CN109374490A - 渗吸萃取装置及渗吸萃取实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采领域,公开了一种渗吸萃取装置,渗吸萃取装置包括:釜体(2)和釜体盖(1),釜体盖和釜体的材料为耐高温高压材料;挡板(5),可拆卸地设置于釜体的侧壁;夹持件(6),设置于釜体的底面;渗吸瓶(7),包括罩体和计量管,罩体罩住夹持件,计量管固定设置于挡板;搅拌器(8),固定于釜体的底面;加压口,加压口形成于釜体的侧壁上,其中,搅拌器位于夹持件的下方,并且搅拌器在运行过程中与夹持在夹持件上的岩心不接触。本发明的渗吸萃取装置通过搅拌器搅动实验用液,此时悬挂在岩心壁上的油滴剥离岩心壁,能够到达渗吸瓶的计量管,从而实验数据精度大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域,具体涉及用于研究开采致密储层中的致密油的渗吸萃取物理模拟实验的渗吸萃取装置。
背景技术
常规石油资源逐渐枯竭,因此致密油是非常现实的石油接替资源。由于致密储层孔喉细小,在毛细管压力的作用下产生渗吸现象,可以有效地开采细小孔隙中的原油,因此研究致密储层的渗吸现象,对进一步研究致密储层注水开发问题具有重要的理论意义和实用价值。
传统的渗吸实验方法包括质量法和体积法。质量法是依靠渗吸前后岩心的质量差来计量渗吸量,测量渗吸过程中岩心质量随时间的变化情况。然而,致密储层的岩心渗吸量较小,导致重量变化很微小,测量较为困难,在实验过程中渗吸时,外界温度、湿度变化引起的润湿相流体蒸发、组分的变化,都会对实验结果产生一定的影响,同时周围气流或者悬绳搅动均会造成天平的读数不稳定,这也加剧了误差的存在。体积法是将岩心完全浸没在装有液体(润湿相流体)的渗吸瓶里,渗吸瓶上方细颈部含有刻度,在渗吸的作用下岩心内部的润湿相流体驱替出非润湿相流体,由于油水密度的差异,岩心中排驱出来的油将聚集在渗吸瓶上方的刻度管中,渗吸前后管内凹液面读数的变化代表岩心渗吸变化量,进而可知渗吸采出程度。
目前为止,大多数研究是低渗透油藏渗吸萃取过程,而对于孔喉为微纳米级的致密储层,以往研究出的渗吸萃取物理模拟实验方法不能直接运用到致密储层中。另外,致密储层的环境条件为高温高压,用于致密储层的渗吸萃取装置的机理采用了体积法,该装置外壳均采用密闭金属釜体,导致无法实时观测到渗吸实验的动态过程,并且在实际的渗吸过程中,渗吸出来的油滴会附着在岩心的外壁上,无法上浮到渗吸瓶上方的刻度管中,导致实验结果误差较大。
因此,目前亟需开发一种能够针对高温高压的致密储层进行可视化的渗吸萃取实验的渗吸萃取装置。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的渗吸油挂壁现象和渗吸萃取过程无法直接观测的问题,提供一种渗吸萃取装置,该渗吸萃取装置具有针对高温高压的致密储层进行可视化的渗吸萃取实验,且能够解决渗吸油挂壁的现象,从而能够提高渗吸萃取实验的精度和效率。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种渗吸萃取装置,所述渗吸萃取装置包括:釜体和覆盖所述釜体的釜体盖,所述釜体盖和所述釜体的材料为耐高温高压材料;挡板,可拆卸地设置于所述釜体的侧壁;夹持件,设置于所述釜体的底面;渗吸瓶,包括罩体和计量管,所述罩体罩住所述夹持件,所述计量管固定设置于所述挡板;搅拌器,固定于所述釜体的底面;加压口,所述加压口形成于所述釜体的侧壁上,其中,所述搅拌器位于所述夹持件的下方,并且所述搅拌器在运行过程中与夹持在所述夹持件上的岩心不接触。
优选地,所述釜体盖上设置有第一可视窗,所述釜体的侧壁上沿竖直方向分别设置有第二可视窗和第三可视窗,所述第二可视窗面对所述计量管的刻度线,所述第三可视窗面对岩心。
优选地,所述渗吸萃取装置还包括摄像头,该摄像头设置于所述釜体的侧壁并面对岩心设置。
优选地,所述渗吸萃取装置还包括加热装置,该加热装置位于所述釜体内。
优选地,所述渗吸萃取装置还包括电脑以及显示屏,所述加热装置、所述加压口、所述摄像头以及所述显示屏由所述电脑控制。
优选地,所述渗吸瓶的罩体的端面与所述釜体的底面间隔2-3cm。
优选地,所述釜体的内壁和外壁上形成有PFA特氟龙涂层。
本发明另一方面提供一种渗吸萃取实验方法,其特征在于,该方法采用本发明提供的渗吸萃取装置进行实验,所述方法包括:步骤一:打开所述釜体盖,将待实验的岩心夹持在所述夹持件上;步骤二:将所述渗吸瓶的计量管固定于所述挡板,然后将所述挡板安装于所述釜体的侧壁,同时使所述罩体罩住岩心且所述罩体的端面与所述釜体的底面间隔;步骤三:盖上釜体盖,通过加压口向所述釜体内注入实验用液,当达到预设压力时,封闭所述加压口;步骤四:启动加热装置,加热所述釜体内的实验用液,当达到预设温度时,关闭加热装置,进行渗吸萃取;步骤五:当岩心壁面上渗吸出油滴时,启动所述搅拌器,对实验用液进行搅拌,当油滴脱离岩心壁面之后,关闭所述搅拌器,重复该步骤五,直至岩心壁面上不再渗吸出油滴;步骤六:通过所述渗吸瓶的计量管的刻度线,读取渗吸油量。
优选地,所述预设压力为20-30Mpa。
优选地,所述预设温度为60-70℃。
通过上述技术方案,向釜体内注入实验用液,使釜体内的压力达到20-30MPa,并使釜体内的实验用液的温度在60-70℃,以此模拟地下致密储层的环境条件之后,对取自致密储层的岩心进行渗吸萃取操作,当岩心壁面上渗吸出油滴时,搅拌器搅拌实验用液,此时悬挂在岩心壁上的油滴在搅动作用下剥离岩心壁,通过油水重力分异,能够到达渗吸瓶的计量管,重复该操作直至岩心壁面上不再渗吸出油滴,最后通过所述渗吸瓶的计量管的刻度线,读取渗吸油量,从而实验数据更加真实可靠,精度大大提高,为以后开采致密油提供更好的理论意义和实用价值。
附图说明
图1是本发明提供的渗析萃取装置的主视剖视图;
图2是本发明提供的渗析萃取装置的左视图;
图3是现有技术和本实施例的渗吸时间对比图;
图4(1)和图4(2)是岩心近壁的数值模拟压力分布结果图。
附图标记说明
1 釜体盖 2 釜体
31 第一可视窗 32 第二可视窗
33 第三可视窗 4 套环
5 挡板 6 夹持件
7 渗吸瓶 8 搅拌器
9 摄像头 10 压力开关阀
11 电脑 12 开关
13 显示屏
具体实施方式
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“竖直方向”是指将釜体放在水平平面上时的釜体的高度方向,亦指图1中的上下方向;“水平方向”是指与竖直方向垂直的方向,亦指图1中的左右方向。
另外,渗吸是指通过水置换油的过程,萃取是指通过超临界CO2等流体置换油的过程,本发明提供的渗吸萃取装置既能进行渗吸实验,又可以进行萃取实验。以下,以渗吸实验为例进行说明。
下面,将参照图1至图4,详细说明本发明提供的渗吸萃取装置及渗吸萃取实验方法。
参照图1,渗吸萃取装置包括釜体2、覆盖釜体2的釜体盖1、挡板5、夹持件6、渗析瓶7、搅拌器8以及加压口。
釜体盖1和釜体2的连接方式可以是铰接,也可以是扣盖,本发明不作具体限制。另外,本发明提供的渗析萃取装置用于模拟地下高温高压环境,因此将釜体和釜体盖由耐高温高压材料构成,例如,可以是不锈钢,但不限于此。另外,作为优选实施方式,釜体2的内壁和外壁上形成有PFA特氟龙涂层,从而能够使釜体具有耐高温高压、抗腐蚀能力。本发明采用的釜体的规格例如可以为:容积为316L、外径为150mm、内径为140mm、长度为400mm。但本发明不限于此。
挡板5可拆卸地设置于釜体2的侧壁,将挡板沿水平方向布置。挡板5可以通过卡扣、铰接、螺纹连接等常规的可拆卸连接方式设置于釜体2的侧壁。本发明的优选实施方式采用了螺纹连接方式。另外,挡板5优选采用金属材料来构成,能够承受高温高压。挡板的作用在于使渗吸瓶能够在釜体内是悬空。另外,挡板5上设置有通道,该通道使挡板上方和下方的空间能够相互连通,通道优选是孔状的,但也可以是方形的,本申请不限于此。
夹持件6设置于釜体2的底面,其可以通过固定卡锁固定于釜体底面上,夹持件6不会随着流体的旋转移动而挪动,将岩心固定在特定位置,以能够模拟岩心在地下不移动的状态。但夹持件6也可以一体地设置在釜体2上,对于夹持件6的固定方式不做具体限制。另外,夹持件6的尺寸和外观可以根据实际需要进行设计即可,本发明提供的夹持件6被设计为可沿轴向和垂向调节夹持口径,且其夹持口径的尺寸为可以夹持25mm至40mm的圆柱体。
渗吸瓶7包括罩体和计量管。罩体为玻璃杯状,其端口罩住夹持件6,也即能够罩住夹持在夹持件6上的岩心,使得渗吸出的油滴能够上浮到计量管。计量管为细长的玻璃管状,其侧壁上设置有刻度线,用此读取从岩心渗吸出的油量。在本发明的优选实施方式中,挡板5上设置有通孔,计量管穿过通孔,并由套环4进行固定,但计量管连接于挡板5的方式不限于此。本发明采用的渗吸瓶7为阶梯圆柱形的高硼硅玻璃桶,罩体为大直径段,直径为50mm、高度为200mm,计量管的内径为10mm、长度为150mm、规格为0~15ml、精度为0.1ml。
另外,传统的体积法高温高压渗吸萃取装置只针对低渗透油藏渗吸过程,一般渗吸瓶会接触釜体2的底面。但是,对于高温高压环境,如果渗吸瓶的端面接触釜体2的底面,则渗吸瓶的内部注入渗吸液之后,渗吸瓶的内部为了模拟高压环境会继续加压,这就导致渗吸瓶的内部和外部产生压力差,可能会导致玻璃材料的渗吸瓶破碎。本发明通过将渗吸瓶的罩体的端面与釜体2的底面间隔设置,在继续进行加压时,渗吸瓶的内外两侧不存在压力差,能够避免渗吸瓶破碎的问题。但为了保证从岩心渗吸出的油上浮至计量管而不溢出到渗吸瓶的外部,渗吸瓶7的罩体的端面与釜体2的底面间隔的距离优选为2-3cm,更优选为2.5cm。
搅拌器8固定于釜体2的底面,并且搅拌器8位于夹持件6的下方,并且搅拌器8在运行过程中与夹持在夹持件6上的岩心不接触。以往的渗吸萃取装置没有搅拌器8,岩心底面和侧壁面渗吸出的油滴会附着在岩心壁面上,这使得实验结果不精准。本发明通过在夹持件6的下方设置搅拌器8,能够通过搅拌器8搅动整个釜内的实验用液,从而将从岩心渗吸出的油滴剥离岩心底面和侧壁面,使底面和侧壁面渗吸出来的油滴上浮至渗吸瓶的计量管,使得实验结果更加精准可靠。本发明采用的搅拌器8为磁力搅拌器,但本发明的搅拌器不限于此,只要能够搅动实验用液使岩心所有壁面渗吸出的油滴剥离壁面即可。
另外,为了模拟地下致密储层的高压环境,本发明的渗吸萃取装置中,还设置有加压口,该加压口形成于釜体2的侧壁上,优选为形成于釜体2的下部侧壁上。具体地,该加压口上连接有加压管和加压泵,且加压管上设置有压力开关阀10,通过这些加压结构,向釜体2的内部输入实验用液,并加压至与地下致密储层的压力相似的压力,例如,20~30MPa。优选地,本发明提供的渗吸萃取装置的最大实验压力可到40MPa。
本发明提供的渗吸萃取装置的优点是:通过向釜体的内注入实验用液,使釜体和渗吸瓶内的压力达到20-30MPa,以此模拟地下致密储层的环境条件之后,对取自致密储层的岩心进行渗吸萃取操作,当岩心壁面上渗吸出油滴时,搅拌器搅拌实验用液,此时悬挂在岩心壁上的油滴在搅拌器的搅动作用下剥离岩心壁,通过油水重力分异,能够到达渗吸瓶的计量管,当岩心壁面上不再渗吸出油滴时,通过所述渗吸瓶的计量管的刻度线,读取渗吸油量,从而实验数据更加真实可靠,精度大大提高,为以后开采致密油提供更好的理论意义和实用价值。
进一步地,作为优选实施方式,本发明提供的渗吸萃取装置除了上述优点之外,还具有可视化的优点。具体地,釜体盖1上设置有第一可视窗31,釜体2的侧壁上沿竖直方向设置有第二可视窗32和第三可视窗33,第二可视窗32面对计量管的刻度线,第三可视窗33面对岩心。通过第一可视窗31,能够俯视釜体2内部的实验过程,通过第二可视窗32,能够直观地读取渗吸油量,通过第三可视窗33,能够观察在釜体的岩心的渗吸过程以及搅拌器等设备的工作过程。通过这些可视窗,能够实时观测渗吸实验的动态过程,实现了可视化。本发明优选设置了3个可视窗,但本发明不限于此,可以进行不同的设计,例如,釜体的外壁可全部设计可视窗等。本发明采用的可视窗的玻璃为直径为60mm。
此外,渗吸萃取装置还包括摄像头9,该摄像头9设置于釜体2的侧壁并面对岩心设置。本发明可采用清晰度为720p的高清彩色摄像头,可以捕捉到岩心壁面的微小油滴,能够实现高清摄制,从而为以后研究提供影像记录。
另外,为了进一步模拟地下致密储层的高温环境,渗吸萃取装置还可以包括加热装置,该加热装置位于釜体2内部,以加热釜体内的实验用液。地下致密储层的温度一般为60~70℃,本发明提供的加热装置优选为电加热管,其内置于釜体内,最高加热温度可达120℃,完全能够模拟地下温度环境。当然,本发明的加热装置不限于此,只要能够使实验用液加热到60~70℃的加热装置均可使用。另外,本发明的渗吸萃取装置还可以包括温度传感器和保温装置,当实验用液的温度达到目标温度时,温度传感器感应该温度之后,将温度值发送至控制系统(将在下面详细说明控制系统),控制系统控制加热装置停止运行,保温装置使釜体维持恒温装置,减少热量散失。本发明采用的保温装置为在釜体外部设置不锈钢材料的可拆卸的保温层,但本发明不限于此。
为了实现自动化,渗吸萃取装置还包括设置于釜体2下方的电脑(即为控制系统)11以及显示屏13。电脑11包括压力测量系统、温度测量系统以及高清摄录视频系统,加热装置、加压口、摄像头9以及显示屏13等均由电脑11控制。作为优选实施方式,本发明的电脑的压力测量控制系统包括压力传感器,其量程为40MPa,精度0.25Mpa;温度测量控制系统包括温度传感器,其采用高精度双通道铂电阻,测温范围0-250℃,控制精度0.1℃;另外,配合底座集成电脑中的温度加热测量和控制系统可以随时调节耐高温高压釜体内部实验用液温度;高清摄录视频系统由高清彩色摄像头和摄录系统组成。显示屏13安装在电脑底座正面,能够精确设置并实时显示安装在电脑中的windows软件、压力测量控制系统、温度测量控制系统和高清摄录视频系统的各项反应参数和参数变化曲线,并与电脑传输反应参数和曲线,无限量记录并实现对反应过程的控制或修改。
以上为本发明提供的优选实施方式的渗吸萃取装置,下面继续详细介绍本发明提供的渗吸萃取实验方法。该方法采用以上说明的本发明提供的渗吸萃取装置进行实验,包括如下步骤:
步骤一:打开釜体盖1,将待实验的岩心夹持在夹持件6上;
步骤二:将渗吸瓶7的计量管固定于挡板5,然后将挡板5安装于釜体2的侧壁,同时使罩体罩住岩心且罩体的端面与釜体2的底面间隔;
步骤三:盖上釜体盖1,通过加压口向釜体2内注入实验用液,当达到预设压力时,封闭加压口;
步骤四:启动加热装置,加热釜体2内的实验用液,当达到预设温度时,关闭加热装置,进行渗吸萃取;
步骤五:当岩心壁面上渗吸出油滴时,启动搅拌器8,对实验用液进行搅拌,当油滴脱离岩心壁面之后,关闭所述搅拌器(8),重复该步骤五,直至岩心壁面上不再渗吸出油滴;
步骤六:通过渗吸瓶7的计量管的刻度线,读取渗吸油量。
为了模拟地下致密储层的环境压力,优选地,本发明的渗吸萃取装置的预设压力为20-30Mpa。另外,为了模拟地下致密储层的环境温度,优选地,本发明的渗吸萃取装置的预设温度为60-70℃。
在步骤五中,搅拌器8的搅拌只要达到将吸附在岩心壁面上油滴剥离的目的即可,例如可以以90-1500r/min的搅拌速度进行搅拌。
实施例1
采用本发明的可视化高温高压渗吸萃取装置进行渗吸实验时,渗吸装置是竖直放置的,耐高温高压釜体安装在底座上,将待测量的岩心饱和原油,老化一段时间后放入渗吸瓶中的夹持件上,并将夹持件固定在釜体中,通过釜体内部底部的固定卡锁使夹持件非常稳固,不会随着流体的旋转而转动,而是固定不动的。夹持件可以根据岩心的尺寸进行轴向及垂向调节,可夹持为25-40mm的圆柱体岩心。夹持件完全浸没在实验用液中,由于渗吸过程中可根据实验需要调节磁力搅拌装置使转子转动,进而带动金属容器内的流体发生旋转,因此可以解决岩心四周壁面渗吸出的油滴无法进入计量管的问题。实验时,装上耐高温高压釜体盖形成密闭环境,打开釜体下部开关,通过加压泵从加压口向耐高温高压釜体和渗吸瓶中泵入实验用液,在耐高温高压釜体和渗吸瓶内形成油藏条件下的高压环境;利用全自动电加热装置对耐高温高压釜体进行加温,达到目的温度自动恒温,模拟地下实际渗吸温度进行可靠的渗吸实验。渗吸实验用液与岩心接触在毛管力的作用下发生渗吸,岩心中的油滴在毛管力的作用下被水置换出岩心,部分油珠黏附在岩心表面。实验人员可通过调节磁力搅拌装置对渗吸瓶内的实验用液进行短暂搅拌,岩心表面的油滴会在旋转液的流动下剥离岩心表面,并在重力分异作用下上浮到计量管中,在计量管中聚集成油,从而使实验结果更加精确,克服了大部分渗吸装置无法解决岩心表面附着油滴计量带来的实验误差的困难
与采用现有技术的渗吸萃取装置的渗吸实验相比,采用本发明提供的渗吸萃取装置通过短暂搅拌,能够缩短渗吸时间(见图3),这是因为搅拌器搅动岩心周围的实验用液之后,附着在岩心底面和侧壁面的油滴能够很快地疏散走,因此岩心底面和侧壁面能够继续进行渗吸过程。本装置可通过上下可视窗和前置彩色液晶触摸屏上观察到油滴从岩心内部析出到从壁面剥离上升到计量管的全过程,更加有利于对渗吸油滴运动全过程的观察与理解。高清摄像头摄制的影像通过彩色液晶显示屏实时显示实验过程,全部摄像文件可由底座的集成电脑里传输与存储,方便回看与对比。实验装置高度集成化,采用微型电脑集成压力测量控制系统、温度测量控制系统和高清摄录视频系统。能够对实验进行实时操作,精确设置并实时显示各项反应参数和参数变化曲线,跟电脑传输反应参数和曲线,无限量记录并实现对反应过程的控制或修改,提高了记录的准确性,降低了操作人员的劳动强度,使实验简单易操作。
实施例2
为了探究釜内流体旋转后,近壁流速增加对渗吸过程是否有影响,根据相似模型设计实验,通过使用外围壁面带有压力传感器的不锈钢制岩心模型开展测量近壁压力实验,同时采用数值模拟共同研究近壁流速增加对近壁压力的影响。表1列出了模拟岩心的壁面压力测点1、测点2处近壁压力的实验结果和数值模拟结果,图4(1)为实验的压力分布图,图4(2)为数值模拟的压力分布图。
表1模拟岩心测量近壁压力的实验结果和数值模拟结果对比表
从表1和图4(1)、图4(2)可看出,实验测量结果比数值模拟结果偏小一些,但误差范围很稳定,这说明当简化流体黏度和速度是定值时,模拟岩心测量近壁压力实验可以较好地描述真实岩心在一定流速下近壁流体压力分布和参数变化规律。从表1可知,实验和数值模拟的最大误差为3.38%,该误差在允许范围内。另外,转速从96r/min增加至1433r/min时,近壁压力的数值变化很小,这表明搅拌器的转速对实验结果的影响几乎可以忽略。
可见,在渗吸萃取装置中设置搅拌器,对岩心近壁压力的影响较小,能够将吸附在岩心壁面上油滴剥离岩心壁面而上浮至计量管,还能够缩短渗吸时间。
综上所述,本发明提供的渗吸萃取装置具有如下优点:
1.通过在岩心下方设置搅拌器,能够搅动实验用液,将吸附在岩心壁面的油滴剥离壁面,使渗吸出的油量测量起来更加精确,实验数据更加可靠;
2.通过在釜体盖和釜体上设置可视窗,可直观地观察渗吸过程,进一步通过设置摄像头,可摄制岩心的渗吸的整个实验过程,可实现可视化;
3.釜体采用耐高温高压、抗腐蚀材料,可模拟地下油藏实际的高温高压环境,可以反映实际油藏中的渗吸情况;
4.通过设置控制系统(即电脑),并将加热装置、压力开关阀、摄像头等各种结构与控制系统连接,并通过显示屏显示这些参数,可实现自动化,减少操作人员的劳动强度,并能够提高记录的准确性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种渗吸萃取装置,其特征在于,所述渗吸萃取装置包括:
釜体(2)和覆盖所述釜体(2)的釜体盖(1),所述釜体盖(1)和所述釜体(2)的材料为耐高温高压材料;
挡板(5),可拆卸地设置于所述釜体(2)的侧壁;
夹持件(6),设置于所述釜体(2)的底面;
渗吸瓶(7),包括罩体和计量管,所述罩体罩住所述夹持件(6),所述计量管固定设置于所述挡板(5);
搅拌器(8),固定于所述釜体(2)的底面;
加压口,所述加压口形成于所述釜体(2)的侧壁上,
其中,所述搅拌器(8)位于所述夹持件(6)的下方,并且所述搅拌器(8)在运行过程中与夹持在所述夹持件(6)上的岩心不接触。
2.根据权利要求1所述的渗吸萃取装置,其特征在于,所述釜体盖(1)上设置有第一可视窗(31),所述釜体(2)的侧壁上沿竖直方向分别设置有第二可视窗(32)和第三可视窗(33),所述第二可视窗(32)面对所述计量管的刻度线,所述第三可视窗(33)面对岩心。
3.根据权利要求1所述的渗吸萃取装置,其特征在于,所述渗吸萃取装置还包括摄像头(9),该摄像头(9)设置于所述釜体(2)的侧壁并面对岩心设置。
4.根据权利要求3所述的渗吸萃取装置,其特征在于,所述渗吸萃取装置还包括加热装置,该加热装置位于所述釜体(2)内。
5.根据权利要求4所述的渗吸萃取装置,其特征在于,所述渗吸萃取装置还包括电脑(11)以及显示屏(13),所述加热装置、所述加压口、所述摄像头(9)以及所述显示屏(13)由所述电脑(11)控制。
6.根据权利要求1所述的渗吸萃取装置,其特征在于,所述渗吸瓶(7)的罩体的端面与所述釜体(2)的底面间隔2-3cm。
7.根据权利要求1所述的渗吸萃取装置,其特征在于,所述釜体(2)的内壁和外壁上形成有PFA特氟龙涂层。
8.一种渗吸萃取实验方法,其特征在于,该方法采用权利要求1-7中任意一项所述的渗吸萃取装置进行实验,所述方法包括:
步骤一:打开所述釜体盖(1),将待实验的岩心夹持在所述夹持件(6)上;
步骤二:将所述渗吸瓶(7)的计量管固定于所述挡板(5),然后将所述挡板(5)安装于所述釜体(2)的侧壁,同时使所述罩体罩住岩心且所述罩体的端面与所述釜体(2)的底面间隔;
步骤三:盖上釜体盖(1),通过加压口向所述釜体(2)内注入实验用液,当达到预设压力时,封闭所述加压口;
步骤四:启动加热装置,加热所述釜体(2)内的实验用液,当达到预设温度时,关闭加热装置,进行渗吸萃取;
步骤五:当岩心壁面上渗吸出油滴时,启动所述搅拌器(8),对实验用液进行搅拌,当油滴脱离岩心壁面之后,关闭所述搅拌器(8),重复该步骤五,直至岩心壁面上不再渗吸出油滴;
步骤六:通过所述渗吸瓶(7)的计量管的刻度线,读取渗吸油量。
9.根据权利要求8所述的渗吸萃取实验方法,其特征在于,所述预设压力为20-30Mpa。
10.根据权利要求8或9所述的渗吸萃取实验方法,其特征在于,所述预设温度为60-70℃。
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---|---|
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110988149A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-10 | 中国石油大学(北京) | 用于萃取实验的方法 |
CN111006933A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-14 | 中国石油大学(北京) | 用于确定通过萃取实验萃取出的油量的方法和装置 |
CN111006932A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-14 | 中国石油大学(北京) | 用于萃取实验的系统 |
CN111024545A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 中国石油大学(北京) | 萃取实验系统和萃取实验方法 |
CN111024544A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 中国石油大学(北京) | 渗吸实验系统和渗吸实验方法 |
CN112067510A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-11 | 中国石油大学(北京) | 高温高压条件下岩芯渗吸的测量装置 |
CN113466089A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-01 | 东北石油大学 | 一种可智能压力控制的页岩岩心渗吸测定装置及方法 |
CN115615902A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-17 | 江苏联友科研仪器有限公司 | 一种超高压自平衡可视渗吸测试釜 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102360001A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | 渗吸仪 |
CN104020098A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 西南石油大学 | 一种高温高压条件下渗吸动态测定装置 |
KR101467543B1 (ko) * | 2013-11-06 | 2014-12-02 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 가압식 블리딩 시험기 |
CN205038132U (zh) * | 2015-10-23 | 2016-02-17 | 东北石油大学 | 一种新型渗吸实验装置 |
CN205138584U (zh) * | 2015-11-12 | 2016-04-06 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 用于岩心驱替液微量计量装置 |
CN106290786A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-04 | 中国海洋石油总公司 | 一种稠油热采岩心驱替实验装置及其实验压差稳定方法 |
CN106501151A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-15 | 中国科学院力学研究所 | 一种基于渗吸和离子扩散特性的页岩孔径测量装置及方法 |
CN106769752A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 可旋转渗吸实验装置 |
CN107101925A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-08-29 | 中国石油大学(华东) | 岩心渗吸机理用实验装置 |
CN206772773U (zh) * | 2017-04-10 | 2017-12-19 | 中国矿业大学(北京) | 一种基于中子照相平台研究岩石非饱和渗流的加载套筒 |
CN206832636U (zh) * | 2017-05-25 | 2018-01-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种新型的岩心自发渗吸的测量装置 |
CN207066913U (zh) * | 2017-08-22 | 2018-03-02 | 西南石油大学 | 一种多功能岩心驱替实验装置 |
CN108195743A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-06-22 | 中国地质大学(北京) | 一种页岩渗吸量测量装置及测量方法 |
CN108303361A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 沉积岩形成过程的确定系统和方法 |
CN207675606U (zh) * | 2017-09-21 | 2018-07-31 | 中国石油大学(北京) | 一种致密储层动态渗吸排驱模拟装置 |
-
2018
- 2018-08-27 CN CN201810980994.6A patent/CN109374490B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102360001A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | 渗吸仪 |
KR101467543B1 (ko) * | 2013-11-06 | 2014-12-02 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 가압식 블리딩 시험기 |
CN104020098A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 西南石油大学 | 一种高温高压条件下渗吸动态测定装置 |
CN205038132U (zh) * | 2015-10-23 | 2016-02-17 | 东北石油大学 | 一种新型渗吸实验装置 |
CN205138584U (zh) * | 2015-11-12 | 2016-04-06 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 用于岩心驱替液微量计量装置 |
CN106290786A (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-04 | 中国海洋石油总公司 | 一种稠油热采岩心驱替实验装置及其实验压差稳定方法 |
CN106501151A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-15 | 中国科学院力学研究所 | 一种基于渗吸和离子扩散特性的页岩孔径测量装置及方法 |
CN106769752A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 可旋转渗吸实验装置 |
CN107101925A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-08-29 | 中国石油大学(华东) | 岩心渗吸机理用实验装置 |
CN206772773U (zh) * | 2017-04-10 | 2017-12-19 | 中国矿业大学(北京) | 一种基于中子照相平台研究岩石非饱和渗流的加载套筒 |
CN206832636U (zh) * | 2017-05-25 | 2018-01-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种新型的岩心自发渗吸的测量装置 |
CN207066913U (zh) * | 2017-08-22 | 2018-03-02 | 西南石油大学 | 一种多功能岩心驱替实验装置 |
CN207675606U (zh) * | 2017-09-21 | 2018-07-31 | 中国石油大学(北京) | 一种致密储层动态渗吸排驱模拟装置 |
CN108303361A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 沉积岩形成过程的确定系统和方法 |
CN108195743A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-06-22 | 中国地质大学(北京) | 一种页岩渗吸量测量装置及测量方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
NORMAN R. MORROW ET AL.: "Recovery of oil by spontaneous imbibition", 《CURRENT OPINION IN COLLOID & INTERFACE SCIENCE》 * |
刘磊: "利用分子膜渗吸提高采收率实验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑(月刊)》 * |
王敉邦 等: "渗吸实验描述与方法适应性评价", 《石油化工应用》 * |
陈金生: "不同变质程度含瓦斯煤渗吸效应实验研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑(月刊)》 * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110988149A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-10 | 中国石油大学(北京) | 用于萃取实验的方法 |
CN111006933A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-14 | 中国石油大学(北京) | 用于确定通过萃取实验萃取出的油量的方法和装置 |
CN111006932A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-14 | 中国石油大学(北京) | 用于萃取实验的系统 |
CN111024545A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 中国石油大学(北京) | 萃取实验系统和萃取实验方法 |
CN111024544A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-17 | 中国石油大学(北京) | 渗吸实验系统和渗吸实验方法 |
CN111006933B (zh) * | 2019-12-02 | 2020-10-23 | 中国石油大学(北京) | 用于确定通过萃取实验萃取出的油量的方法和装置 |
CN112067510A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-11 | 中国石油大学(北京) | 高温高压条件下岩芯渗吸的测量装置 |
CN113466089A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-01 | 东北石油大学 | 一种可智能压力控制的页岩岩心渗吸测定装置及方法 |
CN113466089B (zh) * | 2021-07-08 | 2022-01-28 | 东北石油大学 | 一种可智能压力控制的页岩岩心渗吸测定装置及方法 |
CN115615902A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-17 | 江苏联友科研仪器有限公司 | 一种超高压自平衡可视渗吸测试釜 |
CN115615902B (zh) * | 2022-10-28 | 2023-11-21 | 江苏联友科研仪器有限公司 | 一种超高压自平衡可视渗吸测试釜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109374490B (zh) | 2020-02-14 |
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