CN1963146A - 高温高压玻璃微观模型夹持器 - Google Patents

Abstract

一种油气田开发过程中，用于水驱油效果和评价的高温高压玻璃微观模型夹持器。特征是：模型床体底座和模型床体上盖中心有带台阶的通孔，通孔内均有玻璃视窗。玻璃视窗与模型床体底座和模型床体上盖的中心通孔内壁之间有O型密封圈。模型床体底座和模型床体上盖中间形成高压密闭室。模型床体上盖顶部通孔上固定有高压管。高压密闭室内有模型支架。微观仿真透明孔隙模型压紧在模型支架上。效果是：本发明能完成模拟地层高温高压条件下的微观仿真透明孔隙模型实验研究，在显微镜下，能清晰的观察到夹持器内的模型孔隙及实验流体。得出的实验数据参考价值优于目前常温常压实验结果。

Description

高温高压玻璃微观模型夹持器

技术领域

本发明涉及油田开发评价研究技术领域，特别涉及油气田开发过程中，水驱油效果和评价的一种仪器，是多相流体在可视的孔隙中相互驱替的实验研究仪器，高温高压玻璃微观模型夹持器。应用于室内流体渗流运移的机理实验研究。

背景技术

在研究油气田开发过程中，特别是在油田开发二次采油和三次采油、及油层保护等研究过程中，需要对水驱油效果进行评价，以及所用的各类化学剂效果进行评价。评价的主要依据是多相流体在可视的地层孔隙中相互驱替的实验研究。实验模型主要采用微观仿真透明孔隙模型。

目前，微观仿真透明孔隙模型只能在常温低压进行实验研究，没有能在高温高压条件下进行实验的装置。不能完成模仿地层条件下的微观仿真透明孔隙模型实验研究，得出的结果参考价值不高。模拟地层条件的程度是该领域中存在的最大的难题，也是长期以来亟待解决的问题。如温度、压力能否达到或接近地层原有的条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高压玻璃微观模型夹持器，能完成模仿地层高温高压条件下的微观仿真透明孔隙模型实验研究，解决多相流体或化学剂、在可视的孔隙中相互驱替的实验，得出的实验数据参考价值优于目前常温常压实验结果。提高实验模拟程度和应用范围，特别是能在油田开发二次采油和三次采油、及油层保护等方面，模拟不同温度不同压力下的驱替机理研究。

本发明采用的技术方案是：本发明高温高压玻璃微观模型夹持器主要由模型床体底座、模型床体上盖、模型支架、玻璃视窗和高压管组成。在模型床体底座与模型床体上盖之间螺纹连接。在模型床体底座与模型床体上盖之间有O型密封圈。模型床体底座和模型床体上盖中心有带台阶的通孔，通孔内均有玻璃视窗。在模型床体底座和模型床体上盖的中心通孔台阶上有垫圈，玻璃视窗抵在垫圈上。玻璃视窗与模型床体底座和模型床体上盖的中心通孔内壁之间有O型密封圈。模型床体底座和模型床体上盖中间形成高压密闭室。透过玻璃视窗，可以观察到高压密闭室内的微观仿真透明孔隙模型的实验状况。在模型床体上盖的顶部有通孔，模型床体上盖顶部通孔上固定有高压管。高压密闭室内有模型支架。模型支架上固定有2个高压管固定总成。高压管固定总成的功能是压紧模型支架上的微观仿真透明孔隙模型，并固定高压管端部。

模型支架的结构是：模型支架为圆筒状，上下有底，上下底中心有孔。在上底的中心孔两侧有对称的两个螺孔，在下底的中心孔两侧有对称的两个圆孔，上底的两个螺孔和下底的两个圆孔相对。

高压管固定总成的结构是：由锁紧螺栓座、密封管箍、锁紧螺栓、O型密封圈组成，锁紧螺栓座、密封管箍和锁紧螺栓有中心通孔。中心通孔内有高压管。高压管的端部有O型密封圈。锁紧螺栓座外壁有螺纹，内孔有一段斜锥面，斜锥面内有密封管箍，锁紧螺栓旋在锁紧螺栓座内螺孔内，压紧密封管箍。

在模型床体上盖的外壁上固定有加热套。

加热套采用电加热丝，在电加热丝外部包裹有保温层。加热套与模型床体上盖的固定方式是螺栓固定。

本发明采用的有益技术效果是：本发明高温高压玻璃微观模型夹持器能完成模仿地层高温高压条件下的微观仿真透明孔隙模型实验研究，在显微镜下，能清晰的观察到夹持器内的模型孔隙及实验流体。并解决多相流体或化学剂、在可视的孔隙中相互驱替的实验，得出的实验数据参考价值优于目前常温常压实验结果。提高实验模拟程度和应用范围，特别是能在油田开发二次采油和三次采油、及油层保护等方而，模拟不同温度不同压力下的驱替机理研究。高温高压玻璃微观模型夹持器打破了传统的微观仿真透明孔隙模型只能在常温低压进行实验研究模式，得出的结果参考价值高。另外，本发明还具有耐温、耐压、透明、密封、安全、连接方便等优点。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明高温高压玻璃微观模型夹持器的结构剖面示意图。是实施例1的结构示意图。

图2是本发明高压管固定总成结构剖面示意图。

图3是本发明模型支架结构剖面示意图。

图4是图3的俯视图。

图中，1.高压管，2.玻璃视窗，3.锁紧螺栓，4.密封管箍，5.加热套总成，6.螺栓，7.模型床体底座，8.O型密封圈，9.垫圈，10.微观仿真透明孔隙模型，11.O型密封圈，12.高压管固定总成，12-1.锁紧螺栓座，12-2.密封管箍，12-3.锁紧螺栓，12-4.O型密封圈，13.模型支架，14.模型床体上盖。

具体实施方式

实施例1：参阅附图1。高温高压玻璃微观模型夹持器主要由模型床体底座7，不锈钢材料制成，外径120毫米，高45毫米，上端有外螺纹。模型床体上盖14，不锈钢材料制成，外径90毫米，高度55毫米，下端有内螺纹。模型床体底座7与模型床体上盖14螺纹连接。在模型床体底座7与模型床体上盖14之间有O型密封圈8。模型床体底座7和模型床体上盖14中心有带台阶的通孔，通孔内各有一个玻璃视窗2。玻璃视窗2是透明玻璃制成，厚度15毫米，直径24毫米。在模型床体底座7和模型床体上盖14的中心通孔台阶上有垫圈9，垫圈9采用聚氟乙烯材料。玻璃视窗2抵在垫圈9上。玻璃视窗2与模型床体底座7和模型床体上盖14的中心通孔内壁之间分别有2到O型密封圈11。模型床体底座7和模型床体上盖14中间形成高压密闭室。从上部透过玻璃视窗2，可以用显微镜观察到高压密闭室内的微观仿真透明孔隙模型10的实验状况。从下部透过玻璃视窗2可以射入照明灯光。在模型床体上盖14的顶部有2个通孔，模型床体上盖14顶部通孔上固定有高压管1。2个通孔的距离为40毫米。高压管1的固定方式采用锁紧螺栓3和密封管箍4。锁紧螺栓3和密封管箍4的结构与密封管箍12-2和锁紧螺栓12-3的结构相同。高压密闭室内有模型支架13。模型支架13上固定有2个高压管固定总成12。高压管固定总成12的功能是压紧模型支架13上的微观仿真透明孔隙模型10，并固定高压管端部。参阅附图3和附图4。模型支架13为圆筒状，上下有底，上下底中心有孔。在上底的中心孔两侧有对称的两个螺孔，在下底的中心孔两侧有对称的两个圆孔，上底的两个螺孔和下底的两个圆孔相对距离为40毫米。参阅附图2。高压管固定总成12的结构是：由锁紧螺栓座12-1、密封管箍12-2、锁紧螺栓12-3、O型密封圈12-4组成，锁紧螺栓座12-1、密封管箍12-2和锁紧螺栓12-3有中心通孔。中心通孔内有高压管1。高压管1的端部有O型密封圈12-4，O型密封圈12-4型号为1.5×2。锁紧螺栓座12-1外壁有螺纹，内孔有一段斜锥面，斜锥面内有密封管箍12-2，锁紧螺栓12-3旋在锁紧螺栓座12-1内螺孔内，压紧密封管箍12-2。密封管箍12-2采用铜材料制成。在在模型床体上盖14的外壁上固定有加热套5。加热套5采用热电偶保温套加热。电压24-36V安全电压，功率为500千瓦，温度可达120℃。加热套5与模型床体上盖14的固定方式是螺栓6固定。

使用过程：将需要实验的微观仿真透明孔隙模型10置入模型支架13上。高压管固定总成12将微观仿真透明孔隙模型10固定，高压管固定总成12于模型床体上盖14连接好。最后旋紧模型床体上盖14和模型床体底座7。在模型床体上盖14的外围固定加热套5。通过高压管1往高压密闭室内注入实验液体。加温加压，达到实验需要的温度压力。将高温高压玻璃微观模型夹持器置入视显微镜的镜头下。通过玻璃视窗2射入照明灯光。透过另一个玻璃视窗2可以看见多相流体在地层孔隙中相互驱替的实验全过程。

实验用油、气为白庙气田的凝析油和天然气。首先将模型饱和白庙气田凝析油(为保证油组份不变，实验中未加任何染料)，然后注入天然气。实验时将模型环压室压力升至5MPa，模型的进出口压力也同时升至5MPa，此时观察模型孔隙中油气两相流体的变化情况，只见孔隙中较大的气泡较升压前被压缩变小，一些小的气泡则溶解消失。

在100℃，压力为5MPa的条件下，模型进出口压差为0.01MPa，进行水驱气、气驱水实验，实验机理与常温常压条件下相同。

使用高温高压夹持器，在不同温度、压力点进行了性能测试，结果见下表：

温度(℃)	压力(MPa)	时间(小时)	结果
				80	5	24	不渗不漏
100	5	24	不渗不漏
				120	6	24	不渗不漏

经过多次的研制改进试验，微观实验系统增置了微观模型高温高压夹持器、高压平流泵、电加热保温套、电热控温仪、高压中间容器、高压室及模型进出口压力显示系统。

该发明不但拓宽了实验范围，而且提高了模拟程度，实验的温度和压力范围。

Claims (5)

1、一种高温高压玻璃微观模型夹持器，主要由模型床体底座(7)、模型床体上盖(14)、模型支架(13)、玻璃视窗(2)和高压管(1)组成，其特征是：在模型床体底座(7)与模型床体上盖(14)之间螺纹连接，在模型床体底座(7)与模型床体上盖(14)之间有O型密封圈(8)，模型床体底座(7)和模型床体上盖(14)中心有带台阶的通孔，通孔内均有玻璃视窗(2)，在模型床体底座(7)和模型床体上盖(14)的中心通孔台阶上有垫圈(9)，玻璃视窗(2)抵在垫圈(9)上，玻璃视窗(2)与模型床体底座(7)和模型床体上盖(14)的中心通孔内壁之间有O型密封圈(11)，模型床体底座(7)和模型床体上盖(14)中间形成高压密闭室，透过玻璃视窗(2)，在模型床体上盖(14)的顶部有通孔，模型床体上盖(14)顶部通孔上固定有高压管(1)，高压密闭室内有模型支架(13)，模型支架(13)上固定有2个高压管固定总成(12)，高压管固定总成(12)的功能是压紧模型支架(13)上的微观仿真透明孔隙模型(10)，并固定高压管端部。

2、根据权利要求1所述的高温高压玻璃微观模型夹持器，其特征是：所述模型支架(13)的结构是：模型支架(13)为圆筒状，上下有底，上下底中心有孔，在上底的中心孔两侧有对称的两个螺孔，在下底的中心孔两侧有对称的两个圆孔，上底的两个螺孔和下底的两个圆孔相对。

3、根据权利要求1或2所述的高温高压玻璃微观模型夹持器，其特征是：所述的高压管固定总成(12)的结构是：由锁紧螺栓座(12-1)、密封管箍(12-2)、锁紧螺栓(12-3)、O型密封圈(12-4)组成，锁紧螺栓座(12-1)、密封管箍(12-2)和锁紧螺栓(12-3)有中心通孔，中心通孔内有高压管(1)，高压管(1)的端部有O型密封圈(12-4)，锁紧螺栓座(12-1)外壁有螺纹，内孔有一段斜锥面，斜锥面内有密封管箍(12-2)，锁紧螺栓(12-3)旋在锁紧螺栓座(12-1)内螺孔内，压紧密封管箍(12-2)。

4、根据权利要求1或2所述的高温高压玻璃微观模型夹持器，其特征是：在模型床体上盖(14)的外壁上固定有加热套(5)。

5、根据权利要求4所述的高温高压玻璃微观模型夹持器，其特征是：加热套(5)采用电加热丝，在电加热丝外部包裹有保温层，加热套(5)与模型床体上盖(14)的固定方式是螺栓(6)固定。