CN111220794A - 一种测量储气库注采过程中气体损失的装置 - Google Patents

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王金凯
付家麟
谢俊
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials

Abstract

本发明公开一种测量储气库注采过程中气体损失的装置，实验气体装置通过注气管道和与气泵相连的中间容器连接，两者汇集后经过压力传感器一与总导管双向分量装置的注气端相连；总导管双向分量装置的总导管分别连接有若干小岩心夹持单元，各夹持单元连接到小导管单向汇入装置后通过导管连接到活塞储水器；总导管双向分量装置的出气端与气水分离器相连且连接的管道上安装有压力传感器二，气水分离器分出两根管道分别连接气体收集器和液体收集器，气体收集器和液体收集器分别连接微计量装置一和微计量装置二。该测量储气库注采过程中气体损失的装置，误差小，可以根据不同测井的岩心进行组合，可定向连续模拟出注采过程的气体变化情况。

Description

一种测量储气库注采过程中气体损失的装置
技术领域
本发明涉及实验装置技术领域，特别是涉及一种测量储气库注采过程中气体损失的装置。
背景技术
由于受到装置及岩心规模的限制，传统的单一小岩心驱替装置无法精确测量储气库砂岩高速注气过程中损失气体，大多数模拟实验的设备存在对岩心样品的要求高，实验灵活性差，误差较大，无法定向连续模拟等问题。但是，小岩心具有很多其他类型岩心(大尺寸岩心)无法取代的优势，如：岩心可以真实代表地下的储层、获取方式简单等。因此，设计一种能够以小岩心为基础的新型实验装置，用以测量储气库高速注气过程中的气体损失量，对于非均质砂岩地下储气的高强度注采研究有着深远意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量储气库注采过程中气体损失的装置，以解决上述现有技术存在的问题，误差小，可以根据不同测井的岩心进行组合，可定向连续模拟出注采过程的气体变化情况。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种测量储气库注采过程中气体损失的装置，包括气泵、中间容器、实验气体装置、总导管双向分量装置、小岩心夹持单元、小导管单向汇入装置、活塞储水器、气水分离器、气体收集器、液体收集器和PC端；所述实验气体装置通过注气管道和与所述气泵相连的中间容器连接，两者汇集后经过压力传感器一与所述总导管双向分量装置的注气端相连；所述总导管双向分量装置的总导管分别连接有若干所述小岩心夹持单元，各夹持单元连接到所述小导管单向汇入装置后通过导管连接到所述活塞储水器；所述总导管双向分量装置的出气端与所述气水分离器相连且连接的管道上安装有压力传感器二，所述气水分离器分出两根管道分别连接所述气体收集器和所述液体收集器，所述气体收集器和所述液体收集器分别连接微计量装置一和微计量装置二；所述压力传感器一、压力传感器二、微计量装置一、微计量装置二均通过数据传输线连接到所述PC端。
优选的，所述压力传感器一与总导管双向分量装置的注气端之间安装有阀门a和气体流量计一。
优选的，总导管分成6根小导管分别连接6个所述小岩心夹持单元，6个所述小岩心夹持单元分别连接到所述小导管单向汇入装置。
优选的，用于连接所述小导管单向汇入装置与所述活塞储水器之间的导管上安装有气体流量计二和阀门b。
优选的，所述总导管双向分量装置的出气端与所述气水分离器相连的管道上还安装有阀门c。
优选的，所述小岩心夹持单元包括通过导管连接的阀门、气体流量计和小岩心夹持器，所述小岩心夹持器的两端连接有两个气体流量计，并在两个气体流量计的两端安装两个阀门。
优选的，每组所述小岩心夹持单元中还可由多个并联连接的小岩心夹持单元组成。
优选的，所述活塞储水容器包括活塞筒和活塞，内部盛装有水的所述活塞筒表面带有透明刻度，活塞上施加有恒定垂直向下压力，在阀门c关闭的情况下，该压力一直维持所述活塞筒内的水位保持不变。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、注气量大，可同时进行6组实验。
2、误差小，使用小岩心，在小岩心夹持器首尾处均有阀门和气体流量传感器。
3、随意连接，按照图片所示，可串联多个夹持器。
4、容易实现，小岩心规格一定，不用为实验装置制作特殊岩心样品。
5、可以根据不同测井的岩心进行组合，可定向连续模拟出注采过程的气体变化情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为测量储气库注采过程中气体损失的装置整体示意图；
图2a、2b、2c和2d分别为总导管双向分量装置结构的立体图、主视图、左视图和俯视图；
图3a、3b和3c为不同数量的小岩心夹持器连接示意图；
图4a、4b、4c和4d为小导管单向汇入装置的立体图、主视图、左视图和俯视图；
其中，1气泵；2中间容器；3实验气体装置；4压力传感器一；5阀门a；6气体流量计一；7总导管双向分量装置；8小岩心夹持单元；9小导管单向汇入装置；10气体流量计二；11阀门b；12活塞储水器；13阀门c；14压力传感器二；15气水分离器；16气体收集器；17液体收集器；18微计量装置一；19微计量装置二；20PC端；21数据传输线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种测量储气库注采过程中气体损失的装置，以解决上述现有技术存在的问题，误差小，可以根据不同测井的岩心进行组合，可定向连续模拟出注采过程的气体变化情况。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本发明提供一种测量储气库注采过程中气体损失的装置，属于以小岩心串联为基础的测量非均质砂岩高速注气过程中损失气体的实验装置。该装置包括气泵1、中间容器2、实验气体装置3、压力传感器、阀门、气体流量计、总导管双向分量装置7、小岩心夹持单元8、小导管单向汇入装置9、活塞储水器12、气水分离器15、气体收集器16、液体收集器17、微量计量装置、PC端20。气泵1与中间容器2相连，实验气体装置3通过注气管道与上述两个装置连接，一同经过压力传感器一4，与总导管双向分量装置注气端A相连，两者之间架有阀门a5和气体流量计一6，总导管分成6根小导管分别连接6个小岩心夹持单元8，6个小岩心夹持单元8分别连接到小导管单向汇入装置9，通过导管连接到活塞储水器12，连接两者的导管上架设有气体流量计二10和阀门b11；总导管双向分量装置7的出气端B与气水分离器15相连的管道上架设有阀门c13和压力传感器二14，气水分离器15分出两根管道分别连接气体收集器16和液体收集器17，两者分别连接微计量装置一18和微计量装置二19；其中，压力传感器一4、压力传感器二14、微计量装置一18、微计量装置二19均通过数据传输线21连接到PC端20。
总导管双向分量装置7的结构组成为：注气端A和出气端B两者连接到一个圆柱状的容器，在容器下部分接着6根小导管(为金属软管)，每根都可从圆柱状容器上拆卸下来，每根都可以连接小岩心夹持单元8。
小岩心夹持单元8由阀门、气体流量计、小岩心夹持器组成，以一组小岩心夹持器为例，小岩心夹持器在两端连接2个气体流量计，并在2个气体流量计的两端安装两个阀门，上述5个装置通过导管连接。多组的连接方式如附图3所示。
图3a所示，是一个小岩心夹持单元8的结构构造，取自正常大小的岩心，圆柱状岩心的高为10cm直径为2.5cm。该夹持单元由阀门、气体流量计、小岩心夹持器组成，在注气试验阶段，气体按照箭头所示方向依次进入阀门、气体流量计、小岩心夹持部、气体流量计和阀门。如图3b和3c，根据实验要求，可以串联多个夹持单元。
活塞储水器12由活塞筒、活塞和其中的水组成，活塞筒表面带有透明刻度，活塞上施加有恒定垂直向下压力，在阀门c13关闭的情况下，该压力一直维持活塞筒内的水位保持不变。
图4中，小导管单向汇入装置的结构组成为：6根连接小岩心夹持单元8的小导管汇成到与总导管双向分量装置7中相似的圆柱状的容器上，同样的6根小导管都可以从该圆柱状的容器上拆卸下来，在容器的另一侧接着一根总放气导管用于连接后续设备。
实施例一
参照图1-4，将实验样品小岩心放入小岩心夹持器中，按照实验要求目的参照图3进行夹持单元的组合，安装到总实验装置中去。本装置可最多同时进行6组实验，按照实验的目的要求，6组以下的实验可将总导管双向分量装置7和小导管单向汇入装置9结构中多余的导管封住。
该测量储气库注采过程中气体损失的装置具体工作步骤如下：
1、打开气泵1，将实验气体通过导管依次通过压力传感器I，使其稳定在20MPa。
2、打开阀门a5和阀门b11，实验气体通过气体流量计一6进入总导管双向分量装置7，经过小岩心夹持单元8后进入小导管单向汇入装置9，气水混合物通过气体流量计二10进入活塞储水器12，使液面不断上升。
3、气体流量计二10达到一定数值(Q2i)时，关掉阀门b11，清零气体流量计二10的数据。
4、观测压力传感器一4，当压力从20MPa上升到25MPa时，将阀门a5关闭，观测气体流量计一6的数值(Q1)，将阀门c13打开。
5、小岩心夹持单元8中的部分气水混合物通过总导管双向分量装置7回流到阀门c13所在的导管，经过压力传感器二14到达气水分离器15，气和水分别进入气体收集器16和液体收集器17，并分别通过微计量装置一18和微计量装置二19进行测定，测得气体的体积数值为Q3。
6、当压力传感器二14的数值显示降回到20MPa时，从新将阀门b11打开，等待活塞静止到一定刻度位置，观测气体流量计二10的数值(Q2p)。
气体损失量Q损＝Q1-Q2i+Q2p-Q3
式中：
Ql为总注气量，m3；
Q2i为实验设定的气体总量，m3；
Q2p为回流至小岩心夹持单元8的气体总量，m3；
Q3为小岩心夹持单元8因自身压力排出的气体总量，m3。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：包括气泵、中间容器、实验气体装置、总导管双向分量装置、小岩心夹持单元、小导管单向汇入装置、活塞储水器、气水分离器、气体收集器、液体收集器和PC端；所述实验气体装置通过注气管道和与所述气泵相连的中间容器连接，两者汇集后经过压力传感器一与所述总导管双向分量装置的注气端相连；所述总导管双向分量装置的总导管分别连接有若干组所述小岩心夹持单元，各夹持单元连接到所述小导管单向汇入装置后通过导管连接到所述活塞储水器；所述总导管双向分量装置的出气端与所述气水分离器相连且连接的管道上安装有压力传感器二，所述气水分离器分出两根管道分别连接所述气体收集器和所述液体收集器，所述气体收集器和所述液体收集器分别连接微计量装置一和微计量装置二；所述压力传感器一、压力传感器二、微计量装置一、微计量装置二均通过数据传输线连接到所述PC端。
2.根据权利要求1所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：所述压力传感器一与总导管双向分量装置的注气端之间安装有阀门a和气体流量计一。
3.根据权利要求1所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：总导管分成6根小导管分别连接6个所述小岩心夹持单元，6个所述小岩心夹持单元分别连接到所述小导管单向汇入装置。
4.根据权利要求1所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：用于连接所述小导管单向汇入装置与所述活塞储水器之间的导管上安装有气体流量计二和阀门b。
5.根据权利要求1所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：所述总导管双向分量装置的出气端与所述气水分离器相连的管道上还安装有阀门c。
6.根据权利要求1所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：所述小岩心夹持单元包括通过导管连接的阀门、气体流量计和小岩心夹持器，所述小岩心夹持器的两端连接有两个气体流量计，并在两个气体流量计的两端安装两个阀门。
7.根据权利要求6所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：每组所述小岩心夹持单元中还可由多个并联连接的小岩心夹持单元组成。
8.根据权利要求1所述的测量储气库注采过程中气体损失的装置，其特征在于：所述活塞储水容器包括活塞筒和活塞，内部盛装有水的所述活塞筒表面带有透明刻度，活塞上施加有恒定垂直向下压力，在阀门c关闭的情况下，该压力一直维持所述活塞筒内的水位保持不变。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112065342A (zh) * 2020-09-18 2020-12-11 山东科技大学 模拟地下储气库注采过程中油气接触反应的装置及方法
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