專利名稱：一種模擬微生物驅(qū)油的高溫高壓可視化裝置以及模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是在高溫高壓試驗條件下，模擬油藏高溫、高壓條件下微觀仿真可視模型中，微觀剩余油被采出的過程，研究微生物驅(qū)油技術(shù)在水驅(qū)后提高采收率技術(shù)的可行性，進行可視化的微觀驅(qū)油實驗研究的實驗方法及裝置，具體涉及的是一種模擬微生物驅(qū)油的高溫高壓可視化裝置以及模擬方法。
背景技術(shù)：
藏環(huán)境孔隙介質(zhì)中微生物與石油烴作用技術(shù)研究，是一項利用微生物的有益活動及代謝產(chǎn)物改變石油烴的組成和流動性，進而提高原油采收率的一項綜合性技術(shù)。經(jīng)過近年來的不斷研究和現(xiàn)場試驗，微生物在油田中的應(yīng)用有了長足的發(fā)展，用微生物在高含蠟油井和有機質(zhì)沉淀堵塞油井中進行吞吐，已成為一種常規(guī)的增產(chǎn)技術(shù)；微生物驅(qū)油提高采收率也有了較強的技 術(shù)積累，特別是空氣輔助微生物驅(qū)和本源微生物驅(qū)的研究與初步實驗表明微生物驅(qū)油將在高含水油田、聚合物驅(qū)后的油田提高采收率中起到非常重要的作用。微生物采油技術(shù)與其他三次采油技術(shù)相比，具有適用范圍廣、工藝簡單、投資少、見效快、功能多、費用低、無污染等優(yōu)點，是目前最具發(fā)展前景的一項三次采油技術(shù)。但是由于實際油藏黏度高、溫度高和壓力高的特性，目前已有的理論研究成果不能滿足油田生產(chǎn)對理論的需求，尤其缺少高溫、高壓條件下可視化的微生物微觀驅(qū)油過程及微生物對殘余油啟動過程的機理分析。因此，亟需研究能夠調(diào)整溫度和壓力的微生物驅(qū)油可視化微觀實驗方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可高溫高壓微生物驅(qū)油可視化微觀實驗方法及裝置，也就是說模擬微生物驅(qū)油的可視化裝置以及模擬方法。，這種可視化模擬驅(qū)油實驗研究裝置(模擬微生物驅(qū)油的可視化裝置)用于解決目前尚不能模擬高溫高壓條件下進行微生物驅(qū)油的研究問題。本發(fā)明涉及石油天然氣流動實驗裝置，可以利用普通玻璃微觀實驗?zāi)Ｐ瓦M行壓力在25MPa以下的，壓差在SMPa以下、溫度在150°C以下的各種微觀實驗，實驗?zāi)Ｐ偷拇笮?.5cmX6.5cm，可以完成高溫高壓條件下微生物對水驅(qū)后剩余油作用機理的研究工作。1.本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種模擬微生物驅(qū)油的高溫高壓可視化裝置，該裝置包括微觀可視模型、用于夾持所述微觀可視模型的模型夾持器、驅(qū)替系統(tǒng)、回壓系統(tǒng)、環(huán)壓系統(tǒng)、壓力監(jiān)視系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)；
所述微觀可視模型上兩端設(shè)有進口和出口；
所述模型夾持器由缸體、夾持器上密封蓋、夾持器下密封蓋、上石英玻璃和下石英玻璃組成；所述缸體為圓筒狀，在所述缸體內(nèi)壁中部有環(huán)狀臺階，所述缸體的外壁上設(shè)有流體流入孔、流體流出孔、環(huán)壓孔以及測溫孔；所述缸體與所述夾持器上密封蓋、夾持器下密封蓋螺紋連接，所述上密封蓋內(nèi)部設(shè)置所述上石英玻璃，所述下密封蓋內(nèi)部設(shè)置下石英玻璃；所述圖像采集系統(tǒng)其用于實時顯示和記錄微觀可視模型中的流動狀態(tài)，該系統(tǒng)包括平面光源、⑶D錄像儀、圖像顯示器和支架；
所述回壓系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述夾持器內(nèi)部的壓力，該系統(tǒng)包括第一手動泵和第一儲液
te ；
所述環(huán)壓系統(tǒng)用于保持所述夾持器內(nèi)部的壓力，該系統(tǒng)包括第二手動泵和第二儲液
te ；
所述壓力監(jiān)視系統(tǒng)用于監(jiān)測環(huán)壓、微觀可視模型進口的壓力和出口的壓力，該系統(tǒng)包括多個壓力表；
所述溫度控制系統(tǒng)用于控制所述 模型夾持器內(nèi)部的溫度，該系統(tǒng)包括溫度控制器；所述驅(qū)替系統(tǒng)包括驅(qū)替泵、調(diào)節(jié)閥、第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器；其中，所述缸體安裝在所述支架上，所述支架的底座上設(shè)置有所述平面光源，所述CDD錄像儀設(shè)置在所述缸體的上端，所述圖像顯示器與⑶D錄像儀數(shù)據(jù)連接，
所述微觀可視模型固定安裝所述缸體內(nèi)部的環(huán)狀臺階上，所述流體流入孔與所述進口相聯(lián)通，所述流體流出孔與所述出口相聯(lián)通；
所述驅(qū)替泵分別與所述第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器的一端連接，所述第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器的另一端通過管路均與所述流體流入孔相連通，所述第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器內(nèi)均設(shè)有活塞，所述調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置所述第一中間容器、第二中間容器和第三中間容器的兩端；所述第一手動泵的一端與所述第一儲液罐相連接，另一端通過管路與所述流體流出孔相連接，所述第二手動泵的一端與所述第二儲液罐相連接，另一端通過管路與所述環(huán)壓孔相連接，所述溫度控制器通過管線與所述測溫孔相連接；所述管路上均設(shè)有壓力表。進一步，所述驅(qū)替系統(tǒng)還包括回壓閥和微量計量器，所述回壓閥設(shè)置在所述流體流出孔和第一手動泵之間，所述回壓閥的兩端設(shè)置有所述壓力表，所述微量計量器與所述回壓閥相連接。進一步，所述微觀可視模型為透明的二維平面模型，其通過把天然巖心的孔隙系統(tǒng)光刻蝕到平面玻璃上并燒結(jié)成型而制成。本發(fā)明的另一目的是提供一種采用上述的裝置的模擬微生物驅(qū)油的方法，其包括如下步驟:
步驟1、打開微觀模型夾持器的上密封蓋，將微觀模型夾持器的下缸體內(nèi)加滿自來水，將微觀可視模型放置在夾持器缸體內(nèi)壁中部環(huán)狀臺階上，且微觀可視模型的進口、出口與流體流入孔和流體流出孔相對并且相通,再將上缸體內(nèi)添加自來水2cm高度，放空狀態(tài)下緩慢擰緊夾持器上密封蓋，保證氣泡完全排除后，關(guān)閉放空，使驅(qū)替系統(tǒng)中的驅(qū)替泵、第一中間容器、第二中間容器、第三中間容器、微觀可視模型與回壓系統(tǒng)組合成一個密閉流動空間；
步驟2、打開溫度控制器，對所述微觀可視模型進行定溫加熱；通過驅(qū)替泵將第二中間容器中的水泵入到微觀可視模型中，在加熱過程中，通過環(huán)壓系統(tǒng)和回壓系統(tǒng)調(diào)整所述夾持器內(nèi)部的環(huán)壓與微觀可視模型的出口壓力都達到預(yù)定壓力；
步驟3、分別關(guān)閉第三中間容器和第二中間容器兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥，打開第一中間容器兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥，通過驅(qū)替泵將第一中間容器中的油泵入到微觀可視模型中，對所述微觀可視模型進行飽和油，直到所述微觀可視模型的出口無水流出為止；通過CDD錄像儀實時顯示和記錄微觀可視模型內(nèi)飽和油的狀態(tài)；
步驟4、關(guān)閉第一中間容器兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥，并打開第二中間容器兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥，通過驅(qū)替泵將第二中間容器中的含有微生物的地層水以第一預(yù)定速度泵入到微觀可視模型中，進行微生物驅(qū)替模擬；當含有微生物的地層水注入量達到第一預(yù)定PV數(shù)值后，微生物驅(qū)替模擬結(jié)束，通過CDD錄像儀對微生物驅(qū)替模擬過程以及所述微觀可視模型中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域進行顯示和記錄；
步驟5、關(guān)閉第二中間容器兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥，保證微觀可視模型在預(yù)定壓力下以及定溫下培養(yǎng)1-2周，并且每天通過CDD錄像儀對所述微觀可視模型中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域進行顯示和記錄，以觀察微生物發(fā)育情況；
步驟6、打開第三中間容器的兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥，并通過驅(qū)替泵將第一水泵入機構(gòu)中的水以第二預(yù)定速度泵入到微觀可視模型，對微觀可視模型進行后續(xù)水驅(qū)；當注入量達到第二預(yù)定PV數(shù)值時，水驅(qū)結(jié)束，通過圖像采集系統(tǒng)對水驅(qū)過程以及所述模型中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點 區(qū)域進行顯示和記錄。所述定溫為80°C。所述第一和第二預(yù)定速度均為0.003mL/min。所述第一和第二預(yù)定PV數(shù)值均為1.5PV。所述預(yù)定壓力為lOMPa。本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明能夠在高溫高壓條件下進行微生物驅(qū)油可視化微觀實驗，能便捷和有效的根據(jù)實際油藏溫度和壓力條件選擇微生物驅(qū)油可視化微觀模型的實驗溫度和環(huán)壓大小。2、本實驗裝置根據(jù)實際油藏條件，控制溫度和壓力技術(shù)簡便，使用空間小，安全性能優(yōu)越，操作簡便，便于在可視化條件下觀察微生物與石油烴的作用機理，及微生物對殘余油的啟動機理，對微觀實驗在石油行業(yè)中的廣泛應(yīng)用和推廣具有重要意義。


圖1是本發(fā)明可視化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明模型夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、溫度控制器；2、⑶D錄像儀；3、放空閥；4、模型夾持器；5、圖像顯示器；6、第二儲液罐；7、第二手動泵；8、驅(qū)替泵；9、調(diào)節(jié)閥；10、活塞；11、第一中間容器；
12、壓力表；13、燒杯；14、第二中間容器；15、第三中間容器；16、支架；17、平面光源；
18、微觀可視模型；19、微量計量器；20、回壓閥；21、第一儲液罐；22、第一手動泵；
23、流體流入孔；24、測溫孔；25、上石英玻璃；26、夾持器上密封蓋；27、環(huán)壓孔；28、流體流出孔；29、缸體；30、夾持器下密封蓋；31、下石英玻璃；181、入口；182、出口。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步描述:
如圖1和2所示，本發(fā)明一種模擬微生物驅(qū)油的高溫高壓可視化裝置(微生物驅(qū)油可視化實驗研究裝置)由模型夾持器4、微觀可視模型18、驅(qū)替系統(tǒng)、回壓系統(tǒng)、環(huán)壓系統(tǒng)、壓力監(jiān)視系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)組成。微觀可視模型18是一種透明的二維平面模型。采用光刻蝕工藝技術(shù)把天然巖心的真實孔隙系統(tǒng)光刻到平面光學玻璃上燒結(jié)成型。并在模型的相對兩角處分別打一小孔，分別為所述模型的進口 181和出口 182，微觀可視模型18具有透明性，可直接觀察驅(qū)油過程；且具有仿真性，可根據(jù)油藏天然巖心的孔隙結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)幾何形態(tài)和驅(qū)替過程的仿真；
模型夾持器4是高溫高壓微觀實驗系統(tǒng)的核心，其主要作用是為微觀可視模型18提供高壓外部環(huán)境，以及合適的恒溫條件，同時，提供外接管線與模型18的接口，該模型夾持器4主要由夾持器上密封蓋26、夾持器下密封蓋30、上石英玻璃25、下石英玻璃31以及具有容器壁的缸體29構(gòu)成，通過上石英玻璃25、下石英玻璃31可觀察到微觀可視模型18中流體流動情況。缸體29為圓筒狀，在缸體內(nèi)壁中部有環(huán)狀臺階，環(huán)狀臺階作為微觀可視模型18的固定架，缸體29的外壁設(shè)有流體流入孔23、流體流出孔28、測溫孔24以及環(huán)壓孔27，流體流入孔23和流體流出孔28 ；
驅(qū)替系統(tǒng)作為整個高溫高壓裝置的動力源，主要包括驅(qū)替泵8、第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15、回壓閥20和微量計量器19。第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15內(nèi)均含活塞10，將實驗用流體(模擬油、自來水、含有微生物的地層水)分別儲存在第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15的活塞10上部，驅(qū)替泵8作用把壓力流體泵入中間容器下部并推動活塞10上移，實驗用流體(模擬油、自來水、含有微生物的地層水)通過管線以預(yù)定壓力，比如IOMPa流入夾持器流體流入孔23，進入微觀可視模型18的進口 181，流經(jīng)微觀可視模型18后，通過出口 182，經(jīng)模型夾持器4的流體流出孔28流出，再經(jīng)過回壓閥20流入微量計量器19?；貕合到y(tǒng)主要由第一手動泵22和第一儲液罐21組成。第一儲液罐21中充滿自來水，第一手動泵22將液體直接打入微觀可視模型18，使微觀可視模型18出口增壓到預(yù)定壓力lOMPa，保證微觀可視模型18的進口 181、出口 182的壓力相等，進而維護微觀可視模型18的完整性；
第一儲液罐6中充滿自來水，通過第一手動泵7將自來水通過環(huán)壓孔27注入到模型夾持器環(huán)空中，能為空間提供壓力源，這個壓力能為微觀可視模型18外部提供環(huán)壓，比如IOMpa0保證微觀可視模型的流動模擬地層環(huán)境，在一個高溫高壓環(huán)境下進行；且可以為微觀可視模型18緊緊壓在缸體29中部的固定架上，保證密封。壓力監(jiān)視系統(tǒng)由六個精密壓力表12組成。用于監(jiān)測中間容器中流體注入微觀可視模型18的進口壓力、微觀可視模型18的出口壓力、環(huán)壓壓力以及回壓壓力，保證整個高溫高壓實驗過程的運行性和安全性。溫度控制系統(tǒng)為溫度控制器I通過管線連接模型夾持器4上的測溫孔24，為模型夾持器4內(nèi)部水浴加熱，進而為微觀可視模型18提供一個預(yù)定的恒溫環(huán)境。所述圖像采集系統(tǒng)其用于實時顯示和記錄微觀可視模型18中的流動狀態(tài)，該系統(tǒng)包括平面光源17、⑶D錄像儀2、圖像顯示器5和支架16 ；
環(huán)壓系統(tǒng)用于保持模型夾持器4內(nèi)部的壓力，該系統(tǒng)包括第二手動泵7和第二儲液罐
6 ；
其中，缸體29安裝在支架16上，支架16的底座上設(shè)置有平面光源17，⑶D錄像儀2設(shè)置在缸體29的上端，圖像顯示器5與⑶D錄像儀2數(shù)據(jù)連接，微觀可視模型18固定安裝缸體29內(nèi)部的環(huán)狀臺階上，流體流入孔23與進口 181相聯(lián)通，流體流出孔28與出口 182相聯(lián)通；
驅(qū)替泵8通過管線分別與第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15的一端連接，所述第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15的另一端通過管路均與所述流體流入孔23相連通，所述管路上均設(shè)有壓力表12，所述第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15內(nèi)均設(shè)有活塞10，所述調(diào)節(jié)閥9分別設(shè)置第一中間容器11、第二中間容器14和第三中間容器15的兩端；第一手動泵22的一端與第一儲液罐21相連接，另一端通過管路和壓力表12與所述流體流出孔28相連接，所述第二手動泵7的一端與所述第二儲液罐6相連接，另一端通過管路和壓力表12與所述環(huán)壓孔27相連接，溫度控制器I通過管線與的測溫孔24相連接；所述管路上均設(shè)有壓力表9，回壓閥20設(shè)置在流體流出孔28和第一手動泵22之間，回壓閥20的兩端設(shè)有所述壓力表9，微量計量器19與所述回壓閥20連接。本發(fā)明裝置的模擬微生物驅(qū)油的方法，具體包括以下步驟:
第一步:打開微觀模型夾持器4的上密封蓋26,將微觀模型夾持器4的下缸體內(nèi)加滿自來水，保證微觀可視模型1 8進出口處沒有氣體的情況下，將微觀可視模型18放置在夾持器缸體29內(nèi)壁中部環(huán)狀臺階上，過程中避免下缸體與模型之間出現(xiàn)氣泡，且微觀可視模型18的進口、出口與流體流入孔23和流體流出孔28相對并且相通；模型18放置好后，再將上缸體內(nèi)添加自來水約2cm高度，放空狀態(tài)下緩慢擰緊夾持器上密封蓋26，保證氣泡完全排除后，關(guān)閉夾持器放空閥3。此時，驅(qū)替系統(tǒng)中的驅(qū)替泵8、第一中間容器11、第二中間容器14、第三手管中間容器15、微觀可視模型18與回壓系統(tǒng)中的回壓閥20、微量計量器19組合成一個密閉流動空間。第二步:打開溫度控制器1，對微觀模型夾持器4進行定溫加熱至80°C，隨著溫度的上升，通過第一手壓泵7將第一儲液罐6中的自來水通過環(huán)壓孔27注入微觀模型夾持器4的中空中，因此將環(huán)壓壓力值也逐漸升高；同時，打開第二中間容器14的左邊調(diào)節(jié)閥9，當驅(qū)替泵8壓力顯示IOMPa后，打開第二中間容器14的右調(diào)節(jié)閥9，通過驅(qū)替泵8把第二中間容器14中的自來水注入微觀可視模型18 (注入速度根據(jù)環(huán)壓改變:環(huán)壓快速升高，速度調(diào)快；環(huán)壓緩慢升高，速度調(diào)慢)，隨著環(huán)壓的升高，調(diào)整回壓閥20，通過第二手搖泵22增加回壓，保證第二中間容器14注入微觀模型夾持器4的壓力與回壓的壓力相等，即保證微觀可視模型18的進口 181、出口 182的壓力值相等。直到溫度達到80°C，環(huán)壓穩(wěn)定，環(huán)壓達到lOMpa，這時模型18進、出口的壓力也為IOMpa;
第三步:關(guān)閉第二中間容器14和第三中間容器15的左右兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥9，打開第一中間容器11的左側(cè)調(diào)節(jié)閥9，當驅(qū)替泵8壓力顯示IOMPa后，打開第一中間容器11的右側(cè)調(diào)節(jié)閥9，通過驅(qū)替泵8向微觀可視模型18中注入第一中間容器11中的模擬油，對微觀可視模型18進行飽和油，至微觀可視模型18的出口 182處無水流出為止。并通過⑶D錄像儀2和圖像顯示器5，對微觀可視物理模型18進行觀測和錄像，記錄模型飽和模擬油的狀況。第四步:關(guān)閉第一中間容器11的左右兩側(cè)調(diào)節(jié)閥9，打開第三中間容器15的左側(cè)調(diào)節(jié)閥9，當驅(qū)替泵8壓力顯示IOMPa后，打開第三中間容器15的右冊調(diào)節(jié)閥9，以0.003mL/min的速度把第三中間容器15中含有微生物的地層水注入微觀可視模型18中，進行微生物驅(qū)替實驗，并記錄微生物注入過程。當含有微生物的地層水的注入量達到1.5PV (PV，孔隙體積倍數(shù))后，微生物驅(qū)結(jié)束，對微觀可視模型18中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域拍照記錄。第五步:關(guān)閉第三中間容器15的右側(cè)調(diào)節(jié)閥9，保證微觀可視模型18在IOMPa和80°C下恒溫培養(yǎng)1-2周。每天通過⑶D錄像儀2和圖像顯示器5觀察記錄微生物在模型18中培養(yǎng)過程中的每個階段的剩余油分布、剩余油狀態(tài)，及重點區(qū)域發(fā)育情況。在此期間隨時觀察溫度控制器I和壓力表，保證微觀可視模型18始終處于恒定的高溫高壓環(huán)境。
第六步:關(guān)閉第三中間容器15的左右兩側(cè)調(diào)節(jié)閥9，打開第二中間容器14左側(cè)的調(diào)節(jié)閥9，對微觀可視模型18進行后續(xù)水驅(qū)，當驅(qū)替泵8壓力顯示IOMPa后，打開第二中間容器14的右側(cè)調(diào)節(jié)閥9，以0.003mL/min的速度把第二中間容器14中自來水注入微觀可視模型18中，當水注入量達到1.5PV (PV，孔隙體積倍數(shù))后，后續(xù)水驅(qū)結(jié)束，同樣通過⑶D錄像儀2和圖像顯示器5記錄后續(xù)水驅(qū)過程以及水驅(qū)后的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域情況。第七步:實驗結(jié)束后，通過溫度控制器I緩慢降低微觀可視模型18的溫度，待溫度降到室溫后緩慢降壓，保證微觀可視模型18的環(huán)壓、進出口壓力同時降低。對實驗結(jié)果整理、分析。
權(quán)利要求
1.一種模擬微生物驅(qū)油的高溫高壓可視化裝置，該裝置包括微觀可視模型(18)、用于夾持所述微觀可視模型(18)的模型夾持器(4)、驅(qū)替系統(tǒng)、回壓系統(tǒng)、環(huán)壓系統(tǒng)、壓力監(jiān)視系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)； 所述微觀可視模型(18)上兩端設(shè)有進口( 181)和出口( 182); 所述模型夾持器(4 )由缸體(29 )、夾持器上密封蓋(26 )、夾持器下密封蓋(30 )、上石英玻璃(25)和下石英玻璃(31)組成； 所述圖像采集系統(tǒng)其用于實時顯示和記錄微觀可視模型(18)中的流動狀態(tài)，該系統(tǒng)包括平面光源(17)、⑶D錄像儀(2)、圖像顯示器(5)和支架(16); 所述回壓系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所述夾持器(4)內(nèi)部的壓力，該系統(tǒng)包括第一手動泵(22)和第一儲液罐(21)； 所述環(huán)壓系統(tǒng)用于保持所述夾持器(4)內(nèi)部的壓力，該系統(tǒng)包括第二手動泵(7)和第二儲液te(6); 所述壓力監(jiān)視系統(tǒng)用于監(jiān)測環(huán)壓、微觀可視模型進口的壓力和出口的壓力，該系統(tǒng)包括多個壓力表(12)； 所述溫度控制系統(tǒng)用于控制所述模型夾持器(4)內(nèi)部溫度，該系統(tǒng)包括溫度控制器(O; 所述驅(qū)替系統(tǒng)包括驅(qū)替泵(8)、調(diào)節(jié)閥(9)、第一中間容器(11)、第二中間容器(14)和第三中間容器(15)； 其中，所述缸體(29)圓筒狀，在缸體(29)內(nèi)壁中部有環(huán)狀臺階，所述缸體(29)的外壁上設(shè)有流體流入孔(23)、流體流出孔(28)、環(huán)壓孔(27)、以及測溫孔(24);所述缸體(29)與所述夾持器上密封蓋(26 )、夾持器下密封蓋(30 )螺紋連接，所述上密封蓋(26 )內(nèi)部設(shè)置所述上石英玻璃(25)，所述下密封蓋(30)內(nèi)部設(shè)置下石英玻璃(31)； 所述缸體(29 )安裝在所述支架(16 )上，所述支架(16 )的底座上設(shè)置有所述平面光源(17)，所述⑶D錄像儀(2)設(shè)置在所述缸體(29)的上端，所述圖像顯示器(5)與⑶D錄像儀(2)數(shù)據(jù)連接， 所述微觀可視模型(18)固定安裝所述缸體(29)內(nèi)部的環(huán)狀臺階上，所述流體流入孔(23)與所述進口( 181)相聯(lián)通，所述流體流出孔(28)與所述出口(182)相聯(lián)通； 所述驅(qū)替泵(8)分別與所述第一中間容器(11)、第二中間容器(14)和第三中間容器(15)的一端連接，所述第一中間容器(11)、第二中間容器(14)和第三中間容器(15)的另一端通過管路均與所述流體流入孔(23)相連通，所述管路上均設(shè)有壓力表(12)，所述第一中間容器(11)、第二中間容器(14)和第三中間容器(15)內(nèi)均設(shè)有活塞(10)，所述調(diào)節(jié)閥(9)分別設(shè)置所述第一中間容器(11)、第二中間容器(14)和第三中間容器(15)的兩端；所述第一手動泵(22)的一端與所述第一儲液罐(21)相連接，另一端通過管路和壓力表(12)與所述流體流出孔(28)相連接，所述第二手動泵(7)的一端與所述第二儲液罐(6)相連接，另一端通過管路和壓力表(12 )與所述環(huán)壓孔(27 )相連接，所述溫度控制器(I)通過管線與所述的測溫孔(24)相連接；所述管路上均設(shè)有壓力表(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)替系統(tǒng)還包括回壓閥(20)和微量計量器(19)，所述回壓閥(20)設(shè)置在所述流體流出孔(28)和第一手動泵(22)之間，所述回壓閥(20)的兩端設(shè)有所述壓力表(12)，所述微量計量器(19)與所述回壓閥(20)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于釋放壓力的放空閥(2 )，所述放空閥(2 )設(shè)置所述模型夾持器(4 )的夾持器上密封蓋(26 )上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于:所述微觀可視模型(18)為透明的二維平面模型，其通過把天然巖心的孔隙系統(tǒng)光刻蝕到平面玻璃上并燒結(jié)成型而制成。
5.一種采用權(quán)利要求1-3任意一項所述的裝置的模擬微生物驅(qū)油的方法，其特征在于，其包括如下步驟: 步驟1、打開微觀模型夾持器(4)的上密封蓋(26)，將微觀模型夾持器(4)的下缸體內(nèi)加滿自來水，將微觀可視模型(18 )放置在夾持器缸體(29 )內(nèi)壁中部環(huán)狀臺階上，且微觀可視模型(18)的進口(181)、出口(182)與流體流入孔(23)和流體流出孔(28)相對并且相通，再將上缸體內(nèi)添加自來水2cm高度，放空狀態(tài)下緩慢擰緊夾持器上密封蓋(26)，保證氣泡完全排除后，關(guān)閉放空閥(3)，使驅(qū)替系統(tǒng)中的驅(qū)替泵(8)、第一中間容器(11)、第二中間容器(14)、第三中間容器(15)、微觀可視模型(18)與回壓系統(tǒng)組合成一個密閉流動空間； 步驟2、打開溫度控制器(1)，對微觀模型夾持器(4)進行定溫加熱；通過驅(qū)替泵(8)將第二中間容器(14)中的水泵入到微觀可視模型(18)中，在加熱過程中，通過環(huán)壓系統(tǒng)和回壓系統(tǒng)調(diào)整所述夾持器(4)內(nèi)部的環(huán)壓與微觀可視模型(18)的出口壓力都達到預(yù)定壓力； 步驟3、分別關(guān)閉第三中間容器(14)和第二中間容器(15)兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥(9)，打開第一中間容器(11)兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥(9)，通過驅(qū)替泵(8)用于將第一中間容器(11)中的油泵入到微觀可視模型(18)中，對所述微觀可視模型進行飽和油，直到所述微觀可視模型(18)的出口(182)無水流出為止；通過⑶D錄像儀(2)實時顯示和記錄微觀可視模型(18)內(nèi)飽和油的狀態(tài)； 步驟4、關(guān)閉第一中間容器(11)兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥(9)，并打開第二中間容器(15)兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥(9)，通過驅(qū)替泵(8) 用于將中間容器(15)中的含有微生物的地層水以第一預(yù)定速度泵入到微觀可視模型(18)中，進行微生物驅(qū)替模擬；當含有微生物的地層水注入量達到第一預(yù)定PV數(shù)值后，微生物驅(qū)替模擬結(jié)束，通過⑶D錄像儀(2 )對微生物驅(qū)替模擬過程以及所述微觀可視模型(18)中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域進行顯示和記錄； 步驟5、關(guān)閉第二中間容器(15)兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥(9)，保證微觀可視模型(18)在預(yù)定壓力下以及定溫下培養(yǎng)1-2周，并且每天通過⑶D錄像儀(2)對所述微觀可視模型(18)中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域進行顯示和記錄，以觀察微生物發(fā)育情況； 步驟6、打開第三中間容器(14)的兩側(cè)的調(diào)節(jié)閥(9)，并通過驅(qū)替泵(8)將第一水泵入機構(gòu)(14)中的水以第二預(yù)定速度泵入到微觀可視模型(18)，對微觀可視模型進行后續(xù)水驅(qū)；當注入量達到第二預(yù)定PV數(shù)值時，水驅(qū)結(jié)束，通過圖像采集系統(tǒng)對水驅(qū)過程以及所述模型中的剩余油分布、剩余油形態(tài)以及標注的重點區(qū)域進行顯示和記錄。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述定溫為80°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一和第二預(yù)定速度為0.003mL/min0
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一和第二預(yù)定PV數(shù)值為1.5PV。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定壓力為lOMPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是在高溫高壓試驗條件下，模擬油藏高溫、高壓條件下微觀仿真可視模型中，微觀剩余油被采出的過程，研究微生物驅(qū)油技術(shù)在水驅(qū)后提高采收率技術(shù)的可行性，進行可視化的微觀驅(qū)油實驗研究的實驗方法及裝置，具體涉及的是一種模擬微生物驅(qū)油的高溫高壓可視化裝置以及模擬方法，所述裝置包括夾持有微觀可視模型的模型夾持器、驅(qū)替系統(tǒng)、回壓系統(tǒng)、環(huán)壓系統(tǒng)、壓力監(jiān)視系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)以及圖像采集系統(tǒng)；該裝置控制溫度和壓力簡便，使用空間小，安全性能優(yōu)越，操作簡便，便于在可視化條件下觀察微生物與石油烴的作用機理，及微生物對殘余油的啟動機理，對微觀實驗在石油行業(yè)中的廣泛應(yīng)用和推廣具有重要意。
文檔編號E21B43/22GK103216222SQ201310157009
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月30日
發(fā)明者朱維耀, 李娟 , 于明旭, 夏小雪, 宋洪慶 申請人:北京科技大學