CN113970508B - 多功能岩心流动试验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多功能岩心流动试验平台，包括：流体注入装置，流体注入装置包括相互连通的驱替泵和液罐；计量装置；岩样夹持组件，岩样夹持组件的两端分别与液罐和计量装置可拆卸地连通；常规夹持器，常规夹持器的两端分别与液罐和计量装置连通，常规夹持器与岩样夹持组件并联；恒温箱，液罐、岩样夹持组件和常规夹持器设置在恒温箱内；围压装置，围压装置分别与岩样夹持组件和常规夹持器连通；自动控制装置，自动控制装置与驱替泵均能够用于控制岩样夹持组件和常规夹持器的工作状态，岩样夹持组件和常规夹持器包括双路工作状态和单路工作状态。本发明解决了现有技术中油气田试验仪器功能单一的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气田试验仪器技术领域，具体而言，涉及一种多功能岩心流动试验平台。
背景技术
目前生产厂家生产的驱替试验仪一般均是以完成单项试验项目为目的而设计的，比如油水相对渗透率渗透率测定仪、岩石敏感性评价实验装置、泡沫驱实验装置等等，这些实验仪器均存在着试验流程固化，工作范围较为单一的问题，这使得用户只能按照要开展的实验项目去逐一购置设备，致使某些研究性质的试验项目，在专门采购的仪器完成试验后就基本处于长期停用甚至报废的状态，造成设备利用率低、浪费严重等问题。当然，目前该类分析设备也共同具有自动化程度和分析精度日益提高的发展趋势。
由上可知，现有技术中存在油气田试验仪器功能单一的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多功能岩心流动试验平台，以解决现有技术中油气田试验仪器功能单一的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种多功能岩心流动试验平台，包括：流体注入装置，流体注入装置包括相互连通的驱替泵和液罐；计量装置；岩样夹持组件，岩样夹持组件的两端分别与液罐和计量装置可拆卸地连通；常规夹持器，常规夹持器的两端分别与液罐和计量装置连通，常规夹持器与岩样夹持组件并联；恒温箱，液罐、岩样夹持组件和常规夹持器设置在恒温箱内；围压装置，围压装置分别与岩样夹持组件和常规夹持器连通；自动控制装置，自动控制装置与驱替泵均能够用于控制岩样夹持组件和常规夹持器的工作状态，其中，岩样夹持组件和常规夹持器包括双路工作状态和单路工作状态，双路工作状态为岩样夹持组件和常规夹持器均工作，单路工作状态为岩样夹持组件和常规夹持器的二者之一投入工作。
进一步地，液罐包括多个第一液罐和多个第二液罐，多个第一液罐和多个第二液罐并联，驱替泵包括第一驱替泵和第二驱替泵，第一驱替泵和第二驱替泵分别与多个第一液罐和多个第二液罐连接。
进一步地，岩样夹持组件包括常规夹持器、三轴向夹持器、梯度夹持器、填砂管模型和平板模型。
进一步地，计量装置包括单相计量装置、二相计量装置和三相计量装置。
进一步地，流体注入装置还包括气泡沫驱装置，气泡沫驱装置与液罐并联，以向岩样夹持组件和/或常规夹持器内注入气体和/或泡沫。
进一步地，当气泡沫驱装置使用时，计量装置为三相计量装置。
进一步地，自动控制装置包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀设置在第二液罐与岩样夹持组件之间的管段上，第二控制阀设置在第一液罐与常规夹持器之间的管段上。
进一步地，自动控制装置还包括第三控制阀和第四控制阀，第三控制阀设置在第一液罐的出口和第二液罐的出口之间的管段上，第四控制阀设置在第一液罐的进口和第二液罐的进口之间的管段上。
进一步地，第一液罐中的介质与第二液罐中的介质不同。
进一步地，岩样夹持组件与液罐和计量装置之间为快插连接。
进一步地，多功能岩心流动试验平台还包括数据采集装置，数据采集装置与流体注入装置、计量装置、恒温箱和围压装置均电连接。
应用本发明的技术方案，通过流体注入装置对岩样夹持组件或者常规夹持器内的岩样进行挤压，通过围压装置对岩样夹持组件或者常规夹持器内的岩样进行围压，液罐、岩样夹持组件和常规夹持器设置在恒温箱内，通过调节恒温箱的温度满足岩样试验温度需求，自动控制装置与驱替泵均能够用于控制岩样夹持组件和常规夹持器的工作状态，使得岩样夹持组件和常规夹持器具有双路工作状态和单路工作状态，从而满足能够进行多种不同试验以及多种不同试验同时进行的需求，解决了现有技术中油气田试验仪器功能单一的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的一个具体实施例中的多功能岩心流动试验平台的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一驱替泵；20、第二驱替泵；30、第一液罐；40、第二液罐；50、计量装置；60、岩样夹持组件；70、常规夹持器；80、恒温箱；90、围压装置；100、真空泵；110、第一控制阀；120、第二控制阀；130、第三控制阀；140、第四控制阀；150、压力传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中油气田试验仪器功能单一的问题，本发明提供了一种多功能岩心流动试验平台。具体的，本实施例中的多功能岩心流动试验平台能够进行储层试验评价、渗流模型试验和采油工艺试验等试验。
如图1所示，多功能岩心流动试验平台包括流体注入装置、计量装置50、岩样夹持组件60、常规夹持器70、恒温箱80、围压装置90和自动控制装置。流体注入装置包括相互连通的驱替泵和液罐。岩样夹持组件60的两端分别与液罐和计量装置50可拆卸地连通。常规夹持器70的两端分别与液罐和计量装置50连通，常规夹持器70与岩样夹持组件60并联。液罐、岩样夹持组件60和常规夹持器70设置在恒温箱80内。围压装置90分别与岩样夹持组件60和常规夹持器70连通。自动控制装置与驱替泵均能够用于控制岩样夹持组件60和常规夹持器70的工作状态，其中，岩样夹持组件60和常规夹持器70包括双路工作状态和单路工作状态，双路工作状态为岩样夹持组件60和常规夹持器70均工作，单路工作状态为岩样夹持组件60和常规夹持器70的二者之一投入工作。
通过流体注入装置对岩样夹持组件60或者常规夹持器70内的岩样进行挤压，通过围压装置90对岩样夹持组件60或者常规夹持器70内的岩样进行围压，液罐、岩样夹持组件60和常规夹持器70设置在恒温箱80内，通过调节恒温箱80的温度满足岩样试验温度需求，自动控制装置与驱替泵均能够用于控制岩样夹持组件60和常规夹持器70的工作状态，使得岩样夹持组件60和常规夹持器70具有双路工作状态和单路工作状态，从而满足能够进行多种不同试验以及多种不同试验同时进行的需求，大大增强了多功能岩心流动试验平台的功能性。
在本实施例中，围压装置90为围压伺服泵。围压伺服泵能够精确控制输出的围压压力，从而满足各种试验的围压条件要求。具体的，围压装置90的输出的围压压力能够自动跟随驱替泵输出的压力，且高于驱替泵输出的压力某一设定值，设定值根据具体试验情况设定，以防止驱替泵向岩样夹持组件60或者常规夹持器70内注入的驱替液在岩样的表面窜流。
在本实施例中，恒温箱80包括温度控制装置，根据不同试验的温度要求，通过温度控制装置将恒温箱80内的温度设置在所需要的温度，从而保证试验的正常进行。
如图1所示，液罐包括多个第一液罐30和多个第二液罐40，多个第一液罐30和多个第二液罐40并联。驱替泵包括第一驱替泵10和第二驱替泵20，第一驱替泵10和第二驱替泵20分别与多个第一液罐30和多个第二液罐40连接。
具体的，第一液罐30中的介质与第二液罐40中的介质不同。这样，根据不同试验的需求，可以向试验管路通入不同类型的介质，从而利用同一试验管路完成更多项的试验，节约了试验成本。此外，有些试验需要同时注入两种介质，通过设置第一液罐30和第二液罐40，满足了此类试验的试验需求。
在本实施例中，岩样夹持组件60包括常规夹持器70、三轴向夹持器、梯度夹持器、填砂管模型和平板模型。这样利用岩样夹持组件60能够进行多种试验。也就是说，岩样夹持组件60既可以是常规夹持器70，这样与另外一路的常规夹持器70形成双流程，能够同时进行常规驱替试验，也可以是其他类型的夹持组件，从而进行其他类型的试验。例如，当需要进行采油工艺试验时，接入填砂管模型即可完成试验流程组建。当需要进行调堵试验时，接入梯度夹持器即可完成试验流程组建。当需要进行覆压下流体渗流能力试验时，接入三轴向夹持器即可完成试验流程组建。当然，岩样夹持组件60不限于包括上述类型的模型，可以根据试验需求进行更多地选择，以使本实施例中的多功能岩心流动试验平台具有更强的功能性。
如图1所示，本实施例中的多功能岩心流动试验平台包括多个快插接口，多个快插接口分别为快插接口A、快插接口B、快插接口B1、快插接口B2、快插接口B3、快插接口C和快插接口D。通过快插接口，根据不同试验的需求能够将所需要的试验组件快速接入试验管路，从而组建试验流程，提高了试验效率。
在本实施例中，岩样夹持组件60与液罐和计量装置50之间为快插连接。快插连接既能保证连接的牢固性，又具有拆卸方便的优点，根据不同试验的需求能够快速的更换岩样夹持组件60的类型，从而快速组建试验流程，提高了试验效率。
在本实施例中，计量装置50包括单相计量装置、二相计量装置和三相计量装置。如图1所示，快插接口B1和快插接口B3为计量装置50与岩样夹持组件60和常规夹持器70分别连接的快插接口。根据不同试验的需求，选择不同相的计量装置50在快插接口B1或者快插接口B3处与岩样夹持组件60或者常规夹持器70连接，从而组建好试验流程，保证计量的准确性。
在本实施例中，流体注入装置还包括气泡沫驱装置，气泡沫驱装置与液罐并联，以向岩样夹持组件60和常规夹持器70内注入气体和泡沫。当然，也可以单独向岩样夹持组件60或者单独向常规夹持器70内注入气体和泡沫。进一步地，也可以只注入气体或者只注入泡沫，可以根据具体试验需求进行选择。具体的，当需要进行气泡沫驱试验时，将液罐的出口关闭并将气泡沫驱装置接入到快插接口C或者快插接口D，从而向岩样夹持组件60或者常规夹持器70内注入气体和泡沫。当需要进行气驱试验时，则向岩样夹持组件60或者常规夹持器70内注入气体。当需要进行泡沫驱试验时，则向岩样夹持组件60或者常规夹持器70内注入泡沫。
在本实施例中，当气泡沫驱装置使用时，计量装置50为三相计量装置。由于在进行气驱试验或者泡沫驱试验时，试验过程中会有油、气、水三相物质，因此，计量装置50需要为三相计量装置，以满足计量的需求。
如图1所示，自动控制装置包括第一控制阀110和第二控制阀120，第一控制阀110设置在第二液罐40与岩样夹持组件60之间的管段上，第二控制阀120设置在第一液罐30与常规夹持器70之间的管段上。
如图1所示，自动控制装置还包括第三控制阀130和第四控制阀140，第三控制阀130设置在第一液罐30的出口和第二液罐40的出口之间的管段上，第四控制阀140设置在第一液罐30的进口和第二液罐40的进口之间的管段上。
在本实施例中，通过控制第一控制阀110、第二控制阀120、第三控制阀130和第四控制阀140的开闭以及第一驱替泵10和第二驱替泵20的启闭，不仅能够控制岩样夹持组件60和常规夹持器70是处于双路工作状态还是单路工作状态，还能满足不同试验的注入介质的需求。具体的，打开第一控制阀110、第二控制阀120和第三控制阀130，关闭第四控制阀140，然后启动第一驱替泵10和第二驱替泵20中任意一个，能够进行单线程的多介质试验。打开第一控制阀110和第三控制阀130，关闭第二控制阀120和第四控制阀140，然后启动第一驱替泵10和第二驱替泵20，能够进行双流程的驱替试验。打开第一控制阀110和第二控制阀120，关闭第三控制阀130和第四控制阀140，然后启动第一驱替泵10和第二驱替泵20，能够成比例地注入两种不同的介质。打开第一控制阀110、第二控制阀120和第四控制阀140，关闭第三控制阀130，然后启动第一驱替泵10和第二驱替泵20，能够进行多岩样的大排量驱替试验。通过控制岩样夹持组件60和常规夹持器70的单、双路工作状态以及各个控制阀和驱替泵的开闭，能够进行多种不同的试验，大大增加了本实施例中的多功能岩心流动试验平台的功能性。
如图1所示，多功能岩心流动试验平台还包括真空泵100。当试验需要负压条件时，从快插接口B处将真空泵100接入试验管路，从而为试验创造负压环境。
如图1所示，多功能岩心流动试验平台还包括多个压力传感器150。多个压力传感器150设置在试验管路的各个位置，从而测量试验管路上各个位置处的压力，从而帮助试验人员判断是否达到试验压力条件。
在本实施例中，多功能岩心流动试验平台还包括数据采集装置，数据采集装置与流体注入装置、计量装置50、恒温箱80和围压装置90均电连接。这样数据采集装置能够采集试验过程中的流量、温度、压力等数据以及各个装置的工作状态，方便试验人员实时监控试验数据和状态，且能够在试验出现异常时及时处理，避免发生试验事故。此外，数据采集装置还与各个压力传感器150电连接，从而采集试验管路上各个位置处的压力。
可选地，本实施例中的多功能岩心流动试验平台为开放式平台，在上述试验的基础上，通过增加相应的试验模块，试验模块能够通过快插接口快速接入试验管路，从而进行更多的试验。本实施例中的多功能岩心流动试验平台可广泛用于储层敏感性、伤害评价、毛细管混相驱、径向流模拟驱及化学驱物理模拟和动态驱替综合评价，也可用于研究模拟驱油体系在多孔介质中渗流特性(液测渗透率、油水相对渗透率、基础注水实验)、驱油效率、压裂、酸化，堵水、调整注采剖面实验等诸多的试验研究工作，具有很强的试验功能性。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过流体注入装置对岩样夹持组件60或者常规夹持器70内的岩样进行挤压，通过围压装置90对岩样夹持组件60或者常规夹持器70内的岩样进行围压，液罐、岩样夹持组件60和常规夹持器70设置在恒温箱80内，通过调节恒温箱80的温度满足岩样试验温度需求，自动控制装置与驱替泵均能够用于控制岩样夹持组件60和常规夹持器70的工作状态，使得岩样夹持组件60和常规夹持器70具有双路工作状态和单路工作状态，从而满足能够进行多种不同试验以及多种不同试验同时进行的需求，此外，开放式设计使得增加相应的试验模块即可进行更多的试验，大大增强了多功能岩心流动试验平台的功能性。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多功能岩心流动试验平台，其特征在于，包括：
流体注入装置，所述流体注入装置包括相互连通的驱替泵和液罐；
计量装置(50)；
岩样夹持组件(60)，所述岩样夹持组件(60)的两端分别与所述液罐和所述计量装置(50)可拆卸地连通；
常规夹持器(70)，所述常规夹持器(70)的两端分别与所述液罐和所述计量装置(50)连通，所述常规夹持器(70)与所述岩样夹持组件(60)并联；
恒温箱(80)，所述液罐、所述岩样夹持组件(60)和所述常规夹持器(70)设置在所述恒温箱(80)内；
围压装置(90)，所述围压装置(90)分别与所述岩样夹持组件(60)和所述常规夹持器(70)连通；
自动控制装置，所述自动控制装置与所述驱替泵均能够用于控制所述岩样夹持组件(60)和所述常规夹持器(70)的工作状态，其中，所述岩样夹持组件(60)和所述常规夹持器(70)包括双路工作状态和单路工作状态，所述双路工作状态为所述岩样夹持组件(60)和所述常规夹持器(70)均工作，所述单路工作状态为所述岩样夹持组件(60)和所述常规夹持器(70)的二者之一投入工作；
所述液罐包括多个第一液罐(30)和多个第二液罐(40)，多个所述第一液罐(30)和多个所述第二液罐(40)并联，所述驱替泵包括第一驱替泵(10)和第二驱替泵(20)，所述第一驱替泵(10)和所述第二驱替泵(20)分别与多个所述第一液罐(30)和多个所述第二液罐(40)连接；
所述岩样夹持组件(60)包括所述常规夹持器(70)、三轴向夹持器、梯度夹持器、填砂管模型和平板模型；
所述自动控制装置包括第一控制阀(110)和第二控制阀(120)，所述第一控制阀(110)设置在所述第二液罐(40)与所述岩样夹持组件(60)之间的管段上，所述第二控制阀(120)设置在所述第一液罐(30)与所述常规夹持器(70)之间的管段上；
所述自动控制装置还包括第三控制阀(130)和第四控制阀(140)，所述第三控制阀(130)设置在所述第一液罐(30)的出口和所述第二液罐(40)的出口之间的管段上，所述第四控制阀(140)设置在所述第一液罐(30)的进口和所述第二液罐(40)的进口之间的管段上。
2.根据权利要求1所述的多功能岩心流动试验平台，其特征在于，所述计量装置(50)包括单相计量装置、二相计量装置和三相计量装置。
3.根据权利要求1所述的多功能岩心流动试验平台，其特征在于，所述流体注入装置还包括气泡沫驱装置，所述气泡沫驱装置与所述液罐并联，以向所述岩样夹持组件(60)和/或所述常规夹持器(70)内注入气体和/或泡沫。
4.根据权利要求3所述的多功能岩心流动试验平台，其特征在于，当所述气泡沫驱装置使用时，所述计量装置(50)为三相计量装置。
5.根据权利要求1所述的多功能岩心流动试验平台，其特征在于，所述第一液罐(30)中的介质与所述第二液罐(40)中的介质不同。
6.根据权利要求1所述的多功能岩心流动试验平台，其特征在于，所述岩样夹持组件(60)与所述液罐和所述计量装置(50)之间为快插连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多功能岩心流动试验平台，其特征在于，所述多功能岩心流动试验平台还包括数据采集装置，所述数据采集装置与所述流体注入装置、所述计量装置(50)、所述恒温箱(80)和所述围压装置(90)均电连接。
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