CN113310876B - 一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法 - Google Patents

一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113310876B
CN113310876B CN202110607386.2A CN202110607386A CN113310876B CN 113310876 B CN113310876 B CN 113310876B CN 202110607386 A CN202110607386 A CN 202110607386A CN 113310876 B CN113310876 B CN 113310876B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
temperature
micro
seepage
intermediate container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110607386.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113310876A (zh
Inventor
郭肖
石子明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN202110607386.2A priority Critical patent/CN113310876B/zh
Publication of CN113310876A publication Critical patent/CN113310876A/zh
Priority to US17/509,109 priority patent/US11530973B1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN113310876B publication Critical patent/CN113310876B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/082Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • G01N15/0826Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/226Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/04Investigating sedimentation of particle suspensions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/088Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
    • G01N15/0893Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry by measuring weight or volume of sorbed fluid, e.g. B.E.T. method
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/0303Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N2015/0846Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials by use of radiation, e.g. transmitted or reflected light

Abstract

本发明公开了一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法,装置由注入系统、高温高压可视釜(14)、压力供给系统、数据采集与分析系统、流体回收系统、注入支管组成;注入系统包括ISCo微量注入泵(1)、中间容器、恒温加热箱(6)和压力表(3),中间容器设于恒温加热箱(6)内,ISCo微量注入泵(1)与中间容器连接;数据采集与分析系统包括显微镜(13)、高亮光源和计算机(26);压力供给系统包括环压跟踪泵(28)、回压泵(28)、回压阀(18)和压力计(17);流体回收系统包括带胶塞广口瓶(21)、天平(22)、流量计(23)和尾气吸收罐(24)。本发明解决以往硫沉积微观渗流实验不能实时观测硫在岩心喉道处的微观形态和沉积量的问题。

Description

一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法
技术领域
本发明涉及油气藏开采研究技术领域,具体涉及一种高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置与方法,适用于模拟地层条件下高含硫气藏硫沉积微观渗流实验研究。
背景技术
高含硫气藏是一类特殊的酸性气藏,该类气藏主要特点是:气藏埋藏深、硫化氢含量高、地温梯度大。硫化氢是一种重要的工业原料,具有较高的经济价值,但天然气中硫化氢的存在对天然气的勘探开发和利用有不利的影响。在开采过程中,随着压力和温度降低,硫在酸气中的溶解度降低,硫单质析出,一部分随气流移动,一部分会沉积在地层中,堵塞天然气的渗流通道,降低地层渗透率,严重时,会形成硫堵,严重影响高含硫气藏气井产能。
目前的微观渗流实验装置和方法很多,但关于高含硫微观渗流实验,都只从对地层渗透率的损害上评价硫沉积程度,未能直观的观察硫沉积的发生过程。并且常规的微观渗流装置未考虑硫的危险性并且微观渗流实验装置加热不可控制,渗流过程观察以及压力和流量的控制以及检测上不够精确。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置及方法,该装置结构简单,操作安全,可以实时监测渗流过程得到硫沉积量与有效应力的关系曲线,研究微观孔隙分布与硫微观沉积量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,装置由注入系统、高温高压可视釜、压力供给系统、数据采集与分析系统、流体回收系统、注入支管组成;注入系统包括ISCo微量注入泵、中间容器、恒温加热箱和压力表,中间容器设于恒温加热箱内,ISCo微量注入泵与中间容器连接,压力表设置在ISCo微量注入泵与中间容器之间的管线上;数据采集与分析系统包括显微镜、高亮光源和计算机;压力供给系统包括环压跟踪泵、回压泵、回压阀和压力计;流体回收系统包括带胶塞广口瓶、天平、流量计和尾气吸收罐;所述ISCo微量注入泵、中间容器、环压跟踪泵、高温高压可视釜、回压泵、回压阀和压力计、带胶塞广口瓶、流量计和尾气吸收罐通过注入支管相连接;所述恒温加热箱、显微镜、压力表、高亮光源和天平通过数据传输线分别与计算机相连接。
具体的,所述中间容器包括第一中间容器和第二中间容器;第一中间容器和第二中间容器的一端分别与ISCo微量注入泵连接,第一中间容器和第二中间容器的另一端分别通过管线与高温高压可视釜连接;中间容器中的实验流体先通过恒温加热箱加热到沉积微观渗流实验要求的温度,然后利用ISCo微量注入泵产生符合实验要求的压力和流量,将中间容器中加热后的实验流体经管线注入到高温高压可视釜内的渗流实验样品中。
具体的,所述显微镜设置在高温高压可视釜的上方,显微镜的镜头对准釜内岩心薄片夹持器处的渗流实验样品;高亮光源为LED灯,位于显微镜的镜头下方,同时位于高温高压可视釜上方。
具体的,所述高温高压可视釜包括导热内筒、隔热外筒、温度控制器和岩心薄片夹持器;导热内筒设置在隔热外筒内部,在导热内筒和隔热外筒之间设有加热电阻丝,加热电阻丝通过数据传输线与温度控制器连接;岩心薄片夹持器在进行沉积微观渗流实验时固定在导热内筒内,用于夹持渗流实验样品。
具体的,所述岩心薄片夹持器的入口通过注入支管与中间容器相连,岩样夹持器的出口通过管线与回压阀相连。
具体的,所述压力供给系统包括环压跟踪泵、回压泵、回压阀和压力计,其中,所述环压跟踪泵通过管线与高温高压可视釜连接,用于为高温高压可视釜提供环压;所述回压泵与回压阀连接,用于为高温高压可视釜提供回压;压力计设置在回压阀和高温高压可视釜之间的管线上,用于采集回压压力。
具体的,所述流体回收系统还包括硫化氢气体监测仪和通风橱;所述带胶塞广口瓶放置在天平上,带胶塞广口瓶的入口与回压阀连接;带胶塞广口瓶的出口通过流量计与尾气吸收罐连接;硫化氢气体监测仪与计算机连接,放置在尾气吸收罐上方。
一种利用上述高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置的渗流可视化实验方法,包括以下步骤:利用显微镜记录下渗流实验过程中的图像,通过重构处理方法对渗流实验不同景深观测面上的岩石颗粒、孔隙结构以及硫沉积的微观渗流情况进行分析;首先将渗流实验试样放入高温高压可视釜连接好管线后,通过温度控制器将高温高压可视釜加热到实验要求的温度后,开始建立环压与回压,建压完成后启动ISCo微量注入泵,将中间容器中的液硫按照一定的压力和流量泵入渗流实验样品中;在计算机上点击“开始记录”指令,指令通过数据线传至显微镜并开始拍照,照片通过数据传输线实时传至计算机进行分析处理得到硫沉积量与有效应力的关系曲线,研究微观孔隙分布与硫微观沉积量。
具体的,方法具体包括以下步骤:
步骤1,将装有渗流实验试样的岩心薄片夹持器放入高温高压可视釜中固定好,在温度控制器上设置温度为115℃,在釜内温度升至93℃后打开阀门G,设置环压跟踪泵压力为29Mpa,建立环压,同时打开天平和硫化氢气体监测仪,打开阀门F设置回压泵压力为35Mpa,建立回压;
步骤2,打开高亮光源LED灯及显微镜,调整显微镜焦距直至计算机上的渗流实验试样清晰可见,达到实验的预设的清晰度要求为止;
步骤3,打开恒温加热箱设置温度为115℃将第一中间容器和第二中间容器中流体加热至115℃后恒温;
步骤4,将ISCo微量注入泵的流量设置为0.1mL/min,打开阀门A、阀门C和阀门D,按ISCo微量注入泵的“开始”按钮开始将第一中间容器中的液硫注入岩心薄片夹持器中;
步骤5,点击计算机上“开始记录”将实时记录的图片储存于计算机上,通过计算机屏幕实时监测岩心薄片夹持器中流体变化以及硫的分布,观察到计算机采集的图像基本无变化,并且带胶塞广口瓶中出现流体体积2PV时,在ISCo微量注入泵上按“暂停”按钮停止注入,然后安全处理带胶塞广口瓶中的液硫;
步骤6,先关闭阀门C、阀门D,再打开阀门B和阀门E,然后在ISCo微量注入泵上设定恒速进行驱替,驱替速度设置为0.1mL/min,按“开始”按钮注入含有硫粉的二氧化碳气体,每当显微镜观察到的图像变化一次,通过VB语言进行编程,将实时保存的图像储存于计算机,同时通过计算机屏幕监测硫沉积形态,当观察到计算机采集的图像基本无变化,且天平再无变化时,在ISCo微量注入泵上按“暂停”按钮停止注入;
步骤7,关闭所有阀门,关闭高亮光源LED灯,关闭回压泵和环压跟踪泵,拆卸岩心薄片夹持器,并清洗各装置;安全处理带胶塞广口瓶中的液体及尾气吸收罐内的气体;高温高压硫沉积微观可视化渗流实验结束。
具体的,所述渗流实验样品在渗流过程中的物性参数包括硫沉积的微观形态和沉积量。
本发明的有益效果:
1.本发明装置制作渗流实验试样简单,利用微量注入泵对流体的压力以及流速进行控制,操作简单,不仅可以进行单相渗流实验,也可以进行多相渗流实验,可以适应不同渗流实验对装置的要求,试验结束后的废弃流体通过尾气吸收罐和废液池进行回收进行集中处理,安全环保。实验装置由计算机控制,实验数据可以像重构处理技术对渗流实验实验不同景深观测面上的岩石颗粒、孔隙结构以及硫沉积的微观渗流情况。
2.与现有的装置与方法相比,本发明的高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置与方法,通过可以直接通过显微镜直接观察含气体在不同条件下的硫沉积情况,可进行从宏观到微观的硫沉积渗流实验,得出含硫气体在不同温度、压力条件下的沉积规律,解决了以往硫沉积渗流实验装置不能实时监测实验进程的问题,对高含硫气藏的高效开发具有指导意义。
附图说明
图1是高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置示意图。
图2是本发明高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置电气结构示意图。
图3是高温高压可视釜的结构示意图。
附图中:1-ISCo微量注入泵、2-阀门A、3-压力表、4-阀门B、5-阀门C、6-恒温加热箱、7-第一中间容器、8-第二中间容器、9-阀门D、10-阀门E、11-通风橱、12-LED灯、13-显微镜、14-高温高压可视釜、15-岩心薄片夹持器、16-温度控制器、17-压力计、18-回压阀、19-阀门F、20-回压泵、21-带胶塞广口瓶、22-天平、23-流量计、24-尾气吸收罐、25-硫化氢气体监测仪、26-计算机、27-数据传输线、28-环压跟踪泵、29-阀门G、30-隔热外筒、31-加热电阻丝、32-阀门H、33-阀门I、34-阀门J、35-导热内筒、36-注入支管。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中,如图1和图2所示,一种高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置,装置由注入系统、高温高压可视釜14、压力供给系统、数据采集与分析系统、流体回收系统、注入支管36组成;注入系统包括ISCo微量注入泵1、中间容器、恒温加热箱6和压力表3,中间容器设于恒温加热箱6内,ISCo微量注入泵1与中间容器连接,压力表3设置在ISCo微量注入泵1与中间容器之间的管线上;数据采集与分析系统包括显微镜13、高亮光源和计算机26;压力供给系统包括环压跟踪泵28、回压泵20、回压阀18和压力计17;流体回收系统包括带胶塞广口瓶21、天平22、流量计23和尾气吸收罐24;所述ISCo微量注入泵1、中间容器、环压跟踪泵28、高温高压可视釜14、回压泵20、回压阀18和压力计17、带胶塞广口瓶21、流量计23和尾气吸收罐24通过注入支管36相连接;所述恒温加热箱6、显微镜13、压力表3、高亮光源和天平22通过数据传输线27分别与计算机26相连接。
具体的,中间容器包括第一中间容器7和第二中间容器8;第一中间容器7和第二中间容器8的一端分别与ISCo微量注入泵1连接,第一中间容器7和第二中间容器8的另一端分别通过管线与高温高压可视釜14连接;中间容器中的实验流体先通过恒温加热箱6加热到沉积微观渗流实验要求的温度,然后利用ISCo微量注入泵1产生符合实验要求的压力和流量,将中间容器中加热后的实验流体经管线注入到高温高压可视釜14内的渗流实验样品中。
具体的,显微镜13设置在高温高压可视釜14的上方,显微镜13的镜头对准釜内岩心薄片夹持器15处的渗流实验样品;高亮光源为LED灯,位于显微镜13的镜头下方,同时位于高温高压可视釜14上方。
具体的,高温高压可视釜14包括导热内筒35、隔热外筒30、温度控制器和岩心薄片夹持器15;导热内筒35设置在隔热外筒30内部,在导热内筒35和隔热外筒30之间设有加热电阻丝,加热电阻丝通过数据传输线27与温度控制器连接;岩心薄片夹持器15在进行沉积微观渗流实验时固定在导热内筒35内,用于夹持渗流实验样品。
具体的,岩心薄片夹持器15的入口通过注入支管36与中间容器相连,岩样夹持器的出口通过管线与回压阀18相连。
具体的,压力供给系统包括环压跟踪泵28、回压泵20、回压阀18和压力计17,其中,所述环压跟踪泵28通过管线与高温高压可视釜14连接,用于为高温高压可视釜14提供环压;所述回压泵20与回压阀18连接,用于为高温高压可视釜14提供回压;压力计17设置在回压阀18和高温高压可视釜14之间的管线上,用于采集回压压力。
具体的,流体回收系统还包括硫化氢气体监测仪25和通风橱11;带胶塞广口瓶21放置在天平22上,带胶塞广口瓶21的入口与回压阀18连接;带胶塞广口瓶21的出口通过流量计23与尾气吸收罐24连接;硫化氢气体监测仪25与计算机26连接,放置在尾气吸收罐24上方。
此外,该实验装置还设有阀门A2,阀门B4,阀门C5,阀门D9,阀门E10,阀门F19,阀门G29,阀门H32,阀门I33和阀门J34。
其中,计算机26为实验室用计算机,通过数据传输线27分别与压力表3、恒温加热箱6、显微镜13、压力计17、天平22相连,实现各装置的统一控制以及数据收集。第一中间容器7和第二中间容器8放置在恒温加热箱6中,高温高压可视釜14、压力计17、回压阀18、带胶塞广口瓶21、流量计23、尾气吸收罐24放置在通风橱11内依次从左向右通过注入支管36连接,硫化氢气体监测仪25放置在尾气吸收罐24上方。环压跟踪泵28通过注入支管36连接在高温高压可视釜14右上方,回压泵20通过回压阀18连接在压力计17与带胶塞广口瓶21之间。
其中,注入支管36采用耐酸碱腐蚀的哈氏合金管;压力表3和压力计17均采用精密数字压力表,适用范围广,操作简单;岩心薄片夹持器15要求渗流实验试样尺寸为长45mm,宽45mm,厚3mm;连接好各个装置后通过ISCo微量注入泵1产生实验要求的压力和流量,第一中间容器7或第二中间容器8中流体通过注入支管36进入岩心薄片夹持器15中的渗流试样然后依次进入右侧的带胶塞广口瓶21、流量计23、尾气吸收罐24进行回收处理;当流体进入岩心薄片夹持器15后,可以通过计算机26采集图像和数据。
本发明的高温高压硫沉积微观可视化渗流实验方法,包括以下步骤流程:
1.将装有渗流实验试样的岩心薄片夹持器15放入高温高压可视釜14中固定好,在温度控制器16上设置温度为115℃,温度升至93℃后打开阀门G29设置环压跟踪泵28压力为29Mpa建立环压,打开天平22和硫化氢气体监测仪25,打开阀门F19设置回压泵20压力为35Mpa建立回压。
2.打开高亮光源LED12灯及显微镜13,调整显微镜13焦距直至计算机26上的渗流实验试样清晰可见。
3.打开恒温加热箱6设置温度为115℃将第一中间容器7和第二中间容器8中流体加热至115℃后恒温。
4. 将ISCo微量注入泵1流量设置为0.1mL/min,打开阀门A2、阀门C5和阀门D9,按ISCo微量注入泵1的“开始”按钮开始将第一中间容器7中的液硫注入岩心薄片夹持器15中。
5.点击计算机上“开始记录”将实时记录的图片储存于计算机上,通过计算机26屏幕实时监测岩心薄片夹持器15中流体变化以及硫的分布,观察到计算机26采集的图像基本无变化,并且带胶塞广口瓶21中出现流体体积2PV时,在ISCo微量注入泵1上按“暂停”按钮停止注入,然后安全处理带胶塞广口瓶21中的液硫。
6.先关闭阀门C5、阀门D9,再打开阀门B4和阀门E10,然后在ISCo泵1上设定恒速进行驱替,驱替速度设置为0.1mL/min,按“开始”按钮注入含有硫粉的二氧化碳气体,每当显微镜13观察到的图像变化一次,通过VB语言进行编程,将实时保存的图像储存于计算机26,同时通过计算机26屏幕监测硫沉积形态,当观察到计算机26采集的图像基本无变化,且天平22再无变化时,在ISCo微量注入泵上按“暂停”按钮停止注入。
7.关闭所有阀门,关闭LED灯12,关闭回压泵20,关闭环压跟踪泵28,拆卸岩心薄片夹持器15,并清洗各装置;安全处理带胶塞广口瓶21中的液体及尾气吸收罐24内的气体;高温高压硫沉积微观可视化渗流实验结束。
本发明公开了一种高温高压硫沉积微观可视化渗流实验装置及方法,主要由ISCo微量注入泵1、中间容器、恒温加热箱6、高温高压可视釜14、显微镜13、通风橱11等构成。中间容器中的流体通过恒温加热箱6加热到实验要求的温度后再通过ISCo微量注入泵1产生实验要求的压力及流量经过管线进入渗流实验样品。渗流实验样品放置在高温高压可视釜14中,通过高温高压可视釜14上方放置的显微镜13可以观察到渗流实验样品内部的流体形态,以及硫沉积含量,通过数据传输线27将图像等数据采集到计算机当中。本发明解决了以往硫沉积微观渗流实验不能实时观测硫在岩心喉道处的微观形态和沉积量的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,装置由注入系统、高温高压可视釜(14)、压力供给系统、数据采集与分析系统、流体回收系统、注入支管(36)组成;所述注入系统、高温高压可视釜(14)、压力供给系统、流体回收系统通过管线依次连接;注入系统包括ISCo微量注入泵(1)、中间容器、恒温加热箱(6)和压力表(3),中间容器设于恒温加热箱(6)内,ISCo微量注入泵(1)与中间容器连接,压力表(3)设置在ISCo微量注入泵(1)与中间容器之间的管线上;数据采集与分析系统包括显微镜(13)、高亮光源和计算机(26);压力供给系统包括环压跟踪泵(28)、回压泵(20)、回压阀(18)和压力计(17);流体回收系统包括带胶塞广口瓶(21)、天平(22)、流量计(23)和尾气吸收罐(24);所述恒温加热箱(6)、显微镜(13)、高亮光源和天平(22)通过数据传输线(27)分别与计算机(26)相连接;
所述中间容器包括第一中间容器(7)和第二中间容器(8);第一中间容器(7)和第二中间容器(8)的一端分别与ISCo微量注入泵(1)连接,第一中间容器(7)和第二中间容器(8)的另一端分别通过管线与高温高压可视釜(14)连接;所述第一中间容器(7)内设有液硫,第二中间容器(8)内设有含有硫粉的二氧化碳气体;
中间容器中的实验流体先通过恒温加热箱(6)加热到沉积微观渗流实验要求的温度,然后利用ISCo微量注入泵(1)产生符合实验要求的压力和流量,将中间容器中加热后的实验流体经管线注入到高温高压可视釜(14)内的渗流实验样品中。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,所述显微镜(13)设置在高温高压可视釜(14)的上方,显微镜(13)的镜头对准釜内岩心薄片夹持器(15)处的渗流实验样品;高亮光源为LED灯,位于显微镜(13)的镜头下方,同时位于高温高压可视釜(14)上方。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,所述高温高压可视釜(14)包括导热内筒(35)、隔热外筒(30)、温度控制器(16)和岩心薄片夹持器(15);导热内筒(35)设置在隔热外筒(30)内部,在导热内筒(35)和隔热外筒(30)之间设有加热电阻丝,加热电阻丝通过数据传输线(27)与温度控制器(16)连接;岩心薄片夹持器(15)在进行沉积微观渗流实验时固定在导热内筒(35)内,用于夹持渗流实验样品。
4.根据权利要求3所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,所述岩心薄片夹持器(15)的入口通过注入支管(36)与中间容器相连,岩样夹持器的出口通过管线与回压阀(18)相连。
5.根据权利要求1所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,压力供给系统包括环压跟踪泵(28)、回压泵(20)、回压阀(18)和压力计(17),其中,所述环压跟踪泵(28)通过管线与高温高压可视釜(14)连接,用于为高温高压可视釜(14)提供环压;所述回压泵(20)与回压阀(18)连接,用于为高温高压可视釜(14)提供回压;压力计(17)设置在回压阀(18)和高温高压可视釜(14)之间的管线上,用于采集回压压力。
6.根据权利要求1所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,所述流体回收系统还包括硫化氢气体监测仪(25)和通风橱(11);带胶塞广口瓶(21)放置在天平(22)上,带胶塞广口瓶(21)的入口与回压阀(18)连接;带胶塞广口瓶(21)的出口通过流量计(23)与尾气吸收罐(24)连接;硫化氢气体监测仪(25)与计算机(26)连接,放置在尾气吸收罐(24)上方。
7.一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验方法,利用如权利要求1-6任意一项所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置,其特征在于,包括以下步骤:利用显微镜(13)记录下渗流实验过程中的图像,通过重构处理方法对渗流实验不同景深观测面上的岩石颗粒、孔隙结构以及硫沉积的微观渗流情况进行分析;首先将渗流实验试样放入高温高压可视釜(14)连接好管线后,通过温度控制器(16)将高温高压可视釜(14)加热到实验要求的温度后,开始建立环压与回压,建压完成后启动ISCo微量注入泵(1),将中间容器中的液硫按照一定的压力和流量泵入渗流实验样品中;在计算机(26)上点击“开始记录”指令,指令通过数据线传至显微镜并开始拍照,照片通过数据传输线实时传至计算机(26)进行分析处理得到硫沉积量与有效应力的关系曲线,研究微观孔隙分布与硫微观沉积量。
8.根据权利要求7所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:
步骤1,将装有渗流实验试样的岩心薄片夹持器(15)放入高温高压可视釜(14)中固定好,在温度控制器(16)上设置温度为115℃,在釜内温度升至93℃后打开阀门G(29),设置环压跟踪泵(28)压力为29Mpa,建立环压,同时打开天平(22)和硫化氢气体监测仪(25),打开阀门F设置回压泵(20)压力为35Mpa,建立回压;
步骤2,打开高亮光源的LED灯(12)及显微镜(13),调整显微镜(13)焦距直至计算机(26)上的渗流实验试样清晰可见,达到实验的预设的清晰度要求为止;
步骤3,打开恒温加热箱(6)设置温度为115℃将第一中间容器(7)和第二中间容器(8)中流体加热至115℃后恒温;
步骤4,将ISCo微量注入泵(1)的流量设置为0.1mL/min,打开阀门A(2)、阀门C(5)和阀门D(9),按ISCo微量注入泵(1)的“开始”按钮开始将第一中间容器(7)中的液硫注入岩心薄片夹持器(15)中;
步骤5,点击计算机(26)上“开始记录”将实时记录的图片储存于计算机(26)上,通过计算机(26)屏幕实时监测岩心薄片夹持器(15)中流体变化以及硫的分布,观察到计算机(26)采集的图像基本无变化,并且带胶塞广口瓶(21)中出现流体体积2PV时,在ISCo微量注入泵(1)上按“暂停”按钮停止注入,然后安全处理带胶塞广口瓶(21)中的液硫;
步骤6,先关闭阀门C(5)、阀门D(9),再打开阀门B(4)和阀门E(10),然后在ISCo微量注入泵(1)上设定恒速进行驱替,驱替速度设置为0.1mL/min,按“开始”按钮注入含有硫粉的二氧化碳气体,每当显微镜(13)观察到的图像变化一次,通过VB语言进行编程,将实时保存的图像储存于计算机(26),同时通过计算机(26)屏幕监测硫沉积形态,当观察到计算机(26)采集的图像基本无变化,且天平(22)再无变化时,在ISCo微量注入泵(1)上按“暂停”按钮停止注入;
步骤7,关闭所有阀门,关闭高亮光源LED灯(12),关闭回压泵(20)和环压跟踪泵(28),拆卸岩心薄片夹持器(15),并清洗各装置;安全处理带胶塞广口瓶(21)中的液体及尾气吸收罐(24)内的气体;高温高压硫沉积微观可视化渗流实验结束。
9.根据权利要求8所述的一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验方法,其特征在于,所述渗流实验样品在渗流过程中的物性参数包括硫沉积的微观形态和沉积量。
CN202110607386.2A 2021-06-01 2021-06-01 一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法 Active CN113310876B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110607386.2A CN113310876B (zh) 2021-06-01 2021-06-01 一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法
US17/509,109 US11530973B1 (en) 2021-06-01 2021-10-25 High-temperature and high-pressure equipment and method for microscopic visual sulfur deposit seepage test

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110607386.2A CN113310876B (zh) 2021-06-01 2021-06-01 一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113310876A CN113310876A (zh) 2021-08-27
CN113310876B true CN113310876B (zh) 2022-02-01

Family

ID=77376784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110607386.2A Active CN113310876B (zh) 2021-06-01 2021-06-01 一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11530973B1 (zh)
CN (1) CN113310876B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112014261B (zh) * 2020-09-04 2022-04-26 西南石油大学 一种基于溶剂溶解原理测量吸附硫含量的装置及方法
CN113945317B (zh) * 2021-10-19 2022-05-17 青岛科技大学 基于力致变色材料的贾敏效应孔喉压力测量装置及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102053055A (zh) * 2010-12-03 2011-05-11 西南石油大学 高温高压多功能岩心硫沉积测试装置及方法
CN104062214A (zh) * 2014-06-04 2014-09-24 西南石油大学 井筒硫沉积可视化实验装置及方法
CN104100257A (zh) * 2014-06-04 2014-10-15 西南石油大学 高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置及方法
CN105571647A (zh) * 2016-02-03 2016-05-11 青岛海洋地质研究所 天然气水合物开采多物理场演化模拟测试装置及方法
CN206638565U (zh) * 2017-04-26 2017-11-14 西南石油大学 一种高含硫气藏硫沉积对裂缝性储层损害评价实验装置
CN109060616A (zh) * 2018-07-23 2018-12-21 西南石油大学 一种高精度井筒硫沉积影响因素可视化测试装置及方法
CN109459362A (zh) * 2017-09-06 2019-03-12 中国石油化工股份有限公司 高温高压水岩反应和气体渗透率的一体化测试装置及方法
CN109827884A (zh) * 2019-03-15 2019-05-31 西北大学 一种真实砂岩高温高压可视化渗流实验装置及方法
CN210317293U (zh) * 2019-12-06 2020-04-14 西南石油大学 一种气藏井筒硫沉积伤害评价实验装置
CN112268854A (zh) * 2020-10-29 2021-01-26 中国石油天然气集团有限公司 一种腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置、安装方法及评价方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002079356A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-10 Sgt Holdings Llc Reducing sulfur dioxide emissions from coal combustion
US20130097740A1 (en) * 2008-03-24 2013-04-18 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junio Scanning probe microscopy-based metrology tool with a vacuum partition
CN103566701B (zh) * 2013-09-06 2015-08-05 中国石油大学(华东) 一种集输系统硫沉积诱发捕集装置
RU2580177C1 (ru) * 2014-12-30 2016-04-10 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ определения изменений параметров пористой среды под действием загрязнителя
CN106153393A (zh) * 2015-04-22 2016-11-23 中国科学院烟台海岸带研究所 一种浅水区域柱状沉积物孔隙水的原位分层采集装置
CN106437637B (zh) * 2016-09-19 2018-12-25 北京科技大学 高温高压二氧化碳驱超稠油可视化微观实验方法
CN108318454B (zh) * 2018-03-28 2022-11-04 山东大学 一种带温度压力可控样品池的小角激光散射仪及表征方法
CN108195763B (zh) * 2018-03-28 2022-11-01 山东大学 一种带温度和压力可控样品池的显微观测系统及方法
WO2020093262A1 (zh) * 2018-11-07 2020-05-14 中国矿业大学(北京) 孔隙结构三维模型及其成型方法、用于模拟岩体孔隙结构流体驱替的试验系统及透明试验方法
CN112730196B (zh) * 2020-12-25 2022-03-11 西南石油大学 一种高温高压微观可视化流动装置及实验方法
CN113433050B (zh) 2021-06-28 2023-06-09 西南石油大学 一种高温高压气-水-液硫三相相渗测试装置及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102053055A (zh) * 2010-12-03 2011-05-11 西南石油大学 高温高压多功能岩心硫沉积测试装置及方法
CN104062214A (zh) * 2014-06-04 2014-09-24 西南石油大学 井筒硫沉积可视化实验装置及方法
CN104100257A (zh) * 2014-06-04 2014-10-15 西南石油大学 高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置及方法
CN105571647A (zh) * 2016-02-03 2016-05-11 青岛海洋地质研究所 天然气水合物开采多物理场演化模拟测试装置及方法
CN206638565U (zh) * 2017-04-26 2017-11-14 西南石油大学 一种高含硫气藏硫沉积对裂缝性储层损害评价实验装置
CN109459362A (zh) * 2017-09-06 2019-03-12 中国石油化工股份有限公司 高温高压水岩反应和气体渗透率的一体化测试装置及方法
CN109060616A (zh) * 2018-07-23 2018-12-21 西南石油大学 一种高精度井筒硫沉积影响因素可视化测试装置及方法
CN109827884A (zh) * 2019-03-15 2019-05-31 西北大学 一种真实砂岩高温高压可视化渗流实验装置及方法
CN210317293U (zh) * 2019-12-06 2020-04-14 西南石油大学 一种气藏井筒硫沉积伤害评价实验装置
CN112268854A (zh) * 2020-10-29 2021-01-26 中国石油天然气集团有限公司 一种腐蚀性环境下管材耐蚀性能评价装置、安装方法及评价方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Sulfur deposition experiment in the presence of non-movable water";Jing-Hong Hu 等;《Journal of Petroleum Science and Engineering》;20121231;第100卷;第37-40页 *
"高含硫气藏相态特征及渗流机理研究 ——以元坝地区长兴组气藏为例";张广东;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士) 工程科技Ⅰ辑》;20150415(第4期);B019-3 *

Also Published As

Publication number Publication date
US11530973B1 (en) 2022-12-20
CN113310876A (zh) 2021-08-27
US20220381669A1 (en) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113310876B (zh) 一种高温高压硫沉积微观渗流可视化实验装置及方法
CN106285583B (zh) 一种微观可视化驱替模拟系统及其使用方法
CN111239132B (zh) 一种可视化高压微流控水合物模拟实验装置及其应用
CN110346403B (zh) 一种可视化流体相变观测装置及方法
CN104155217A (zh) 高温高压界面张力测量装置及测试方法
CN105569637A (zh) 稠油热采微观驱替实验系统
CN203949844U (zh) 高温高压界面张力测量装置
CN112858628A (zh) 一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置
CN105758677A (zh) 一种液体分层取样装置及对液体进行分层取样的方法
CN111175466A (zh) 一种可围压生成天然气水合物及保压转移分解装置及方法
CN115653554A (zh) 一种基于微流控的注气解除反凝析伤害微观实验方法
CN206205866U (zh) 一种微观可视化驱替模拟系统
CN112031761B (zh) 一种用于模拟气井水合物堵塞的解堵装置及方法
CN104963663B (zh) 大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置
CN203643302U (zh) 一种适应多渗透率级差分流酸化实验装置
CN110658225B (zh) 一种基于mri的高温高压下两相流体对流混合实验方法
CN106124118A (zh) 升泡仪及其使用方法
CN211426149U (zh) 置换法自动监测悬移质泥沙的装置
CN211777366U (zh) 一种油气井用压裂装置
CN209556984U (zh) 一种新型井口定量加药系统
CN206891783U (zh) 一种水产养殖用水质取样装置
CN208252088U (zh) 一种防止油井结蜡的滴流装置
CN113818853A (zh) 一种模拟sagd水平井注蒸汽的实验装置及其应用方法
CN113790042A (zh) 一种多轮次热复合化学吞吐的实验系统及实验方法
CN110658329A (zh) 一种实验室模拟气体水合物生成的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant