本發(fā)明涉及一種振動條件下巖心滲吸實驗裝置，以及采用該滲吸實驗裝置的實驗方法，屬于油藏滲吸驅(qū)油研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

毛細管自發(fā)滲吸作為低滲、特低滲和致密油藏開采的一種重要采油機理已經(jīng)越來越受到人們的重視，如何提高滲吸采出程度已成為提高這幾類油藏采收率的關(guān)鍵。波動激勵強化采油技術(shù)作為物理法采油技術(shù)的典型代表，是一種高效、綠色的開采方式。振動采油技術(shù)起源于上世紀(jì)80年代前蘇聯(lián)，我國于90年代至今，先后在大港油田、吉林油田、遼河、延長等低滲透油藏進行了礦場應(yīng)用，取得了較好的增產(chǎn)增注效果。將波動激勵引入低滲、特低滲和致密油藏的滲吸采油研究與實踐，利用波動激勵機制促進基質(zhì)內(nèi)油水滲吸交換運動，提高基質(zhì)的滲吸排驅(qū)效果，具有廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。而系統(tǒng)評價優(yōu)選振動作用參數(shù)對于基質(zhì)巖心滲吸的影響規(guī)律研究，是完善振動采油理論的重要組成。

以往的振動采油多致力于常規(guī)油藏巖心振動輔助壓差驅(qū)替動態(tài)模擬實驗研究，對于低滲、特低滲、致密油藏巖心常規(guī)體積法或質(zhì)量法滲吸實驗裝置無法直接加載于振動波場內(nèi)，振動輔助滲吸實驗無法開展，致使該領(lǐng)域室內(nèi)實驗相關(guān)研究尚屬空白。因此有必要建立一套振動輔助滲吸的室內(nèi)模擬實驗方法，并研制相應(yīng)實驗裝置，為提升低滲、特低滲、致密油藏波動輔助滲吸強化采油提供重要的實驗支持平臺。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種振動輔助滲吸實驗裝置及實驗方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種振動輔助滲吸實驗裝置，包括滲吸測試系統(tǒng)、振動系統(tǒng)、供液系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)；所述滲吸測試系統(tǒng)包括滲吸室底座和若干個滲吸室外腔，單個滲吸室外腔連接在滲吸室底座上，構(gòu)成單個滲吸室；所述振動系統(tǒng)包括振源控制器、振動發(fā)生器和振動平臺，振源控制器控制振動發(fā)生器驅(qū)動振動平臺振動，滲吸室底座固定在振動平臺上；所述供液系統(tǒng)包括平流泵、中間容器、第一滲吸液輸送管線和第二滲吸液輸送管線，平流泵出口通過第一滲吸液輸送管線與中間容器的進液端連通，中間容器的出液端通過第二滲吸液輸送管線與滲吸室連通，在第一滲吸液輸送管線和第二滲吸液輸送管線上設(shè)置有控制閥；所述溫度控制系統(tǒng)包括溫度控制器、溫度控制線和溫度調(diào)節(jié)器，溫度控制器通過溫度控制線和溫度調(diào)節(jié)器連接，溫度調(diào)節(jié)器安裝在滲吸室內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述滲吸室的內(nèi)部設(shè)置有巖心夾持裝置，所述巖心夾持裝置包括用于夾持巖心的卡箍和用于調(diào)整巖心在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度的巖心旋轉(zhuǎn)固定架，所述卡箍固定在巖心旋轉(zhuǎn)固定架上，巖心旋轉(zhuǎn)固定架處配置有旋轉(zhuǎn)刻度盤，巖心旋轉(zhuǎn)固定架和旋轉(zhuǎn)刻度盤通過螺母固定于巖心主支架上。

優(yōu)選的，所述巖心主支架與滲吸室底座為一體成型。

優(yōu)選的，所述滲吸室外腔的底部與滲吸室底座螺紋連接，在滲吸室外腔的頂部設(shè)置有毛細計量管。

優(yōu)選的，所述毛細計量管固定在加固架上，加固架的底端與滲吸室底座通過螺絲緊固。

優(yōu)選的，所述第二滲吸液輸送管線上連接有排污管線，在排污管線上設(shè)置有排污放空閥，排污管線連通液體回收罐。

優(yōu)選的，所述滲吸室外腔共設(shè)置9個，在滲吸室底座上呈3排布置，每排3個；所述中間容器共設(shè)置3個，每一中間容器對應(yīng)與滲吸室底座上的一排滲吸室外腔相連。

優(yōu)選的，所述滲吸室底座內(nèi)集成有滲吸液和溫度控制線纜通道。

優(yōu)選的，所述溫度調(diào)節(jié)器位于滲吸室的內(nèi)部中心位置，且溫度調(diào)節(jié)器通過螺紋連接固定于滲吸室底座上。

一種振動輔助滲吸實驗方法，采用上述的實驗裝置，包括以下步驟：

步驟一、實驗材料制備：制備滲吸實驗用巖心樣品若干，測試記錄其孔隙度、滲透率，并按照實驗?zāi)康倪M行介質(zhì)的飽和；根據(jù)實驗?zāi)康呐渲茲B吸介質(zhì)溶液；

步驟二、實驗設(shè)備連接：檢查、校核振動系統(tǒng)、溫度控制器和平流泵的狀態(tài)及參數(shù)，確認工作正常；通過固定螺絲將滲吸室底座固定于振動平臺上；將步驟一中所制備巖心樣品固定于各滲吸室內(nèi)巖心主支架上，并根據(jù)實驗?zāi)客ㄟ^巖心旋轉(zhuǎn)固定架和旋轉(zhuǎn)刻度盤對巖心樣品角度進行調(diào)整；連接滲吸室外腔與滲吸室底座；連接溫度控制系統(tǒng)和供液系統(tǒng)；

步驟三、滲吸室供液：設(shè)置平流泵排量，按照實驗要求調(diào)節(jié)供液系統(tǒng)中的控制閥，按照實驗?zāi)康南虿煌瑵B吸室內(nèi)泵入相應(yīng)滲吸液；更換滲吸液時必須通過排污放空閥將上一種滲吸液排空；

步驟四、滲吸室溫度設(shè)定：按照實驗要求，通過溫度控制系統(tǒng)對不同滲吸室進行溫度設(shè)定和控制；

步驟五、振動參數(shù)設(shè)置與測試：啟動振動系統(tǒng)，通過固定于振動平臺的滲吸室底座將振動加載于滲吸測試系統(tǒng)，根據(jù)實驗需求，調(diào)節(jié)波動參數(shù)(振動加速度、頻率、波動類型、加載方式)，按照實驗要求進行相關(guān)參數(shù)的記錄；

步驟六、實驗結(jié)果處理：按照實驗?zāi)康耐瓿蓪嶒瀮?nèi)容后，關(guān)閉振動系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，對實驗結(jié)果進行分析，總結(jié)歸納振動參數(shù)或振動輔助化學(xué)劑對滲吸采出程度的影響規(guī)律。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

1、本發(fā)明可在振動條件下測試巖心樣品在不同滲吸介質(zhì)、溫度及巖心傾角的滲吸效果，進而總結(jié)單純振動或振動輔助化學(xué)劑對巖石滲吸的影響規(guī)律，為提升油藏開發(fā)效益提供支撐。

2、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)巖心旋轉(zhuǎn)固定架，調(diào)節(jié)9組巖心角度，測試振動條件下不同傾斜角度對滲吸的影響效果。

3、本發(fā)明中的振動系統(tǒng)可為滲吸室加載不同振動頻率、類型、加速度、加載方式等參數(shù)的振動環(huán)境；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠分別調(diào)節(jié)9個滲吸室內(nèi)的體系溫度，測試溫度對滲吸效果的影響；配置有三個中間容器，可分別盛放生物酶、表面活性劑、注入水等不同滲吸液體系，測試各體系成份在振動條件下對滲吸效果的影響。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明實驗裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中滲吸室的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中滲吸室的另一角度視圖；

圖4為本發(fā)明實驗方法的流程圖。

圖中：1-滲吸測試系統(tǒng)，2-振動系統(tǒng)，3-供液系統(tǒng)，4-溫度控制系統(tǒng)，5-振動平臺，6-振源控制器，7-振動發(fā)生器，8-加固架，9-滲吸室外腔，10-巖心主支架，11-溫度調(diào)節(jié)器，12-巖心旋轉(zhuǎn)固定架，13-旋轉(zhuǎn)支架固定螺母，14-卡箍，15-旋轉(zhuǎn)刻度盤，16-滲吸室底座，17-滲吸液和溫度控制線纜通道，18-滲吸巖心，19-第一中間容器，20-第二中間容器，21-第三中間容器，22-第一中間容器進口閥門，23-第一中間容器出口閥門，24-第二中間容器進口閥門，25-第二中間容器出口閥門，26-第三中間容器進口閥門，27-第三中間容器出口閥門，28-平流泵，29-滲吸室進液選擇閥門，30-液體回收罐，31-排污放空閥，32-第二滲吸液輸送管線，33-供液主管線控制閥，34-溫度控制器，35-溫度控制線，36-毛細計量管。

具體實施方式

如圖1-3所示，一種振動輔助滲吸實驗裝置，包括滲吸測試系統(tǒng)1、振動系統(tǒng)2、供液系統(tǒng)3和溫度控制系統(tǒng)4。所述滲吸測試系統(tǒng)1包括滲吸室底座16和若干個滲吸室外腔9，單個滲吸室外腔9連接在滲吸室底座16上，構(gòu)成單個滲吸室。所述振動系統(tǒng)2包括振源控制器6、振動發(fā)生器7和振動平臺5，滲吸室底座16上設(shè)置有螺絲孔，通過螺絲與振動平臺5連接。振源控制器6通過上位機輸入的振動信號控制振動發(fā)生器7驅(qū)動振動平臺5產(chǎn)生相應(yīng)的振動，并經(jīng)由與振動平臺5用螺絲固定的滲吸室底座16將振動加載于滲吸測試系統(tǒng)1。所述供液系統(tǒng)3包括平流泵28、中間容器、第一滲吸液輸送管線和第二滲吸液輸送管線，平流泵28出口通過第一滲吸液輸送管線與中間容器的進液端連通，中間容器的出液端通過第二滲吸液輸送管線與滲吸室連通，在第一滲吸液輸送管線和第二滲吸液輸送管線上設(shè)置有控制閥。所述溫度控制系統(tǒng)4包括溫度控制器34、溫度控制線35和溫度調(diào)節(jié)器11，溫度控制器34通過溫度控制線35和溫度調(diào)節(jié)器11連接，溫度調(diào)節(jié)器11安裝在滲吸室的內(nèi)部中心位置，且溫度調(diào)節(jié)器11通過螺絲連接固定于滲吸室底座16上。

作為對本發(fā)明的進一步設(shè)計，所述滲吸室的內(nèi)部設(shè)置有巖心夾持裝置，所述巖心夾持裝置包括用于夾持滲透巖心18的卡箍14和用于調(diào)整巖心在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度的巖心旋轉(zhuǎn)固定架12，所述卡箍14固定在巖心旋轉(zhuǎn)固定架12上，巖心旋轉(zhuǎn)固定架12處配置有旋轉(zhuǎn)刻度盤15，巖心旋轉(zhuǎn)固定架12和旋轉(zhuǎn)刻度盤15通過旋轉(zhuǎn)支架固定螺母13固定于巖心主支架10上。所述巖心主支架10與滲吸室底座16在加工過程中一體成型。滲吸巖心18通過卡箍14固定于巖心旋轉(zhuǎn)固定架12上，并通過巖心旋轉(zhuǎn)固定架12和旋轉(zhuǎn)刻度盤15在豎直平面內(nèi)調(diào)整角度。

更進一步的，所述滲吸室外腔9的底部與滲吸室底座16通過螺紋連接，在滲吸室外腔9的頂部設(shè)置有毛細計量管36。所述毛細計量管36固定在加固架8上，加固架8的底端與滲吸室底座16通過螺絲緊固，用以保證在振動過程中滲吸測試系統(tǒng)1的安全穩(wěn)固。相應(yīng)的，滲吸室外腔9由下部粗徑部分和上部細徑部分組成，下部粗徑部分通過螺紋與滲吸室底座16相連構(gòu)成滲吸室，上部細徑部分是內(nèi)徑為1.0mm的毛細計量管，為保證滲吸產(chǎn)出油滴順利進入上部毛細計量管，需對滲吸室外腔9內(nèi)壁下部粗徑部分和上部細徑部分分別進行親水、親油處理。

進一步的，所述第二滲吸液輸送管線上連接有排污管線，在排污管線上設(shè)置有排污放空閥31，排污管線連通液體回收罐30。所述滲吸室底座16內(nèi)集成有滲吸液和溫度控制線纜通道17。

更進一步的，上述滲吸室外腔9共設(shè)置9個，在滲吸室底座16上呈3排布置，每排3個，每個滲吸室內(nèi)均設(shè)置有一個可旋轉(zhuǎn)的巖心夾持裝置和一個溫度調(diào)節(jié)器11。每個溫度調(diào)節(jié)器11通過滲吸室底座16內(nèi)集成的滲吸液和溫度控制線纜通道17經(jīng)溫度控制支線與溫度控制總線纜相連，溫度控制總線纜接溫度控制器34，以此實現(xiàn)9個滲吸室內(nèi)彼此獨立的9組溫度控制。所述中間容器共設(shè)置3個，分別為第一中間容器19、第二中間容器20和第三中間容器21，每一中間容器對應(yīng)與滲吸室底座16上的一排滲吸室外腔相連。平流泵28下游為中間容器，平流泵28的出口通過第一滲吸液輸送管線即滲吸液入口主管線分別與3個滲吸液入口支線連接，3個滲吸液入口支線與第一中間容器19、第二中間容器20和第三中間容器21對應(yīng)連接，在3個滲吸液入口支線上分別設(shè)置有第一中間容器進口閥門22、第二中間容器進口閥門24和第三中間容器進口閥門26。相應(yīng)的第一中間容器19、第二中間容器20和第三中間容器21的出口均分別連接一滲吸液出口支線，在3個滲吸液出口支線上分別設(shè)置有第一中間容器出口閥門23、第二中間容器出口閥門25和第三中間容器出口閥門27。3個滲吸液出口支線均連接第二滲吸液輸送管線32，即滲吸液出口主管線，第二滲吸液輸送管線上設(shè)置有供液主管線控制閥33，第二滲吸液輸送管線的末端設(shè)置有滲吸室進液選擇閥門29，為9個滲吸室提供相應(yīng)的滲吸介質(zhì)。

如圖4所示，一種振動輔助滲吸實驗方法，采用上述實驗裝置，具體包括以下步驟：

步驟一、實驗材料制備：按照石油天然氣行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制備滲吸實驗用巖心樣品直徑1～2.5cm、長度5.0～7.0cm若干，測試記錄其孔隙度、滲透率等基本參數(shù)，并按照實驗?zāi)康倪M行相應(yīng)介質(zhì)的飽和(可建立束縛水，或僅飽和模擬油及干燥樣品)。根據(jù)實驗?zāi)康呐渲葡鄳?yīng)滲吸介質(zhì)溶液，介質(zhì)溶液可為不同礦化度水溶液、表面活性劑溶液、生物酶溶液、HP不同的酸性堿性溶液、壓裂液的破膠液等。

步驟二、實驗設(shè)備連接：檢查、校核振動系統(tǒng)2、溫度控制器34、平流泵28等設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)，確認工作正常；通過固定螺絲將滲吸室底座16固定于振動平臺5；將步驟一中所制備巖心樣品固定于各滲吸室內(nèi)巖心主支架10，并根據(jù)實驗?zāi)康耐ㄟ^巖心旋轉(zhuǎn)固定架12和旋轉(zhuǎn)刻度盤15對各巖心角度進行調(diào)整；連接滲吸室外腔9與滲吸室底座16；安裝加固架8；連接溫度控制系統(tǒng)4和供液系統(tǒng)3各線纜、管線。

步驟三、滲吸室供液：設(shè)置平流泵28排量，按照實驗要求調(diào)節(jié)供液系統(tǒng)各控制閥門，按照實驗?zāi)康南虿煌瑵B吸室內(nèi)泵入相應(yīng)滲吸液。更換滲吸液時必須通過排污放空閥31將管路內(nèi)上一種滲吸液排空至液體回收罐30。

步驟四、滲吸室溫度設(shè)定：按照實驗要求，通過溫度控制器34和溫度調(diào)節(jié)器11對不同滲吸室進行相應(yīng)溫度設(shè)定和控制。

步驟五、振動參數(shù)設(shè)置與實驗測試：啟動振動系統(tǒng)2，設(shè)置不同振動頻率、類型、加速度、加載方式等振動參數(shù)固定于振動平臺5的滲吸室底座16將振動加載于滲吸測試系統(tǒng)1，按照實驗要求進行相關(guān)參數(shù)的記錄。

步驟六、實驗結(jié)果處理：按照實驗?zāi)康耐瓿上鄳?yīng)實驗內(nèi)容后，關(guān)閉振動系統(tǒng)2和溫度控制系統(tǒng)4，整理清潔實驗設(shè)備等；對實驗結(jié)果進行相應(yīng)分析，總結(jié)單純波動與波動化學(xué)協(xié)同作用對于巖心滲吸采出程度的影響規(guī)律。

本發(fā)明可測試巖心樣品不同滲吸液體系、滲吸溫度下，加載不同角度的振動條件下的滲吸效果，為促進滲吸作用效果，提升油藏開發(fā)效益提供支撐。

本發(fā)明裝置中所用平流泵、中間容器最高工作壓力5MPa以上，其余設(shè)備均工作在常壓條件下。

上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。

需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。