基于磁懸浮天平的硫沉積裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，所述的硫沉積測(cè)試裝置包括驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)等。本發(fā)明的有益效果是：所述的硫沉積測(cè)試裝置可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)模擬地層高溫高壓高含硫環(huán)境，大幅度提高硫沉積量測(cè)試精度，并實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度、體積系數(shù)和偏差因子，在線實(shí)時(shí)測(cè)量硫沉積引起的巖心滲透率動(dòng)態(tài)變化，本發(fā)明具有安全性好、測(cè)量精度高、耐高溫高壓、抗腐蝕強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，對(duì)評(píng)價(jià)高含硫氣藏硫沉積對(duì)開采動(dòng)態(tài)影響具有重要意義。
【專利說明】基于磁懸浮天平的硫沉積裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高含硫氣藏全球分布廣泛，我國(guó)四川盆地川東北地區(qū)資源豐富，例如，飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組的渡口河、鐵山坡、普光、龍崗、元壩、羅家寨、龍王廟等高含硫氣藏。隨地層壓力和溫度不斷下降，元素硫?qū)⒁詥误w形式從載硫氣體中析出，并在儲(chǔ)層巖石的孔隙喉道中沉積，堵塞天然氣的滲流通道，降低地層有效孔隙空間及滲透率。由于硫沉積在一定條件下具不可逆性，一旦硫沉積后將難以恢復(fù)原始的滲流能力。硫沉積是高含硫氣藏開發(fā)過程中必然存在而又必須解決的世界級(jí)難題。實(shí)踐表明硫沉積對(duì)氣井產(chǎn)能有著重要的影響。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有數(shù)百口井報(bào)道硫沉積和井筒完整性對(duì)氣井生產(chǎn)帶來的嚴(yán)重危害。例如，2002年殼牌加拿大公司所屬落基山脈地區(qū)Foothills含硫氣田不出數(shù)月發(fā)生“硫堵”致使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
[0003]由此可見，硫沉積的預(yù)測(cè)和評(píng)估技術(shù)對(duì)高含硫氣藏的開采非常重要，但目前常用PVT筒測(cè)試的元素硫在天然氣中的溶解度變化來估計(jì)硫沉積量，對(duì)真實(shí)巖心硫沉積評(píng)價(jià)研宄幾乎處于空白階段，而且由于硫沉積評(píng)價(jià)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件與真實(shí)地層滲流條件存在較大差異，再加上現(xiàn)有設(shè)備測(cè)量精度不足，測(cè)量誤差大或根本無法測(cè)量出硫沉積量，導(dǎo)致現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置及方法不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)硫沉積量及硫沉積對(duì)儲(chǔ)層巖樣滲透率的傷害程度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種安全性好、測(cè)量精度高和耐高溫高壓耐腐蝕基于磁懸浮天平的硫沉積裝置。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，它包括驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
所述的驅(qū)替系統(tǒng)包括樣品氣罐、配樣器、氣體增壓泵、恒速恒壓泵、活塞容器、手動(dòng)回壓泵和回壓控制閥，所述的樣品氣罐的取樣口通過管路與配樣器的進(jìn)樣口連接，在樣品氣罐與配樣器連接的管路上設(shè)有氣源控制閥，所述的氣體增壓泵的進(jìn)口通過管路與配樣器的出口連接，所述的恒速恒壓泵的出口通過管路連接活塞容器的下端入口，且在該連接管路上設(shè)置有一恒速恒壓泵控制閥，氣體增壓泵的出口通過管路與活塞容器的上端入口連接，在氣體增壓泵與活塞容器上設(shè)有氣體增壓泵控制閥，所述的活塞容器的上端入口處設(shè)有活塞容器控制閥，配樣器和活塞容器的出口通過管路與地層條件模擬系統(tǒng)連接；
所述地層條件模擬系統(tǒng)包括恒溫箱、巖心夾持器和自動(dòng)圍壓追蹤泵，自動(dòng)圍壓追蹤泵的出口設(shè)有自動(dòng)圍壓追蹤泵控制閥，所述的自動(dòng)圍壓追蹤泵出口通過管路與巖心夾持器的圍壓口連接，所述的巖心夾持器置于恒溫箱內(nèi)，巖心夾持器的進(jìn)樣口通過管路分別與配樣器的出口和活塞容器的上端入口連接，并在該管路中設(shè)有安全閥，所述的配樣器出口設(shè)置有一配樣器控制閥，所述的巖心夾持器設(shè)有放空閥，放空閥的出口通過排出管線連接到外部中和池，巖心夾持器的輸入管路上設(shè)置有一巖心夾持器輸入端控制閥，所述的手動(dòng)回壓泵的出口通過管線與回壓控制閥輸入端口相連，回壓控制閥的輸出端口與巖心夾持器輸出管路連接，且?guī)r心夾持器輸出管路上設(shè)置有巖心夾持器輸出端控制閥；
所述的磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)由高精度磁懸浮天平構(gòu)成，高精度磁懸浮天平將巖心夾持器懸吊在高精度磁懸浮天平下端的吊鉤上，實(shí)時(shí)測(cè)定整個(gè)硫沉積過程中巖心硫沉積量；所述的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)分別包括壓力傳感器A、壓力傳感器B、壓力傳感器C、溫度傳感器、磁懸浮天平傳感器、高精度天平、大量程流量計(jì)、中量程流量計(jì)、小量程流量計(jì)、分離器和計(jì)算機(jī)，所述的壓力傳感器A、壓力傳感器C分別置于巖心夾持器的輸入管路和輸出管路上，壓力傳感器B設(shè)置在自動(dòng)圍壓追蹤泵上，溫度傳感器置于恒溫箱的中部，磁懸浮天平傳感器置于高精度磁懸浮天平中，所述的壓力傳感器A、壓力傳感器B、壓力傳感器C、溫度傳感器、高精度磁懸浮天平、高精度天平、大量程流量計(jì)、中量程流量計(jì)、小量程流量計(jì)的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)連接，所述的分離器通過管路與巖心夾持器的輸出管路連接，所述的高精度天平與分離器連接，大量程流量計(jì)、中量程流量計(jì)、小量程流量計(jì)的入口端均通過管路與分離器氣體出口端連接，其出口端通過排出管線連接到中和池。
[0006]所述的恒溫箱和配樣器外面均設(shè)有隔離鋼化玻璃罩，玻璃罩上端設(shè)有硫化氫氣體泄漏報(bào)警裝置和防爆排風(fēng)扇。
[0007]所述的恒溫箱采用全密閉電熱管加熱。
[0008]所述的巖心夾持器兩端輸入輸出管線采用金屬軟管以實(shí)現(xiàn)更好的懸浮狀態(tài)。
[0009]所述的高精度磁懸浮天平下端連接有一電磁鐵，巖心夾持器上端設(shè)置有一永久性磁鐵，通電后，高精度磁懸浮天平將巖心夾持器吊起。
[0010]基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試方法，它包括以下步驟:
S1:測(cè)試環(huán)境構(gòu)建:建立由驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成的測(cè)試環(huán)境；
52:實(shí)時(shí)測(cè)量元素硫沉積量:未通酸性氣樣前首先采用高精度磁懸浮天平測(cè)量含巖樣的巖心夾持器凈重，然后將配樣器或活塞容器中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器內(nèi)部溫度或壓力，在線實(shí)時(shí)計(jì)量元素硫沉積后的含巖樣的巖心夾持器的重量，前后的重量差值即是元素硫的沉積量；
53:硫沉積前后的滲透率變化測(cè)試:未通酸性氣樣前，先用氮?dú)鉁y(cè)試巖樣絕對(duì)滲透率，再將配樣器或活塞容器中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器內(nèi)部溫度或壓力，與此同時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定含元素硫沉積巖樣兩端的壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度、體積系數(shù)和偏差因子，再根據(jù)達(dá)西定律實(shí)時(shí)計(jì)算含元素硫沉積巖樣的氣測(cè)滲透率，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)硫沉積對(duì)巖樣滲透率的傷害程度。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)模擬地層高溫高壓高含硫環(huán)境，大幅度提高硫沉積量測(cè)試精度，并實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度、體積系數(shù)和偏差因子，在線實(shí)時(shí)測(cè)量硫沉積引起的巖心滲透率動(dòng)態(tài)變化。本發(fā)明具有安全性好、測(cè)量精度高、耐高溫高壓、抗腐蝕強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為高精度磁懸浮天平吊起巖心夾持器示意圖；
圖中，1-樣品氣罐，2-氣源控制閥，3-配樣器，4-氣體增壓泵，5-配樣器控制閥，6-高精度磁懸浮天平，7-恒溫箱，8-氣體增壓泵控制閥，9-活塞容器控制閥，10-活塞容器，11-恒速恒壓泵，12-恒速恒壓泵控制閥，13-壓力傳感器A，14-巖心夾持器輸入端控制閥，15-安全閥，16-放空閥，17-溫度傳感器，18-自動(dòng)圍壓追蹤泵，19-壓力傳感器B，20-巖心夾持器，21-巖心夾持器輸出端控制閥，22-自動(dòng)圍壓追蹤泵控制閥，23-壓力傳感器C，24-回壓控制閥，25-手動(dòng)回壓泵。26-分離器，27-大量程流量計(jì)，28-中量程流量計(jì)，29-小量程流量計(jì)，30-高精度天平，31-計(jì)算機(jī)，32-磁懸浮天平傳感器，33-電磁鐵，34-永久性磁鐵，35-金屬軟管。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述: 如圖1所示，基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，它包括驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
所述的驅(qū)替系統(tǒng)包括樣品氣罐1、配樣器3、氣體增壓泵4、恒速恒壓泵11、活塞容器10、手動(dòng)回壓泵25和回壓控制閥24，所述的樣品氣罐I的取樣口通過管路與配樣器3的進(jìn)樣口連接，在樣品氣罐I與配樣器3連接的管路上設(shè)有氣源控制閥2，所述的氣體增壓泵4的進(jìn)口通過管路與配樣器3的出口連接，所述的恒速恒壓泵11的出口通過管路連接活塞容器10的下端入口，且在該連接管路上設(shè)置有一恒速恒壓泵控制閥12，氣體增壓泵4的出口通過管路與活塞容器10的上端入口連接，在氣體增壓泵4與活塞容器10上設(shè)有氣體增壓泵控制閥8，所述的活塞容器10的上端入口處設(shè)有活塞容器控制閥9，配樣器3和活塞容器10的出口通過管路與地層條件模擬系統(tǒng)連接，在本實(shí)施例中，所述的配樣器3外面設(shè)有隔離鋼化玻璃罩，恒速恒壓泵11用于提供流體的連續(xù)無脈沖驅(qū)替，能恒速、恒壓工作；其最高工作壓力:120MPa，恒速范圍:0.00001?16ml/min，流量精度:0.5% ;壓力精度:0.1%FS，活塞容器10用于存放高含硫化氫氣樣，通過恒速恒壓泵11驅(qū)動(dòng)活塞容器10的活塞，將置于活塞容器10內(nèi)的高含硫化氫氣樣驅(qū)替至巖心夾持器20，其中，配樣器3用于試驗(yàn)介質(zhì)的配樣，樣品氣罐I用于儲(chǔ)存現(xiàn)場(chǎng)取回的樣品，再將樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)樣至配樣器3內(nèi)進(jìn)行配樣，氣體增壓泵4能為配樣器3和活塞容器10的樣品增壓以達(dá)到所需地層條件。
[0014]所述地層條件模擬系統(tǒng)包括恒溫箱7、巖心夾持器20和自動(dòng)圍壓追蹤泵18，自動(dòng)圍壓追蹤泵18的出口設(shè)有自動(dòng)圍壓追蹤泵控制閥22，所述的自動(dòng)圍壓追蹤泵18出口通過管路與巖心夾持器20的圍壓口連接，所述的巖心夾持器20置于恒溫箱7內(nèi)，巖心夾持器20的進(jìn)樣口通過管路分別與配樣器3的出口和活塞容器10的上端入口連接，并在該管路中設(shè)有安全閥15，所述的配樣器3出口設(shè)置有一配樣器控制閥5，所述的巖心夾持器20設(shè)有放空閥16，放空閥16的出口通過排出管線連接到外部中和池，巖心夾持器20的輸入管路上設(shè)置有一巖心夾持器輸入端控制閥14，所述的手動(dòng)回壓泵25的出口通過管線與回壓控制閥24輸入端口相連，回壓控制閥24的輸出端口與巖心夾持器20輸出管路連接，且?guī)r心夾持器20輸出管路上設(shè)置有巖心夾持器輸出端控制閥21，回壓控制閥24用于出口壓力控制，建立驅(qū)動(dòng)壓差，同時(shí)使輸出壓力平穩(wěn)以提高計(jì)量精度，所述的恒溫箱7外面設(shè)有隔離鋼化玻璃罩。在本實(shí)施例中，巖心夾持器20用于巖樣的硫沉積量測(cè)定和巖樣滲透率參數(shù)的測(cè)定，巖心夾持器20由鈦合金制成，其強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕，用于實(shí)時(shí)稱重，其中，恒溫箱7的作用是為試驗(yàn)提供地層溫度條件，其溫度可以調(diào)節(jié)，溫度控制范圍:室溫~180°C，溫度控制準(zhǔn)確性:±0.5°C ;自動(dòng)圍壓追蹤泵18是為了實(shí)時(shí)真實(shí)模擬地層受力環(huán)境，全程追蹤并提供穩(wěn)定的受力環(huán)境，消除了外界溫度變化對(duì)其的影響。
[0015]在本實(shí)施例中，恒溫箱7和配樣器3外面設(shè)置的隔離鋼化玻璃罩，玻璃罩的上端設(shè)有硫化氫氣體泄漏報(bào)警裝置和防爆排風(fēng)扇；由于硫化氫氣體有劇毒，所以本發(fā)明對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行了安全防護(hù)措施，即在恒溫箱和配樣器外面安裝有一隔離鋼化玻璃罩，同時(shí)在玻璃鋼罩上端安裝有防爆排風(fēng)扇，將有毒氣體排空至硫化氫氣體吸收塔內(nèi)進(jìn)行處理。
[0016]恒溫箱7采用全密閉電熱管加熱，由于硫化氫屬易燃易爆氣體，對(duì)環(huán)境要求特嚴(yán)格，不允許有電火花，所以本發(fā)明所述的恒溫箱采用熱風(fēng)對(duì)流循環(huán)方式，通過全密閉電熱管加熱提供所需的熱量，并采用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)，形成熱對(duì)流，從而提高了該測(cè)試裝置的安全性。
[0017]所述的磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)由高精度磁懸浮天平6構(gòu)成，如圖2所示，高精度磁懸浮天平6下端連接有一電磁鐵33，巖心夾持器20上端設(shè)置有一永久性磁鐵34，通電后，高精度磁懸浮天平6將巖心夾持器20懸吊在高精度磁懸浮天平6下端的吊鉤上，巖心夾持器20兩端輸入輸出管線采用金屬軟管35，以實(shí)現(xiàn)巖心夾持器20更好的處于懸浮狀態(tài)，通過高精度磁懸浮天平6測(cè)試的變化量，來實(shí)時(shí)測(cè)定整個(gè)硫沉積過程中巖心硫沉積量，其測(cè)試精度:0.01mg~lug，重復(fù)性:±0.02 mg~±2ug，從而提高了該測(cè)試裝置對(duì)硫沉積的測(cè)量精度。
[0018]所述的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)分別包括壓力傳感器A13、壓力傳感器B19、壓力傳感器C23、溫度傳感器17、磁懸浮天平傳感器32、高精度天平30、大量程流量計(jì)27、中量程流量計(jì)28、小量程流量計(jì)29、分離器26和計(jì)算機(jī)31，所述的壓力傳感器A13、壓力傳感器C23分別置于巖心夾持器20的輸入管路和輸出管路上，壓力傳感器B19設(shè)置在自動(dòng)圍壓追蹤泵18上，溫度傳感器17置于恒溫箱7的中部，磁懸浮天平傳感器32置于高精度磁懸浮天平6中，所述的壓力傳感器A13、壓力傳感器B19、壓力傳感器C23、溫度傳感器17、高精度磁懸浮天平6、高精度天平30、大量程流量計(jì)27、中量程流量計(jì)28、小量程流量計(jì)29的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)31連接，所述的分離器26通過管路與巖心夾持器20的輸出管路連接，所述的高精度天平30與分離器26連接，高精度天平30用于測(cè)量液流量，大量程流量計(jì)27、中量程流量計(jì)28、小量程流量計(jì)29的入口端均通過管路與分離器26氣體出口端連接，其出口端通過排出管線連接到中和池，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集板獲取高精度磁懸浮天平6測(cè)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)處理軟件精確計(jì)算出實(shí)驗(yàn)過程不同時(shí)刻巖心的硫沉積量。
[0019]在本實(shí)施例中，由于有毒的硫化氫氣體不能直接排放，故大量程流量計(jì)27、中量程流量計(jì)28、小量程流量計(jì)29的出口連接到外部中和池，在中和池中對(duì)有毒氣體進(jìn)行中和處理，設(shè)置安全閥15的目的是當(dāng)壓力過載時(shí)自動(dòng)泄壓，并且與泵、壓力傳感器A13、壓力傳感器B19和壓力傳感器C23實(shí)現(xiàn)多重壓力過載保護(hù)，保證試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全，進(jìn)一步的提高了該測(cè)試裝置的安全性。
[0020]在本實(shí)施例中，該測(cè)試裝置與硫化氫氣體接觸的所有部件均為抗硫的哈氏合金材料，因而該裝置即具有耐高溫高壓的優(yōu)點(diǎn)，又具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能。
[0021]基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試方法，它包括以下步驟: S1:測(cè)試環(huán)境構(gòu)建:建立由驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成的測(cè)試環(huán)境；
52:實(shí)時(shí)測(cè)量元素硫沉積量:未通酸性氣樣前首先采用高精度磁懸浮天平6測(cè)量含巖樣的巖心夾持器20凈重，然后將配樣器3或活塞容器10中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器20內(nèi)部溫度或壓力，在線實(shí)時(shí)計(jì)量元素硫沉積后的含巖樣的巖心夾持器20的重量，前后的重量差值即是元素硫的沉積量；
53:硫沉積前后的滲透率變化測(cè)試:未通酸性氣樣前，先用氮?dú)鉁y(cè)試巖樣絕對(duì)滲透率，再將配樣器3或活塞容器10中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器20內(nèi)部溫度或壓力，與此同時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定含元素硫沉積巖樣兩端的壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度、體積系數(shù)和偏差因子，再根據(jù)達(dá)西定律實(shí)時(shí)計(jì)算含元素硫沉積巖樣的氣測(cè)滲透率，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)硫沉積對(duì)巖樣滲透率的傷害程度。
[0022]本發(fā)明的工作過程如下:
(1)打開系統(tǒng)控制電源，系統(tǒng)處于待工作狀態(tài)，按下照明按鈕、進(jìn)口和出口壓力按鈕；
(2)從恒溫箱7中取出巖心夾持器20，將其打開并裝入待測(cè)試巖樣；
(3)將巖心夾持器20放入恒溫箱7，連接好管線，先用自動(dòng)圍壓追蹤泵18把巖心夾持器20中的巖樣壓結(jié)實(shí)，然后施加設(shè)定的圍壓；同時(shí)用回壓控制閥24加上相應(yīng)的回壓；
(4)關(guān)閉恒溫箱7的門，按下風(fēng)機(jī)和加熱按鈕，設(shè)定相應(yīng)的溫度；加熱一段時(shí)間后，達(dá)到設(shè)定的溫度，需要穩(wěn)定一段時(shí)間，使巖心夾持器20充分進(jìn)行熱交換，使其溫度達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值。(注意:一定先開風(fēng)機(jī)，再開加熱，否則將局部加熱容易造成系統(tǒng)的損壞)；
(5)接通磁懸浮天平電源，保持帶巖心的巖心夾持器20處于懸浮狀態(tài)，測(cè)定通入酸性氣體前巖心夾持器20的重量，再測(cè)定不同溫度及壓力下的通入酸性氣體后巖心夾持器20的重量；
(6)硫沉積前巖樣絕對(duì)滲透率的測(cè)量:未通酸性氣樣前，在一定P和T下，先用氮?dú)饬鹘?jīng)巖心夾持器20，根據(jù)氣體流量和巖樣兩端壓差計(jì)算巖樣絕對(duì)滲透率；
(7)硫沉積后巖樣滲透率測(cè)定:將配樣器3或活塞容器(10)中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器(20)內(nèi)部溫度或壓力，在線計(jì)量巖樣中元素硫沉積量，與此同時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定含元素硫沉積巖樣兩端的壓力。再根據(jù)氣體組分以及體系的溫度和壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度體積系數(shù)偏差因子Za。然后，依據(jù)計(jì)算程序?qū)崟r(shí)計(jì)算相應(yīng)條件下氣測(cè)滲透率值；
(8)整理實(shí)驗(yàn)室儀器，把儀器放歸原位，以備下次使用。
【權(quán)利要求】
1.基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于:它包括驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)； 所述的驅(qū)替系統(tǒng)包括樣品氣罐(I)、配樣器(3)、氣體增壓泵(4)、恒速恒壓泵(11)、活塞容器(10)、手動(dòng)回壓泵(25)和回壓控制閥(24)，所述的樣品氣罐(I)的取樣口通過管路與配樣器(3)的進(jìn)樣口連接，在樣品氣罐(I)與配樣器(3)連接的管路上設(shè)有氣源控制閥(2)，所述的氣體增壓泵(4)的進(jìn)口通過管路與配樣器(3)的出口連接，所述的恒速恒壓泵(11)的出口通過管路連接活塞容器(10 )的下端入口，且在該連接管路上設(shè)置有一恒速恒壓泵控制閥(12)，氣體增壓泵(4)的出口通過管路與活塞容器(10)的上端入口連接，在氣體增壓泵(4)與活塞容器(10)上設(shè)有氣體增壓泵控制閥(8)，所述的活塞容器(10)的上端入口處設(shè)有活塞容器控制閥(9)，配樣器(3)和活塞容器(10)的出口通過管路與地層條件模擬系統(tǒng)連接； 所述地層條件模擬系統(tǒng)包括恒溫箱(7)、巖心夾持器(20)和自動(dòng)圍壓追蹤泵(18)，自動(dòng)圍壓追蹤泵(18)的出口設(shè)有自動(dòng)圍壓追蹤泵控制閥(22)，所述的自動(dòng)圍壓追蹤泵(18)出口通過管路與巖心夾持器(20)的圍壓口連接，所述的巖心夾持器(20)置于恒溫箱(7)內(nèi)，巖心夾持器(20)的進(jìn)樣口通過管路分別與配樣器(3)的出口和活塞容器(10)的上端入口連接，并在該管路中設(shè)有安全閥(15)，所述的配樣器(3)出口設(shè)置有一配樣器控制閥(5 )，所述的巖心夾持器(20 )設(shè)有放空閥(16 )，放空閥(16 )的出口通過排出管線連接到外部中和池，巖心夾持器(20)的輸入管路上設(shè)置有一巖心夾持器輸入端控制閥(14)，所述的手動(dòng)回壓泵(25)的出口通過管線與回壓控制閥(24)輸入端口相連，回壓控制閥(24)的輸出端口與巖心夾持器(20)輸出管路連接，且?guī)r心夾持器(20)輸出管路上設(shè)置有巖心夾持器輸出端控制閥(21); 所述的磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)由高精度磁懸浮天平(6)構(gòu)成，高精度磁懸浮天平(6)將巖心夾持器(20)懸吊在高精度磁懸浮天平(6)下端的吊鉤上，解決常規(guī)天平硫沉積測(cè)量誤差大或根本無法測(cè)量的問題，實(shí)時(shí)測(cè)定整個(gè)硫沉積過程中巖心硫沉積量； 所述的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)分別包括壓力傳感器A (13)、壓力傳感器B (19)、壓力傳感器C (23)、溫度傳感器(17)、磁懸浮天平傳感器(32)、高精度天平(30)、大量程流量計(jì)(27)、中量程流量計(jì)(28)、小量程流量計(jì)(29)、分離器(26)和計(jì)算機(jī)(31)，所述的壓力傳感器A (13)、壓力傳感器C (23)分別置于巖心夾持器(20)的輸入管路和輸出管路上，壓力傳感器B (19)設(shè)置在自動(dòng)圍壓追蹤泵(18)上，溫度傳感器(17)置于恒溫箱(7)的中部，磁懸浮天平傳感器(32)置于高精度磁懸浮天平(6)中，所述的壓力傳感器A (13)、壓力傳感器B (19)、壓力傳感器C (23)、溫度傳感器(17)、高精度磁懸浮天平(6)、高精度天平(30)、大量程流量計(jì)(27)、中量程流量計(jì)(28)、小量程流量計(jì)(29)的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)(31)連接，所述的分離器(26)通過管路與巖心夾持器(20)的輸出管路連接，所述的高精度天平(30)與分離器(26)連接，大量程流量計(jì)(27)、中量程流量計(jì)(28)、小量程流量計(jì)(29)的入口端均通過管路與分離器(26)氣體出口端連接，其出口端通過排出管線連接到中和池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于:所述的恒溫箱(7)和配樣器(3)外面均設(shè)有隔離鋼化玻璃罩，玻璃罩上端設(shè)有硫化氫氣體泄漏報(bào)警裝置和防爆排風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于:所述的恒溫箱(7 )采用全密閉電熱管加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于:所述的巖心夾持器(20 )兩端輸入輸出管線采用金屬軟管(35 )以實(shí)現(xiàn)更好的懸浮狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于:所述的高精度磁懸浮天平(6)下端連接有一電磁鐵(33)，巖心夾持器(20)上端設(shè)置有一永久性磁鐵(34 )，通電后，高精度磁懸浮天平(6 )將巖心夾持器(20 )吊起。
6.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于:它包括以下測(cè)試步驟: 51:測(cè)試環(huán)境構(gòu)建:建立由驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成的測(cè)試環(huán)境； 52:實(shí)時(shí)測(cè)量元素硫沉積量:未通酸性氣樣前首先采用高精度磁懸浮天平(6)測(cè)量含巖樣的巖心夾持器(20)凈重，然后將配樣器(3)或活塞容器(10)中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器(20)內(nèi)部溫度或壓力，在線實(shí)時(shí)計(jì)量元素硫沉積后的含巖樣的巖心夾持器(20)的重量，前后的重量差值即是元素硫的沉積量； 53:硫沉積前后的滲透率動(dòng)態(tài)變化測(cè)試:未通酸性氣樣前，先用氮?dú)鉁y(cè)試巖樣絕對(duì)滲透率，再將配樣器(3)或活塞容器(10)中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器(20)內(nèi)部溫度或壓力，與此同時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定含元素硫沉積巖樣兩端的壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度、體積系數(shù)和偏差因子，再根據(jù)達(dá)西定律實(shí)時(shí)計(jì)算含元素硫沉積巖樣的氣測(cè)滲透率，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)硫沉積對(duì)巖樣滲透率的傷害程度。
【文檔編號(hào)】G01N5/02GK104483227SQ201410763202
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】郭肖, 朱爭(zhēng), 夏靜, 畢建霞, 劉川琦 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)