一種適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置及評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置和評(píng)價(jià)方法，實(shí)驗(yàn)裝置包括：注入系統(tǒng)包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的工作液儲(chǔ)存裝置和注入管線，注入管線上設(shè)置有注入泵及閥門；巖心夾持裝置是設(shè)置在恒溫箱中、若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的巖心夾持器；模擬系統(tǒng)包括工作液流量控制裝置、溫度控制裝置和環(huán)壓控制裝置；計(jì)量系統(tǒng)包括壓力傳感器、溫度傳感器和電子天平；數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括人機(jī)交互裝置、數(shù)據(jù)處理器和執(zhí)行單元。本發(fā)明可滿足多個(gè)巖心同時(shí)實(shí)驗(yàn)需要，尤其適用于非均質(zhì)性強(qiáng)、具有較大滲透率級(jí)差的長井段分流酸化或暫堵轉(zhuǎn)向酸化實(shí)驗(yàn)，在壓裂液優(yōu)選、儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)上顯示出實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)果對(duì)比性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。
【專利說明】一種適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置及評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于油氣田開發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)及酸液優(yōu)選等領(lǐng)域，具體是一種評(píng)價(jià)油氣田酸化過程中分流效果的專用設(shè)備和評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水平井技術(shù)由于可大幅度提高增產(chǎn)效果和油氣藏采收率而在全世界各油氣田獲得越來越廣泛地應(yīng)用(包括在碳酸鹽巖中鉆水平井進(jìn)行開發(fā))。但水平井由于井段長、酸巖反應(yīng)和濾失速度快而難以獲得針對(duì)性改造。常規(guī)酸化可能的結(jié)果是相對(duì)更需要改造的低孔低滲帶沒有獲得足夠的酸而增產(chǎn)效果差，而僅需要少量酸液的中高孔及微裂縫發(fā)育帶可能改造過度，影響井壁穩(wěn)定性。這種情況通常需要采用分流酸化工藝技術(shù)，而如何通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)優(yōu)選合適的酸液或酸化原材料對(duì)酸化效果及后續(xù)安全生產(chǎn)十分重要。
[0003]常規(guī)酸化實(shí)驗(yàn)裝置通常僅設(shè)計(jì)一個(gè)巖心夾持器，只能進(jìn)行單巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，而進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)難以保證與前面實(shí)驗(yàn)的泵注壓力、流量等條件一致，結(jié)果對(duì)比性不強(qiáng)，不能滿足分流轉(zhuǎn)向酸化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于:提供一種多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置和評(píng)價(jià)方法，一次可進(jìn)行多個(gè)具有不同滲透率的巖心的酸化流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，解決上述【背景技術(shù)】中對(duì)長井段分流酸化優(yōu)化與效果評(píng)價(jià)的難題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，包括注入系統(tǒng)、巖心夾持裝置、模擬系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成，具體的:
注入系統(tǒng)，包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的工作液儲(chǔ)存裝置和注入管線，注入管線上設(shè)置有注入泵及閥門；
巖心夾持裝置，是設(shè)置在恒溫箱中、若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的巖心夾持器，巖心夾持器內(nèi)部夾持巖心、兩端分別設(shè)置工作液的入口和出口，所有巖心夾持器的入口連接至注入管線的末端、出口設(shè)置有工作液回收裝置，環(huán)壓通過管線連接環(huán)壓液體儲(chǔ)存裝置及環(huán)壓泵；
模擬系統(tǒng)，包括工作液流量控制裝置、溫度控制裝置和環(huán)壓控制裝置，其中:工作液流量控制裝置是注入泵的流量控制單元，溫度控制裝置是恒溫箱的溫度控制單元，環(huán)壓控制裝置是環(huán)壓泵的流量控制單元；
計(jì)量系統(tǒng)，包括壓力傳感器、溫度傳感器和電子天平，其中:壓力傳感器設(shè)置在巖心夾持器的入口處，溫度傳感器設(shè)置在恒溫箱內(nèi)，所述工作液回收裝置放置在電子天平上；
數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，包括人機(jī)交互裝置、數(shù)據(jù)處理器和執(zhí)行單元，數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部設(shè)置有存儲(chǔ)單元和計(jì)算器，數(shù)據(jù)處理器的信號(hào)輸入端與計(jì)量系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接、信號(hào)輸出端與模擬系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接。
[0006]所述注入管線上的閥門是設(shè)置在工作液儲(chǔ)存裝置兩側(cè)的放空閥。[0007]所述巖心夾持器的入口通過六通連接注入管線的末端，且六通的所有接口上均設(shè)置有開關(guān)閥門。
[0008]所述巖心夾持器的環(huán)壓入口處設(shè)置有開關(guān)閥門。
[0009]所述巖心夾持器包括夾持器筒體和巖心塞，夾持器筒體兩端開口設(shè)置有螺母端蓋，螺母端蓋上設(shè)置有供巖心塞插入的通孔，巖心夾持器入口端的螺母端蓋上設(shè)置有入口端巖心塞的軸向調(diào)節(jié)裝置和限位裝置，巖心夾持器出口端的螺母端蓋上設(shè)置有出口端巖心塞的限位裝置。
[0010]所述入口端巖心塞的軸向調(diào)節(jié)裝置和限位裝置包括限位圓臺(tái)、門形框件和螺桿，所述限位圓臺(tái)設(shè)置在入口端螺母端蓋的外端面，限位圓臺(tái)上沿軸向設(shè)置有供入口端巖心塞插入的通孔，螺桿與入口端巖心塞同軸設(shè)置并相互連接，門形框件的橫桿上設(shè)置有對(duì)應(yīng)螺桿的螺紋孔、兩側(cè)桿的末端向內(nèi)側(cè)凸出形成定位鍵，限位圓臺(tái)周面向內(nèi)設(shè)置一圈凹槽、配合連接門形框件的定位鍵。
[0011]所述出口端巖心塞的限位裝置包括:出口端巖心塞周面上設(shè)置的徑向限位塊和出口端螺母端蓋內(nèi)側(cè)與之配合的定位槽，所述徑向限位塊呈長條形、出口端螺母端蓋上供出口端巖心塞插入的通孔有且僅有一個(gè)方向可供徑向限位塊插入。
[0012]所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，包括以下具體步驟:
(1)將若干塊具有不同滲透性的巖心分別裝入不同的巖心夾持器中、并將上述巖心夾持器前端六通的開關(guān)閥門和環(huán)壓入口處的開關(guān)閥門打開；
(2)將酸液和地層水依次裝入不同的工作液儲(chǔ)存裝置中；
(3)選用注入巖心夾持器的工作液、啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，通過人機(jī)交互裝置輸入巖心參數(shù)及實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)，巖心參數(shù)包括巖心的編號(hào)、長度、直徑、孔隙度和氣測(cè)滲透率，實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)包括環(huán)壓的閥值、工作液流量和恒溫箱的溫度，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)上述參數(shù)，計(jì)算單元對(duì)其作出反應(yīng)、向模擬系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的工作指令；
(4)根據(jù)模擬系統(tǒng)的設(shè)定值，注入泵的流量控制單元調(diào)節(jié)注入泵的流量大小，向若干個(gè)的巖心夾持器同時(shí)注入酸液或地層水、模擬地層流體狀態(tài)；環(huán)壓泵的流量控制單元調(diào)節(jié)環(huán)壓泵的流量大小，向若干個(gè)的巖心夾持器同時(shí)注入環(huán)壓液體，對(duì)巖心夾持器施加環(huán)向壓力、夾持巖心；恒溫箱的溫度控制單元控制恒溫箱加溫或降溫；
(5)同時(shí)，溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控采集恒溫箱內(nèi)的溫度值、并傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，壓力傳感器監(jiān)測(cè)巖心夾持器入口處的壓力，電子天平測(cè)得巖心夾持器出口端的液體質(zhì)量后，并將上述實(shí)時(shí)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)根據(jù)達(dá)西公式、定時(shí)計(jì)算流體通過巖心的滲透率，并對(duì)多個(gè)巖心實(shí)驗(yàn)作出滲透率對(duì)比曲線；
(6)使用工作液儲(chǔ)存裝置中的酸液或地層水依次替換注入巖心夾持器的工作液，重復(fù)步驟(3)- (5)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)對(duì)所有的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到各巖心滲透率隨著時(shí)間、注入液體的變化曲線，直觀反映出多滲透率級(jí)差巖心在相同條件下酸化效果。
[0013]本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是:
本發(fā)明帶有多個(gè)巖心夾持器，可滿足多個(gè)巖心同時(shí)實(shí)驗(yàn)需要，并且可以根據(jù)需要增加巖心夾持器，能足多個(gè)具有不同滲透率的巖心同時(shí)實(shí)驗(yàn)需要，尤其是對(duì)于非均質(zhì)性強(qiáng)、具有較大滲透率級(jí)差的長井段分流酸化或暫堵轉(zhuǎn)向酸化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)時(shí)十分適用，為水平井長井段分流酸化設(shè)計(jì)優(yōu)化和酸化原材料優(yōu)選提供了強(qiáng)有力的支撐；并在壓裂液優(yōu)選、儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)上也顯示出實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)果對(duì)比性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。
[0014]本發(fā)明在并行放置的夾持器注入端于儲(chǔ)液罐出口端之間裝有六通閥，實(shí)驗(yàn)前可選擇性打開不同的開關(guān)閥門連通儲(chǔ)液罐及巖心夾持器，不但能實(shí)現(xiàn)各個(gè)儲(chǔ)液罐內(nèi)液體的選擇性注入，還能選擇不同的巖心夾持器實(shí)現(xiàn)單個(gè)或多個(gè)巖心同時(shí)實(shí)驗(yàn)。工作時(shí)，通過巖心夾持器中裝入不同滲透率的巖心，從夾持器入口端以同一壓力注入實(shí)驗(yàn)流體，在注入端安裝壓力傳感器對(duì)入口壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在出口處安放電子天平，通過計(jì)量測(cè)得流體的流量計(jì)算流體經(jīng)過巖心的滲透率，并比較流體對(duì)巖心的酸化效果或傷害程度，當(dāng)分流酸化實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)同時(shí)暫堵時(shí)，可關(guān)閉其他開關(guān)閥門選擇單個(gè)巖心針對(duì)性進(jìn)行壓力突破實(shí)驗(yàn)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
(I)帶有多個(gè)巖心夾持器，并且可以根據(jù)需要增加巖心夾持器，保證巖心夾持器進(jìn)口壓力一致，能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)平行巖心的滲透率測(cè)試實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)約人力和時(shí)間；尤其可以很好地滿足非均質(zhì)性強(qiáng)、具有較大滲透率級(jí)差的長井段分流酸化或暫堵轉(zhuǎn)向酸化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)需要。
[0016](2)模塊化結(jié)構(gòu)，管線結(jié)構(gòu)簡單、流程倒換快速方便。正、反向驅(qū)轉(zhuǎn)換只需要旋轉(zhuǎn)夾持器或?qū)δ透邏耗K化夾持器進(jìn)行快速卸裝，取出巖心換方向裝入即可，整個(gè)過程幾分鐘內(nèi)即可完成。
[0017](3)不僅可評(píng)價(jià)酸液分流酸化或暫堵轉(zhuǎn)向酸化效果，還可開展其它流動(dòng)實(shí)驗(yàn)(如壓裂液傷害實(shí)驗(yàn)、油氣田開發(fā)“五敏”實(shí)驗(yàn)等)，一次性完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)比性強(qiáng)、工作效率聞。
[0018](4)過程控制、數(shù)據(jù)采集全自動(dòng)化。通過控制程序編制、高精度采集處理系統(tǒng)配置和優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)過程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果既可自動(dòng)在同一張圖上顯示各巖心滲透率隨著時(shí)間、注入液體的變化曲線，也可分別在一張圖上顯示各巖心滲透率隨著時(shí)間、注入液體的變化曲線，直觀反映出多滲透率級(jí)差巖心在相同條件下酸化效果。
[0019](5)新設(shè)計(jì)的巖心夾持器與現(xiàn)有技術(shù)相比:①占用空間減小，為之前的一半；整體成本降低，為之前的60% ;②能通過可旋轉(zhuǎn)式固定螺母旋轉(zhuǎn)夾持器夾持器內(nèi)環(huán)壓注入空間減小，能更好更快地堆巖心加持環(huán)壓；④降低了巖心膠套長度，巖心膠套不易變形損壞，夾持器內(nèi)環(huán)壓不易漏液；⑤選用旋轉(zhuǎn)固定銷與旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母對(duì)巖心塞進(jìn)行固定，密封性好、不易漏液，拆卸更方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集、控制流程示意圖；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中標(biāo)號(hào)表示:1-注入泵、2-放空閥、3-工作液儲(chǔ)存裝置、4-六通、5-巖心夾持器、6-環(huán)壓泵、7-工作液回收裝置、8-壓力變送器、9-環(huán)壓泵、10-數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、A-恒溫箱、11-接桿、12-移動(dòng)螺母、13-固定壓環(huán)、14-接套、15-0型圈、16-夾持器筒體、17-膠套、18-巖心塞、19-鎖緊螺釘、20-活動(dòng)堵頭、21-止頭釘、22-活動(dòng)壓環(huán)、23-固定環(huán)、24-固定板、25-支撐桿、26-底座、27-限位圓臺(tái)、28-螺母端蓋、29-壓圈、30-固定螺母、31-門形框件、32-螺桿、33-夾持器出口、34-夾持器入口。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、2、4所示，本發(fā)明是一種適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，包括注入系統(tǒng)、巖心夾持裝置、模擬系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成，具體的:
注入系統(tǒng)，包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的工作液儲(chǔ)存裝置3和注入管線，注入管線上設(shè)置有注入泵I及閥門；本【具體實(shí)施方式】中，注入泵I是高壓平流泵(驅(qū)替泵)，工作液儲(chǔ)存裝置3是耐酸儲(chǔ)液罐，注入管線上的閥門是耐酸管閥件、具體是設(shè)置在工作液儲(chǔ)存裝置3兩側(cè)注入管線上的放空閥2，每一個(gè)工作液儲(chǔ)存裝置3的兩端分別設(shè)置有透液儲(chǔ)存裝置3的進(jìn)出液閥門，通過儲(chǔ)液罐進(jìn)液口的閥門控制壓力傳遞，儲(chǔ)液罐中間有密封活塞可保證平流泵出來的液體與實(shí)驗(yàn)液體隔離。工作液儲(chǔ)存裝置3下部各自帶有開關(guān)控制閥門，可以控制各液罐中實(shí)驗(yàn)液體的流動(dòng)。
[0023]巖心夾持裝置，是設(shè)置在恒溫箱A中、若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的巖心夾持器5，巖心夾持器5的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要并聯(lián)增加或減少。巖心夾持器5內(nèi)部夾持巖心、兩端分別設(shè)置工作液的入口和出口，所有巖心夾持器5的入口連接至注入管線的末端、出口分別設(shè)置有工作液回收裝置7、環(huán)壓通過管線連接環(huán)壓液體儲(chǔ)存裝置及環(huán)壓泵9。本【具體實(shí)施方式】中，巖心夾持器5是耐高壓模塊化夾持器，巖心夾持器5的入口通過六通4連接注入管線的末端，且六通4的所有接口上均設(shè)置有開關(guān)閥門。需要注意的是，巖心夾持器5的環(huán)壓入口處設(shè)置有開關(guān)閥門。
[0024]模擬系統(tǒng)，包括工作液流量控制裝置、溫度控制裝置和環(huán)壓控制裝置，其中:工作液流量控制裝置是注入泵I的流量控制單元，溫度控制裝置是恒溫箱A的溫度控制單元、一般為設(shè)置在恒溫箱A內(nèi)的電加熱棒，環(huán)壓控制裝置是環(huán)壓泵9的流量控制單元。本【具體實(shí)施方式】中，環(huán)壓控制裝置是與環(huán)壓泵9相互練級(jí)的壓力變送器8，即液壓機(jī)。
[0025]計(jì)量系統(tǒng)，包括壓力傳感器、溫度傳感器和電子天平，其中:壓力傳感器設(shè)置在巖心夾持器5的入口處，溫度傳感器設(shè)置在恒溫箱A內(nèi)，工作液回收裝置7放置在電子天平上。通過電子天平測(cè)得工作液回收裝置7內(nèi)收集到的工作液質(zhì)量，再通過單位換算、得到工作液回收流量。
[0026]數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)10，為微機(jī)控制部分、一般為計(jì)算機(jī)，包括人機(jī)交互裝置、數(shù)據(jù)處理器和執(zhí)行單元，數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部設(shè)置有存儲(chǔ)單元和計(jì)算器，數(shù)據(jù)處理器的信號(hào)輸入端與計(jì)量系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接、信號(hào)輸出端與模擬系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接。
[0027]本法明的巖心夾持器包括夾持器筒體16和巖心塞18，夾持器筒體16兩端開口設(shè)置有螺母端蓋28，螺母端蓋28上設(shè)置有供巖心塞16插入的通孔，巖心夾持器16入口端的螺母端蓋28-2上設(shè)置有入口端巖心塞18-2的軸向調(diào)節(jié)裝置和限位裝置，巖心夾持器16出口端的螺母端蓋28-1上設(shè)置有出口端巖心塞18-1的限位裝置。
[0028]具體的:
入口端巖心塞18-2的軸向調(diào)節(jié)裝置和限位裝置包括:限位圓臺(tái)27、門形框件31和螺桿32。限位圓臺(tái)27設(shè)置在入口端螺母端蓋28-2的外端面，限位圓臺(tái)27上沿軸向設(shè)置有供入口端巖心塞18-2插入的通孔，螺桿32與入口端巖心塞18-2同軸設(shè)置并相互連接，門形框件31的橫桿上設(shè)置有對(duì)應(yīng)螺桿32的螺紋孔、兩側(cè)桿的末端向內(nèi)側(cè)凸出形成定位鍵，限位圓臺(tái)27周面向內(nèi)設(shè)置一圈凹槽、配合連接門形框件31的定位鍵。
[0029]出口端巖心塞18-1的限位裝置包括:出口端巖心塞18-1周面上設(shè)置的徑向限位塊35和出口端螺母端蓋28-1內(nèi)側(cè)與之配合的定位槽，所述徑向限位塊35呈長條形、出口端螺母端蓋28-1上供出口端巖心塞18-1插入的通孔有且僅有一個(gè)方向可供徑向限位塊35插入。
[0030]本發(fā)明的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，包括以下具體步驟:
(1)將若干塊具有不同滲透性的巖心分別裝入不同的巖心夾持器5(耐高壓模塊化夾持器)中、并將上述巖心夾持器5前端六通4對(duì)應(yīng)的開關(guān)閥門和環(huán)壓入口處的開關(guān)閥門打開；
(2)將酸液和地層水(或模擬地層水)依次裝入不同的工作液儲(chǔ)存裝置3中；
(3)選用注入巖心夾持器5的工作液、啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，通過人機(jī)交互裝置輸入巖心參數(shù)及實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)，巖心參數(shù)包括巖心的編號(hào)、長度、直徑、孔隙度和氣測(cè)滲透率，實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)包括環(huán)壓的閥值、工作液流量和恒溫箱的溫度，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)上述參數(shù)，計(jì)算單元對(duì)其作出反應(yīng)、向模擬系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的工作指令；
(4)根據(jù)模擬系統(tǒng)的設(shè)定值，注入泵I的流量控制單元調(diào)節(jié)注入泵I的流量大小，向若干個(gè)的巖心夾持器5同時(shí)注入酸液或地層水、模擬地層流體狀態(tài)；環(huán)壓泵9的流量控制單元調(diào)節(jié)環(huán)壓泵9的流量大小，向若干個(gè)的巖心夾持器5同時(shí)注入環(huán)壓液體，對(duì)巖心夾持器5施加環(huán)向壓力、使其夾持巖心；恒溫箱A的溫度控制單元控制恒溫箱A加溫或降溫；
(5)同時(shí)，溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控采集恒溫箱A內(nèi)的溫度值、并傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，壓力傳感器監(jiān)測(cè)巖心夾持器5入口處的壓力，電子天平測(cè)得巖心夾持器5出口端的液體質(zhì)量后，并將上述實(shí)時(shí)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)根據(jù)達(dá)西公式、定時(shí)計(jì)算流體通過巖心的滲透率，并對(duì)多個(gè)巖心實(shí)驗(yàn)作出滲透率對(duì)比曲線；
(6)使用工作液儲(chǔ)存裝置中的酸液或地層水依次替換注入巖心夾持器5的工作液，重復(fù)步驟(3)-(5)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)對(duì)所有的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到各巖心滲透率隨著時(shí)間、注入液體的變化曲線，直觀反映出多滲透率級(jí)差巖心在相同條件下酸化效果。
[0031]需要注意的是:
實(shí)驗(yàn)前，為保證驅(qū)替壓力穩(wěn)定，先將工作液儲(chǔ)存裝置3 (儲(chǔ)液罐)的進(jìn)出液閥門及2個(gè)放空閥2關(guān)閉，環(huán)壓關(guān)閉，其它閥門全部開啟，開啟注入泵I (即平流泵，也可稱之為驅(qū)替泵)用地層水排盡管線、管閥件中的空氣。
[0032]實(shí)驗(yàn)時(shí)，先開啟裝有地層水(或模擬地層水)的工作液儲(chǔ)存裝置3進(jìn)出液閥門，開啟環(huán)壓自動(dòng)跟蹤功能，開啟六通4上對(duì)應(yīng)本實(shí)驗(yàn)所用巖心夾持器的開關(guān)閥門。啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)停止條件，測(cè)試酸化前各巖心滲透率Ki1 ;關(guān)閉裝有地層水(或模擬地層水)的工作液儲(chǔ)存裝置3進(jìn)出液閥門，開啟裝有酸液的工作液儲(chǔ)存裝置3進(jìn)出液閥門，測(cè)試酸化時(shí)各巖心滲透率Ki2 ;關(guān)閉裝有酸液的工作液儲(chǔ)存裝置3進(jìn)出液閥門，開啟裝有地層水(或模擬地層水)的工作液儲(chǔ)存裝置3進(jìn)出液閥門，測(cè)試酸化后各巖心滲透率Ki3,根據(jù)滲透率最終變化或滲透率隨時(shí)間、注入液體的變化確定多滲透率級(jí)差巖心分流酸化效果。
[0033]也可以繼續(xù)使用酸液和地層水(或模擬地層水)依次替換重復(fù)以上步驟，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到各巖心滲透率隨著時(shí)間、注入液體的變化曲線，直觀反映出多滲透率級(jí)差巖心在相同條件下酸化效果。[0034]本發(fā)明以一個(gè)具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的使用方法:
在進(jìn)行多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)前，將具有不同滲透率的巖心制作成直徑為25.4mm，長度為38mm±2mm的柱狀體，一次實(shí)驗(yàn)的巖心樣長度盡量一致。對(duì)巖心進(jìn)行飽和處理后，將若干塊具有不同滲透性的巖心依次裝入巖心夾持器5中。將配制準(zhǔn)備好的酸液和地層水(或模擬地層水)分別裝入工作液儲(chǔ)存裝置3 (耐酸液罐)中。
[0035]啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù)，
先關(guān)閉裝有酸液的液罐進(jìn)出液閥門，開啟裝有地層水(或模擬地層水)的液罐進(jìn)出液閥門，注入泵I (平流泵)以低于臨界流速同時(shí)向各巖心夾持器5泵注地層水。地層水進(jìn)入巖心夾持器5內(nèi)、模擬地層流體狀態(tài)，電加熱棒和液壓機(jī)模擬地層溫度和壓力，計(jì)算機(jī)顯示計(jì)量系統(tǒng)的流量、壓力、溫度變化，所有數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集板傳輸至計(jì)算機(jī)。直至滲透率結(jié)果穩(wěn)定(相對(duì)誤差小于5-10%)，確定出各巖心酸化前的滲透率Ki1 (i=l-n，η為實(shí)驗(yàn)巖心總數(shù))。
[0036]關(guān)閉裝有地層水(或模擬地層水)的液罐進(jìn)出液閥門，開啟裝有酸液的液罐進(jìn)出液閥門，平流泵以低于臨界流速同時(shí)向各巖心夾持器5泵注酸液，根據(jù)酸化模擬要求設(shè)計(jì)驅(qū)酸時(shí)間，完成酸化時(shí)各巖心滲透率Ki2測(cè)定。
[0037]再次閉裝有酸液的液罐進(jìn)出液閥門，開啟裝有地層水(或模擬地層水)的液罐進(jìn)出液閥門，平流泵以低于臨界流速同時(shí)向各巖心夾持器5泵注地層水，直至滲透率結(jié)果穩(wěn)定(相對(duì)誤差小于5-10%)，確定出各巖心酸化前的滲透率K/。
[0038]根據(jù)Ki1與Ki3的變化可直觀反映出不同滲透率巖心與酸液反應(yīng)過程各自酸處理程度，為酸液配方或酸化工藝提供實(shí)驗(yàn)支撐。
【權(quán)利要求】
1.一種適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括注入系統(tǒng)、巖心夾持裝置、模擬系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成，具體的: 注入系統(tǒng)，包括若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的工作液儲(chǔ)存裝置和注入管線，注入管線上設(shè)置有注入泵及閥門； 巖心夾持裝置，是設(shè)置在恒溫箱中、若干個(gè)并聯(lián)設(shè)置的巖心夾持器，巖心夾持器內(nèi)部夾持巖心、兩端分別設(shè)置工作液的入口和出口，所有巖心夾持器的入口連接至注入管線的末端、出口設(shè)置有工作液回收裝置，環(huán)壓通過管線連接環(huán)壓液體儲(chǔ)存裝置及環(huán)壓泵； 模擬系統(tǒng)，包括工作液流量控制裝置、溫度控制裝置和環(huán)壓控制裝置，其中:工作液流量控制裝置是注入泵的流量控制單元，溫度控制裝置是恒溫箱的溫度控制單元，環(huán)壓控制裝置是環(huán)壓泵的流量控制單元； 計(jì)量系統(tǒng)，包括壓力傳感器、溫度傳感器和電子天平，其中:壓力傳感器設(shè)置在巖心夾持器的入口處，溫度傳感器設(shè)置在恒溫箱內(nèi)，所述工作液回收裝置放置在電子天平上； 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，包括人機(jī)交互裝置、數(shù)據(jù)處理器和執(zhí)行單元，數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部設(shè)置有存儲(chǔ)單元和計(jì)算器，數(shù)據(jù)處理器的信號(hào)輸入端與計(jì)量系統(tǒng)的信號(hào)輸出端連接、信號(hào)輸出端與模擬系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述注入管線上的閥門是設(shè)置在工作液儲(chǔ)存裝置兩側(cè)的放空閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述巖心夾持器的入口通過六通連接注入管線的末端，且六通的所有接口上均設(shè)置有開關(guān)閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述巖心夾持器的環(huán)壓入口處設(shè)置有開關(guān)閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述巖心夾持器包括夾持器筒體和巖心塞，夾持器筒體兩端開口設(shè)置有螺母端蓋，螺母端蓋上設(shè)置有供巖心塞插入的通孔，巖心夾持器入口端的螺母端蓋上設(shè)置有入口端巖心塞的軸向調(diào)節(jié)裝置和限位裝置，巖心夾持器出口端的螺母端蓋上設(shè)置有出口端巖心塞的限位裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述入口端巖心塞的軸向調(diào)節(jié)裝置和限位裝置包括限位圓臺(tái)、門形框件和螺桿，所述限位圓臺(tái)設(shè)置在入口端螺母端蓋的外端面，限位圓臺(tái)上沿軸向設(shè)置有供入口端巖心塞插入的通孔，螺桿與入口端巖心塞同軸設(shè)置并相互連接，門形框件的橫桿上設(shè)置有對(duì)應(yīng)螺桿的螺紋孔、兩側(cè)桿的末端向內(nèi)側(cè)凸出形成定位鍵，限位圓臺(tái)周面向內(nèi)設(shè)置一圈凹槽、配合連接門形框件的定位鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述出口端巖心塞的限位裝置包括:出口端巖心塞周面上設(shè)置的徑向限位塊和出口端螺母端蓋內(nèi)側(cè)與之配合的定位槽，所述徑向限位塊呈長條形、出口端螺母端蓋上供出口端巖心塞插入的通孔有且僅有一個(gè)方向可供徑向限位塊插入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的適應(yīng)多滲透率級(jí)差分流酸化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:包括以下具體步驟: (1)將若干塊具有不同滲透性的巖心分別裝入不同的巖心夾持器中、并將上述巖心夾持器前端六通的開關(guān)閥門和環(huán)壓入口處的開關(guān)閥門打開；(2)將酸液和地層水依次裝入不同的工作液儲(chǔ)存裝置中； (3)選用注入巖心夾持器的工作液、啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，通過人機(jī)交互裝置輸入巖心參數(shù)及實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)，巖心參數(shù)包括巖心的編號(hào)、長度、直徑、孔隙度和氣測(cè)滲透率，實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)包括環(huán)壓的閥值、工作液流量和恒溫箱的溫度，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)上述參數(shù)，計(jì)算單元對(duì)其作出反應(yīng)、向模擬系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的工作指令； (4)根據(jù)模擬系統(tǒng)的設(shè)定值，注入泵的流量控制單元調(diào)節(jié)注入泵的流量大小，向若干個(gè)的巖心夾持器同時(shí)注入酸液或地層水、模擬地層流體狀態(tài)；環(huán)壓泵的流量控制單元調(diào)節(jié)環(huán)壓泵的流量大小，向若干個(gè)的巖心夾持器同時(shí)注入環(huán)壓液體，對(duì)巖心夾持器施加環(huán)向壓力、夾持巖心；恒溫箱的溫度控制單元控制恒溫箱加溫或降溫； (5)同時(shí)，溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控采集恒溫箱內(nèi)的溫度值、并傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，壓力傳感器監(jiān)測(cè)巖心夾持器入口處的壓力，電子天平測(cè)得巖心夾持器出口端的液體質(zhì)量后，并將上述實(shí)時(shí)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)根據(jù)達(dá)西公式、定時(shí)計(jì)算流體通過巖心的滲透率，并對(duì)多個(gè)巖心實(shí)驗(yàn)作出滲透率對(duì)比曲線； (6)使用工作液儲(chǔ)存裝置中的酸液或地層水依次替換注入巖心夾持器的工作液，重復(fù)步驟(3)- (5)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)對(duì)所有的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到各巖心滲透率隨著時(shí)間、注入液體的變化曲線，直觀反映出多滲透率級(jí)差巖心在相同條件下酸化效果。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK103592213SQ201310600726
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】李暉, 王明貴, 龍學(xué), 李欽, 王均, 張保英, 陳玉華, 劉丹婷 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化西南石油工程有限公司