CN211426190U - 模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，包括：外壳、测量系统、供气系统和数据采集系统，外壳上设置有加热装置以及用于和所述供气系统连接的进气口、能将所述外壳中的气体向外排出的排气口；所述测量系统包括：设置在所述外壳内的温度传感器、压力传感器、应力传感器，载物台、放置在所述载物台上的液体盛装容器、用于将岩心样品悬挂在所述应力传感器下的连接件；所述供气系统包括：通过管线与所述进气口连通的增压泵、供气瓶和开关控制阀门；所述数据采集系统与所述测量系统的温度传感器、压力传感器、应力传感器电性连接。本实用新型提供的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，能够根据真实气藏特征模拟真实气体的自吸过程。

Description

模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置

技术领域

本实用新型涉及气藏开发技术领域，尤其涉及一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置。

背景技术

随着非常规油气的开采占据油气开发比重增加，针对自发渗吸测量装置的研发相对较完善。目前，自发渗吸测量装置可以包括针对致密油加压自发渗吸装置、常温常压可视化智能监控自发渗吸装置，针对致密气可加热自发渗吸装置等。

对于气藏而言，储层岩石在初始时刻不含水或仅仅含有不可动束缚水，采用目前自发渗吸装置对气藏储层岩石进行自发渗吸实验研究时，现有技术仅仅设计了在空气中常压自吸装置，而没有模拟加压过程中天然气等真实气体的自吸过程。

为此，本实用新型依据真实气藏特征，提出了一种模拟气藏条件下可加热加压自发渗吸测量装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

基于前述的现有技术缺陷，本实用新型实施方式提供了一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，通过对测量系统不同气体进行加压、加温，使室内自发渗吸实验模拟结果更加接近真实气藏，即能够根据真实气藏特征模拟真实气体的自吸过程。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。

一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，包括：外壳、测量系统、供气系统和数据采集系统，所述外壳上设置有加热装置以及用于和所述供气系统连接的进气口、能将所述外壳中的气体向外排出的排气口；所述测量系统包括：设置在所述外壳内的温度传感器、压力传感器、应力传感器，载物台、放置在所述载物台上的液体盛装容器、用于将岩心样品悬挂在所述应力传感器下的连接件；所述供气系统包括：通过管线与所述进气口连通的增压泵、供气瓶和开关控制阀门；所述数据采集系统与所述测量系统的温度传感器、压力传感器、应力传感器电性连接。

在一个优选的实施方式中，所述外壳上还设置有保温层。

在一个优选的实施方式中，所述外壳中设置有可视化耐压窗口，所述可视化耐压窗口为玻璃，所述玻璃的耐压范围为0-50MPa。

在一个优选的实施方式中，所述连接件为吊绳，所述吊绳的材质为塑料，所述吊绳的直径不大于0.128mm，所述称量仪应力传感器精度至少为0.0001mg。

在一个优选的实施方式中，所述供气瓶包括：氮气瓶、空气瓶、二氧化碳气瓶、甲烷瓶。

在一个优选的实施方式中，模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置还包括真空泵，所述真空泵能和所述排气口相连接，用于对所述外壳内进行抽真空。

在一个优选的实施方式中，所述外壳上设置有与所述温度传感器适配的温度数据传输外接口、与所述压力传感器适配的压力数据传输外接口、与所述应力传感器适配的应力数据传输外接口，所述温度数据传输外接口、压力数据传输外接口、应力数据传输外接口通过数据线与所述数据采集系统相连接。

在一个优选的实施方式中，所述温度数据传输外接口、压力数据传输外接口、应力数据传输外接口与所述外壳通过卡扣装置连接，并通过密封圈密封。

在一个优选的实施方式中，所述温度传感器、压力传感器、应力传感器与所述外壳的内壁相接触。

在一个优选的实施方式中，所述载物台的下方还设置有高度调节装置，所述高度调节装置设置有穿设过所述外壳的调节旋钮，旋转所述调节旋钮，能升高或降低所述载物台。

有益效果：

本实用新型所提供的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，通过所述排气口对所述测量系统进行抽真空处理，然后通过所述外部气体接入口将实验所需气体输送入所述测量系统，并通过所述气体增压泵进一步加压至所需实验压力，解决现有技术无法模拟真实气藏自发渗吸时岩石所处的气体环境。此外，采用加热装置和恒温装置，对所述测量系统进行加热恒温，能模拟实际气藏的温度条件，解决现有技术无法模拟真实气藏自发渗吸时岩石所处的温度环境，能够根据真实气藏特征模拟真实气体的自吸过。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。在附图中：

图1是本申请实施方式中提供的一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置结构示意图。

附图标记说明：

1、氮气瓶；2、空气瓶；3、二氧化碳气瓶；4、天然气瓶；5、开关控制阀门；6、温度数据传输外接口；7、压力数据传输外接口；8、应力数据传输外接口；9、应力传感器；10、数据传输线；11、吊绳；12、岩心样品；13、液体盛装容器；14、窗口；15、载物台；16、测量系统；17、外壳；18、高度调节装置；19、气体增压泵；20、数据采集系统；21、压力传感器；22、温度传感器；23、排气口；24、六通阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施方式提供了一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，通过对测量系统不同气体进行加压、加温，使室内自发渗吸实验模拟结果更加接近真实气藏，即能够根据真实气藏特征模拟真实气体的自吸过程。

如图1所示，本实用新型实施方式的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置可以包括：外壳17、测量系统16、供气系统、数据采集系统20。

在本实施方式中，外壳17上可以装有可视化耐压窗口14、加热装置和恒温装置(例如：保温层)、进气口和排气口23、数据采集传送接口。该外壳17的内部形成测量室。

其中，通过在外壳17上设置该可视化耐压窗口14，可以便于观察实验进度。所述可视化耐压窗口14为玻璃，所述玻璃的耐压范围为0-50MPa。具体的，该可视化耐压窗口14可以设置在该外壳17的一侧，也可以设置在该外壳17的多个侧面上，本申请在此并不作具体的限定。

在外壳17具体可以呈中空的圆柱型，当然也可以为其他形状，例如矩形或者其他规则或非规则形状。由于该外壳17为耐压壳体，优选的，该外壳17可以呈中空的圆柱型，以便能够较佳地承压。该外壳17具体为可加热的恒温外壳17。在外壳17上可以设置有对外壳17进行加热的加热装置。此外，该外壳17上可以设置有保温套，从而实现恒温。

该外壳17上可以设置有用于接入外部气体的进气口和用于进行排气的排气口23。其中，供气系统可以通过管线与该进气口相连接，从而向外壳17中供入气体。

在本实施方式中，供气系统可以包括：增压泵和若干不同类型的气瓶。其中，若干不同类型的气瓶连接在增压泵上，通过增压泵将气体泵送入测量系统16。其中，若干不同类型的气瓶可以包括：氮气瓶1、空气瓶2、二氧化碳气瓶3、甲烷瓶。每个气瓶的一端与增压泵相连接，另一端可以设置有开关控制阀门5，通过管线连接至进气口。在多个开关控制阀门5的下游可以设置有六通阀24，在该六通阀24与进气口之间的管路上可以设置有开关控制阀门5。

在本实施方式中，测量系统16可以包括设置在所述外壳17中的温度传感器22、压力传感器21、应力传感器9，载物台15、放置在所述载物台15上的液体盛装容器13、用于将岩心样品12悬挂在所述应力传感器9下的连接件。

该应力传感器9用于配合该测量系统16的其他部件形成称量模块。在该称量模块中，应力传感器9设于测量系统16顶部、通过连接件连接岩石样品，温度、压力和称量模块在装置外部通过数据采集接口与数据采集系统20相连接。渗吸液容器设于测量系统16下部，放置在载物台15上。

其中，所述连接件可以为吊绳11，所述吊绳11的材质为塑料，所述吊绳11的直径不大于0.128mm，所述应力传感器9的精度至少为0.0001mg，从而保证该称量模块能够准确的测量出岩石样品中的自发渗吸情况。

进一步的，该载物台15的下方还可以设置有高度调节装置18，所述高度调节装置18设置有穿设过所述外壳17的调节旋钮，旋转所述调节旋钮，能升高或降低所述载物台15的高度，从而能够维持岩心样品12的下端与渗吸液容器中的渗吸液面相接触。例如，在岩心样品12与渗吸液由于渗吸作用产生分离时，可通过高度调节装置18调节渗吸液高度，确保整个实验过程中，岩心样品12下部与渗吸液接触。

所述外壳17上设置有与所述温度传感器22适配的温度数据传输外接口6、与所述压力传感器21适配的压力数据传输外接口7、与所述应力传感器9适配的应力数据传输外接口8，所述温度数据传输外接口6、压力数据传输外接口7、应力数据传输外接口8通过数据线与所述数据采集系统20相连接。具体的，该数据采集系统20可以为电脑，通过电脑精确控制和记录实验过程中的数据参数。该数据参数根据传感器的功能相匹配，当该测量系统16中设置有温度传感器22、压力传感器21、应力传感器9时，相应的，该数据参数可以包括：温度、压力和质量。

为了保证该外壳17整体的密封性，形成能够真实模拟气藏的压力环境，所述温度数据传输外接口6、压力数据传输外接口7、应力数据传输外接口8可以与所述外壳17通过卡扣装置连接，并通过密封圈密封。此外，当采用卡扣装置连接时，也便于进行安装及后续的拆卸维护。

所述温度传感器22、压力传感器21、应力传感器9与所述外壳17的内壁相接触，能精确监控测量室的温度、压力和质量变化。

在一个实施方式中，该模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置还可以包括真空泵，所述真空泵能和所述排气口23相连接，用于对所述外壳17内进行抽真空。具体的，当该外壳17的排气口23连接真空泵时，可对测量系统16内部进行抽真空处理，确保某一种气体环境下测量不受空气等影响。在抽真空结束后，对测量系统16进行加热处理，以达到实验要求温度并进行恒温处理。

在本实施方式中，设置有气体增压泵19，利用该气体增压泵19可以对低于实验压力的气体进行加压，并输入至所述测量系统16，确保实验压力与要求一致。

利用本实用新型所提供的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置可以模拟气藏环境下岩石样品渗吸规律，包括不同温度、压力和气体环境对岩石样品吸水速率、毛管力和吸水量等技术指标。具体操作步骤如下：

(1)按照国家或者行业标准的相关方法制备好岩心样品12，然后放入80℃烘箱进行抽真空干燥处理48小时；然后使用吊绳11将岩心样品12一侧固定在应力传感器9的下端，一侧吊入液体盛装容器13内；在液体盛装容器13中倒入渗吸液，使岩心样品12下端与渗吸液上端面存在一定距离。

(2)打开数据采集系统20，并对温度、压力和质量进行软件校正处理。

(3)关闭进气口，打开排气口23，并将真空泵与排气口23相连接，对测量室进行抽真空处理。

(4)打开外壳17加热装置，将测量系统16加热至所需实验温度，然后进行恒温。

(5)关闭排气口23，打开所需实验气体(1/2/3/4中某一种气体)出口开关阀门，以及打开主控六通阀24开关，将所需气体释放入测量室。

(6)打开气体增压泵19和所需实验气体(1/2/3/4中某一种气体)下端开关阀门，进一步压缩进入测量室气体压力至实验所需压力，稳定至压力不变。

(7)关闭进气口开关控制阀门5和气体增压泵19。

(8)调节高度调节装置18，使岩心样品12下端与渗吸液面面接触，同时运行数据采集系统20，记录实验过程中质量随时间变化的数据，待质量恒定不变时，实验结果。

(9)将实验记录的自发渗吸岩心样品12质量和时间数据绘制在坐标纸上，即完成了自发渗吸实验。通过该实验结果，可以评价渗吸液性能、岩石样品的渗吸能力。

(10)将岩心干燥处理后，重新装入测量室，变换不同类型的气体、温度或者压力，重复步骤(3)至步骤(9)，测量气体种类、实验温度和实验压力对自发渗吸的影响；或同一块岩心经过化学剂处理后，重复步骤(3)至步骤(9)，测量化学剂处理前后，对自发渗吸的影响。

本实用新型所提供的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置为可加热加压自发渗吸测量装置的特点和优点是：

1、本实用新型所提供的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，通过所述排气口23对所述测量系统16进行抽真空处理，然后通过所述外部气体接入口将实验所需气体输送入所述测量系统16，并通过所述气体增压泵19进一步加压至所需实验压力，解决现有技术无法模拟真实气藏自发渗吸时岩石所处的气体环境。

2、本实用新型所提供的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，采用加热装置和恒温装置，对所述测量系统16进行加热恒温，能模拟实际气藏的温度条件，解决现有技术无法模拟真实气藏自发渗吸时岩石所处的温度环境。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (10)

1.一种模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，包括：外壳、测量系统、供气系统和数据采集系统，

所述外壳上设置有加热装置以及用于和所述供气系统连接的进气口、能将所述外壳中的气体向外排出的排气口；

所述测量系统包括：设置在所述外壳内的温度传感器、压力传感器、应力传感器，载物台、放置在所述载物台上的液体盛装容器、用于将岩心样品悬挂在所述应力传感器下的连接件；

所述供气系统包括：通过管线与所述进气口连通的增压泵、供气瓶和开关控制阀门；

所述数据采集系统与所述测量系统的温度传感器、压力传感器、应力传感器电性连接。

2.如权利要求1所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述外壳上还设置有保温层。

3.如权利要求2所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述外壳中设置有可视化耐压窗口，所述可视化耐压窗口为玻璃，所述玻璃的耐压范围为0-50MPa。

4.如权利要求1所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述连接件为吊绳，所述吊绳的材质为塑料，所述吊绳的直径不大于0.128mm，所述应力传感器精度至少为0.0001mg。

5.如权利要求1所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述供气瓶包括：氮气瓶、空气瓶、二氧化碳气瓶、甲烷瓶。

6.如权利要求1所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，还包括真空泵，所述真空泵能和所述排气口相连接，用于对所述外壳内进行抽真空。

7.如权利要求1所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述外壳上设置有与所述温度传感器适配的温度数据传输外接口、与所述压力传感器适配的压力数据传输外接口、与所述应力传感器适配的应力数据传输外接口，所述温度数据传输外接口、压力数据传输外接口、应力数据传输外接口通过数据线与所述数据采集系统相连接。

8.如权利要求7所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述温度数据传输外接口、压力数据传输外接口、应力数据传输外接口与所述外壳通过卡扣装置连接，并通过密封圈密封。

9.如权利要求8所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述温度传感器、压力传感器、应力传感器与所述外壳的内壁相接触。

10.如权利要求1所述的模拟气藏条件下的自发渗吸测量装置，其特征在于，所述载物台的下方还设置有高度调节装置，所述高度调节装置设置有穿设过所述外壳的调节旋钮，旋转所述调节旋钮，能升高或降低所述载物台。

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