腔体b和平衡腔体c相互连通,通过高压腔体a中气体、低压腔体b中气体在平衡腔体c中充分混合,实现对储气库岩心模型注入和采出气体压力、流量的控制,耐压上限70MPa,流量上限10000ml/min。储气库岩心模型通过气体流量计7、气体流量计8与注采控制器1和注采控制器2连通。该岩心模型在建库及注采模拟过程中维持储气库往复注采运行条件,包括模型内部压力、温度,其中内部压力在注气时升高,采气时降低。气体增压泵3通过管线与注采控制器1的高压腔体a连通,控制高压腔气体压力,高压腔体a连通高压腔体压力传感器k,用于监测高压腔体a气体压力;气体增压泵4通过管线分别与注采控制器1的低压腔体b、注采控制器2的高压腔体a连通,分别控制注采控制器1低压腔、注采控制器2高压腔气体压力,低压腔体b连接低压腔体压力传感器l,用于监测低压腔体b气体压力;以上设备置于恒温箱中,设定并维持实验气体温度;气体增压泵3、气体增压泵4、气体流量计7、气体流量计8、恒温箱11、高压腔体压力传感器k、低压腔体压力传感器l、平衡腔体压力传感器m和平衡气体喷嘴压力传感器n依次连接控制分析装置10,用来监控记录岩心模型周期往复注采气过程中注采气的体积流量、压力、温度等数据。各部件耐高温、耐高压性能符合实验要求,可保证实验测试信号稳定。依据孔隙型储气库建库及注采条件,该系统适用温度范围为0~180℃,压力范围:0~70MPa。注采控制器A和注采控制器B耐压为70MPa,控制气体流量范围为0~10000ml/min,压力传感器k、l、m、n测量范围为0~70MPa。
下面对模拟实验的具体过程进行详细描述:
实验准备阶段:
通过设备控制分析装置设定注采气模拟的实验环境温度、储气库原始压力、储气库注气上限压力、采气下限压力、注气流量、采气流量、气体压缩系数等参数。控制分析装置10根据以上参数,通过恒温箱11对实验设备进行温控(加热),计算出注采气控制器1和注采气控制器2中高压腔体和低压腔体所需加载气体压力。按所需气压,利用气体增压泵3和气体增压泵4将气瓶5气体分别打入注采控制器1的高压腔体、低压腔体和注采控制器2的高压腔体。
在储气库周期注采气模拟实验中,向储气库岩心模型中注气饱和到储气库原始压力,并使岩心模型各部分压力达到一致,形成一个压力平衡的储气库系统。
采气阶段:
利用注采控制器2控制储气库岩心模型9的注采口采气流量。通过设定气体增压泵4压力,将气瓶5气体打入注采控制器2的高压腔体。储气库岩心模型9的注采口通过气体流量计8与注采控制器2的低压腔体连通。注采控制器2高压腔中高压气体与低压腔中低压气体在平衡腔体中混合,实现对岩心模型注采口采气流量的控制。当储气库岩心模型9内部压力下降到储气库采气运行的下限压力时,停止采气,此时完成储气库采气模拟实验。
注气阶段:
利用注采控制器1控制储气库岩心模型9的注采口注气流量。通过设定气体增压泵3、气体增压泵4压力,将气瓶5气体分别打入注采控制器1的高压腔体和低压腔体,注采控制器1高压腔中高压气体与低压腔中低压气体在平衡腔中混合,实现对储气库岩心模型注采口注气流量的控制。当储气库岩心模型9内部压力升高到储气库注气运行的上限压力时,停止注气,此时完成储气库注气模拟实验。
通过循环重复以上采气、注气过程,能够完成多个周期注采运行模拟,研究储气库注采运行规律、注采气流量及岩心模型等因素对储气库注采气效率的影响。
请参阅图3所示,注气周期,随累计注气量增加,岩心孔隙压力升高,库容不断增加,当达到注气上限压力停止注气;采气周期,随累计采气量增加,岩心孔隙压力下降,库容不断降低,当达到采气下限压力停止采气,至此完成一次注采周期。多周期连续注采过程中,气体不断注入、采出岩心孔隙,对于不同岩心模型,注采气流量会对岩心模型中气体渗流能力产生不同程度的影响,各周期注采气量可反映此影响效果,由此可评价实验岩心模型的储气能力及注采气效率。在图3中,Z为注气周期,C为采气周期,共完成6个注采周期模拟,库容为储气库岩心模型中的含气量,可反映实际储气效果,气体流量正值为实验注气阶段,气体流量负值为实验采气阶段。
再请参阅图4所示,Z为注气周期,C为采气周期,气体流量正值为实验注气阶段,气体流量负值为实验采气阶段。在注气周期中,随累计注气量增加,岩心孔隙压力升高,岩心模型含气饱和度不断增加,当达到注气上限压力停止注气;采气周期,随累计采气量增加,岩心孔隙压力下降,岩心模型含气饱和度不断降低,当达到采气下限压力停止采气,至此完成一次注采周期。多周期连续注采过程中,气体不断注入、采出岩心孔隙,随注采周期增加,岩心模型注气末和采气末的含气饱和度逐步增加。对于不同储气库岩心模型,注采气流量会对岩心模型中气相渗流能力产生不同程度的影响,各周期含气饱和度可反应此影响效果,由此可评价实验岩心模型的驱替效率及注采气能力。
由图可知,通过本发明提供的储气库注采气流量控制装置共完成6个注采周期模拟实验,含气饱和度为储气库岩心模型中的含气体积占孔隙体积的比例,可反映岩心中实际含气程度。
本发明的有益技术效果在于:本发明所提供的储气库物理模拟注采气流量控制系统功能齐全,能够进行气藏衰竭开采过程中的低速采气实验,模拟油气藏、含水层等构造建库过程中的高速注气排驱建库及多周期往复注采气过程;可实现数据监测及运行自动化,适用于不同注采气流量范围、不同注采气压力区间等,能够解决储气库室内实验中不同注采模拟的难题;同时,可进行多种类型地下储层改建储气库机理研究,分析注采气速度及压力区间对建库及注采运行的影响,优化储气库建设及注采运行方案。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述控制系统包含:注采控制装置,气体增压装置,气瓶装置,气体流量监测装置,储气库岩心模型、控制分析装置、高压腔体压力传感器、低压腔体压力传感器、平衡腔体压力传感器和平衡气体喷嘴压力传感器;
所述注采气控制装置与所述储气库岩心模型相连,所述注采气控制装置包含高压腔体、低压腔体和平衡腔体,用于通过将高压腔体中气体和低压腔体中气体在平衡腔体中混合来实现对储气库岩心模型注入或采出气体的压力和流量的控制;
所述气体增压装置分别与所述注采气控制装置的高压腔体和/或低压腔体连通,用于控制所述注采气控制装置中高压腔体压力和/或低压腔体压力;
所述气瓶装置与所述气体增压装置相连,用于向气体增压装置提供气源;
所述气体流量监测装置设置于所述注采气控制装置与所述储气库岩心模型之间,用于在注气和采气过程中记录气体流量数据;
所述控制分析装置分别与所述气体增压装置和所述气体流量监测装置相连,用于控制所述控制系统模拟实际储气库的注采气参数,并且监控记录各项实验数据;
所述高压腔体压力传感器设置于所述高压腔体内部,用于监测高压腔体中气体压力;所述低压腔体压力传感器设置于所述低压腔体内部,用于监测低压腔体中气体压力;所述平衡腔体压力传感器设置于所述平衡腔体内部,用于监测平衡腔体中气体压力;所述平衡气体喷嘴压力传感器用于检测平衡腔体出气口的气体压力;
所述注采气控制装置包含第一注采气控制器和第二注采气控制器;所述气体增压装置包含第一气体增压泵和第二气体增压泵;所述气瓶装置包含第一气瓶和第二气瓶;
所述第一气体增压泵一端通过管线与所述第一注采气控制器的高压腔体相连,用于控制所述第一注采气控制器的高压腔体的气体压力;所述第二气体增压泵一端通过管线分别与所述第一注采气控制器的低压腔体和所述第二注采气控制器的高压腔体相连,用于分别控制所述第一注采气控制器的低压腔体与第二注采气控制器的高压腔体的气体压力;
所述第一气体增压泵经过平衡腔体通过管线与所述储气库岩心模型相连;
所述第二气体增压泵经过低压腔体通过管线与所述储气库岩心模型相连;所述第二气体增压泵经过平衡腔体通过管线与所述第二气瓶相连;
所述第一气体增压泵与所述第二气体增压泵另一端与所述第一气瓶相连。
2.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述控制系统还包含恒温箱,所述注采气控制装置设置于所述恒温箱中且与所述控制分析装置连接,用于设定并维持实验气体的温度。
3.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述气体流量监测装置包含第一气体流量计和第二气体流量计,所述储气库岩心模型通过第一气体流量计和第二气体流量计分别与第一注采控制器和第二注采控制器连通。
4.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述第一注采气控制器还包含高压气体喷嘴、低压气体喷嘴、平衡气体喷嘴、高压腔体进气口、低压腔体进气口、平衡腔体出气口和耐高压缸体;
所述耐高压缸体包覆于所述高压腔体外侧;所述高压气体喷嘴与所述高压腔体进气口分设于所述高压腔体两端,其中所述高压腔体进气口与所述第一气体增压泵相连;所述高压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;
所述低压气体喷嘴与所述低压腔体进气口分设于所述低压腔体两端,其中所述低压腔体进气口与所述第二气体增压泵相连;所述低压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;
所述平衡气体喷嘴通过所述平衡腔体出气口与所述储气库岩心模型相连。
5.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述第二注采气控制器还包含高压气体喷嘴、低压气体喷嘴、平衡气体喷嘴、高压腔体进气口、低压腔体进气口、平衡腔体出气口和耐高压缸体;
所述耐高压缸体包覆于所述高压腔体外侧;所述高压气体喷嘴与所述高压腔体进气口分设于所述高压腔体两端,其中所述高压腔体进气口与所述第二气体增压泵相连;所述高压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;
所述低压气体喷嘴与所述低压腔体进气口分设于所述低压腔体两端,其中所述低压腔体进气口与储气库岩心模型相连;所述低压气体喷嘴与所述平衡腔体相接;
所述平衡气体喷嘴通过所述平衡腔体出气口与所述第二气瓶相连。
6.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述第一注采气控制器和所述第二注采气控制器的耐压范围为0到70MPa,流量范围为0到10000ml/min。
7.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述控制系统的实验温度范围为0~180℃。
8.根据权利要求1所述的储气库物理模拟注采气流量控制系统,其特征在于,所述控制系统还包含多个阀门,所述阀门设置于所述控制系统中各装置之间的连接管线上,用于控制管线内气体导通。
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