一種流體驅(qū)替實驗裝置和方法
【技術(shù)領域】
[0001]本申請涉及流體力學技術(shù)領域，特別涉及一種流體驅(qū)替實驗裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣藏是地殼中具有一定數(shù)量天然氣和石油的容器體，是油氣聚集的單元，具有一定的體積和壓力。通過研究油氣藏的壓力分布，可以更好地掌握油氣藏內(nèi)油層的連通性、斷層的封閉性和驅(qū)油液的分布等。
[0003]一般地，可以選取油氣藏內(nèi)的一段巖心，通過研究不同壓力下該巖心內(nèi)流體的流動規(guī)律，進而總結(jié)出整個油氣藏在不同壓力下流體的流動規(guī)律，從而得出整個油氣藏的壓力分布。由于相對于整個油氣藏，選取巖心的體積是很小的。因此，相對于整個油氣藏的壓力分布，選取巖心的各個位置處的壓力可以認為是相同的。因此，在研究巖心內(nèi)流體流動規(guī)律的過程中，需要保持巖心的恒壓狀態(tài)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，由于流體驅(qū)替裝置和技術(shù)不成熟，在研究巖心內(nèi)流體流動規(guī)律的過程中，僅能實現(xiàn)巖心內(nèi)流體的恒流流動，不能夠保持巖心的恒壓狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請實施例的目的是提供一種流體驅(qū)替實驗裝置和方法，能夠模擬地層的恒壓狀態(tài)，以實現(xiàn)在研究巖心內(nèi)流體流動規(guī)律的過程中，保持巖心的恒壓狀態(tài)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種流體驅(qū)替實驗裝置和方法是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種流體驅(qū)替實驗裝置，包括框架、容器、以及依次相連的壓力表、巖心夾持器和計量儀，所述巖心夾持器用于容納待測巖心，所述計量儀用于計量流出所述待測巖心的液體體積；
[0008]所述容器的底部通過管線與所述壓力表相連接，所述容器可上下移動的設置于所述框架，用于容納驅(qū)替液。
[0009]—種流體驅(qū)替實驗方法，包括:
[0010]根據(jù)巖心夾持器選取巖心，將選取的巖心飽和水和油，并將飽和后的巖心置于所述巖心夾持器內(nèi)；
[0011]在容器中注入驅(qū)替液，并根據(jù)預設壓力確定所述驅(qū)替液的液面高度；
[0012]利用所述驅(qū)替液對所述巖心中的水和油進行驅(qū)替，并根據(jù)計量儀確定所述巖心在預設壓力下的驅(qū)替速度。
[0013]由以上本申請實施例提供的技術(shù)方案可見，本申請實施例的流體驅(qū)替實驗裝置和方法，利用容器中的驅(qū)替液模擬地層的恒壓狀態(tài)。在研究巖心內(nèi)流體流動規(guī)律的過程中，容器中驅(qū)替液對巖心產(chǎn)生的壓力保持不變，從而保證了巖心的恒壓狀態(tài)。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本申請實施例流體驅(qū)替實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本申請實施例流體驅(qū)替實驗方法的流出圖；
[0017]圖3為根據(jù)本申請實施例的流體驅(qū)替實驗裝置和方法得到的某一巖心壓力與驅(qū)替速度的曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0019]下面首先介紹本申請流體驅(qū)替實驗裝置的一個實施例。圖1示出了本申請一種流體驅(qū)替實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置具體包括:框架1、容器2、壓力表3、巖心夾持器4和計量儀5。其中，容器2的底部通過管線依次與壓力表3、巖心夾持器4和計量儀5相連接。所述巖心夾持器用于容納待測巖心。所述計量儀用于計量流出待測巖心的液體體積。所述壓力表3用于測量進入巖心夾持器4的驅(qū)替液的壓力。
[0020]具體地，容器2的底部通過管線與壓力表3的一端相連接。壓力表3的另一端與巖心夾持器4的進口端相連接。巖心夾持器4的出口端與計量儀5相連接。所述容器2可上下移動的設置于所述框架上，用于容納驅(qū)替液。通過容器中的驅(qū)替液可以向所述待測巖心施加壓力。該壓力可以小于0.07MPa。所述容器2可以為透明容器。
[0021]容器2可沿框架I上下移動。進一步地，所述框架I上可以設有導槽，所述容器2上可以設有滾輪。容器2可以通過滾輪沿框架I的導槽上下移動。
[0022]進一步地，所述巖心夾持器4可以采用標準巖心夾持器，即巖心夾持器的內(nèi)徑可以為2.5cm或3.8cm，長度可以為1cm0
[0023]優(yōu)選地，所述框架I上可以設置有刻度尺。通過所述刻度尺，可以確定容器2中驅(qū)替液的液面高度。
[0024]優(yōu)選地，在容器2和壓力表3的管線上可以設置閥門6。所述閥門6可以用于控制管線內(nèi)驅(qū)替液的流動。
[0025]優(yōu)選地，容器2的水平方向橫截面的面積大于豎直方向橫截面的面積。這樣，在流體驅(qū)替實驗的過程中，可以減少容器中驅(qū)替液液面高度的下降量，保證巖心處于恒壓的狀
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[0026]如圖2所示，利用本發(fā)明實施例流體驅(qū)替實驗裝置進行流體驅(qū)替實驗的方法可以包括如下步驟:
[0027]S201:根據(jù)巖心夾持器選取巖心，將選取的巖心飽和水以及油，并將飽和后的巖心置于所述巖心夾持器內(nèi)。
[0028]具體地，選取體積能夠滿足巖心夾持器要求的巖心。選取巖心后，可以將所述巖心烘干，并依次飽和水以及油，然后將飽和水和油后的巖心置于所述巖心夾持器內(nèi)。
[0029]S202:在容器中注入驅(qū)替液，并根據(jù)預設壓力確定所述驅(qū)替液的液面高度。
[0030]所述預設壓力用于模擬巖心在地層中受到的壓力。可以關(guān)閉閥門，然后在容器中注入驅(qū)替液，并根據(jù)預設壓力確定所述驅(qū)替液的液面高度。
[0031]具體地，所述驅(qū)替液包括水或者其它化學液等，例如HPAM(聚丙烯酰胺)。可以根據(jù)公式P= Pgh計算確定驅(qū)替液的液面高度，其中P為預設壓力，P為驅(qū)替液的密度，g為重力加速度，h為驅(qū)替液的液面高度。
[0032]在一些實施方式中，可以依據(jù)預設壓力，按照公式P = P gh計算驅(qū)替液的液面高度。然后基于所述液面高度，利用框架I上的刻度尺對驅(qū)替液的液面進行設定。
[0033]S203:利用所述驅(qū)替液對所述巖心中的水和油進行驅(qū)替，并根據(jù)計量儀確定所述巖心在預設壓力下的驅(qū)替速度。
[0034]進一步地，當確定好驅(qū)替液的液面高度后，可以打開閥門。這樣，容器中的驅(qū)替液在重力的作用下可以對巖心中的水和油進行驅(qū)替。利用計量儀記錄流出巖心水和油的體積，并記錄流出該體積的水和油所花費的時間，從而得到驅(qū)替速度。
[0035]在一些實施方式中，需要確定多個預設壓力下的驅(qū)替速度，例如0.1MPa,0.2MPa、0.3MPa和0.4MPa下的驅(qū)替速度。對于每個預設壓力，可以重復步驟S201至步驟S203，從而得到所述多個壓力下的驅(qū)替速度。
[0036]需要說明的是，在上述流體驅(qū)替實驗的過程中，盡管容器中驅(qū)替液的液面高度會出現(xiàn)下降，但一般地，驅(qū)替液在巖心中的流動速度較慢(一般為0.lml/min)，并且?guī)r心中飽和水和油的體積較小，因此容器中驅(qū)替液的液面高度下降是非常微小的，可以忽略不計。即，在上述流體驅(qū)替實驗的過程中，可以認為巖心處于恒壓狀態(tài)。
[0037]本申請實施例的流體驅(qū)替實驗裝置和方法，利用容器中的驅(qū)替液模擬地層的恒壓狀態(tài)。在研究巖心內(nèi)流體流動規(guī)律的過程中，容器中驅(qū)替液對巖心產(chǎn)生的壓力保持不變，從而保證了巖心的恒壓狀態(tài)。
[0038]進一步地，通過使容器沿框架上下移動，可以使巖心處于低壓(例如小于0.07MPa)恒壓狀態(tài)下，從而可以測量巖心在低壓恒壓狀態(tài)下的驅(qū)替速度。
[0039]如圖3所示，為根據(jù)本申請實施例的流體驅(qū)替實驗裝置和方法得到的某一巖心壓力與驅(qū)替速度的曲線圖。圖3中，選取的巖心長度為6.54cm，直徑3.8cm，氣測滲透率為132.43mD。選取的驅(qū)替液為HPAM，分子量為2500萬，濃度為1500ppm。
[0040]雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。
【主權(quán)項】
1.一種流體驅(qū)替實驗裝置，其特征在于，包括框架、容器、以及依次相連的壓力表、巖心夾持器和計量儀，所述巖心夾持器用于容納待測巖心，所述計量儀用于計量流出所述待測巖心的液體體積； 所述容器的底部通過管線與所述壓力表相連接，所述容器可上下移動的設置于所述框架，用于容納驅(qū)替液。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述框架上設有刻度尺，所述刻度尺用于確定所述容器中驅(qū)替液的液面高度。3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述容器水平方向橫截面的面積大于豎直方向橫截面的面積。4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置向所述待測巖心施加的壓力小于0.07MPa。5.一種使用如權(quán)利要求1-4中任一項所述的裝置進行流體驅(qū)替實驗的方法，其特征在于，包括: 根據(jù)巖心夾持器選取巖心，將選取的巖心飽和水和油，并將飽和后的巖心置于所述巖心夾持器內(nèi)； 在容器中注入驅(qū)替液，并根據(jù)預設壓力確定所述驅(qū)替液的液面高度； 利用所述驅(qū)替液對所述巖心中的水和油進行驅(qū)替，并根據(jù)計量儀確定所述巖心在預設壓力下的驅(qū)替速度。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預設壓力確定所述驅(qū)替液的液面高度，具體包括: 根據(jù)預設壓力，利用公式P = P gh確定所述驅(qū)替液的液面高度，其中，P為預設壓力，P為驅(qū)替液的密度，g為重力加速度，h為驅(qū)替液的液面高度。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預設壓力確定所述驅(qū)替液的液面高度，具體包括: 根據(jù)預設壓力計算所述驅(qū)替液的液面高度； 基于所述液面高度，利用框架上的刻度尺對驅(qū)替液的液面進行設定。8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)計量儀確定所述巖心在預設壓力下的驅(qū)替速度，具體包括: 利用計量儀確定流出巖心的液體體積，并記錄流出該體積的液體所花費的時間，根據(jù)所述液體體積和所述時間確定所述巖心在預設壓力下的驅(qū)替速度。
【專利摘要】本申請實施例公開了一種流體驅(qū)替實驗裝置和方法。該裝置包括框架、容器、以及依次相連的壓力表、巖心夾持器和計量儀，所述巖心夾持器用于容納待測巖心，所述計量儀用于計量流出所述待測巖心的液體體積；所述容器的底部通過管線與所述壓力表相連接，所述容器可上下移動的設置于所述框架，用于容納驅(qū)替液。本申請實施例的流體驅(qū)替實驗裝置和方法，可以模擬地層的恒壓狀態(tài)，并在研究巖心內(nèi)流體流動規(guī)律的過程中，可以保持巖心的恒壓狀態(tài)。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN105092782
【申請?zhí)枴緾N201510379097
【發(fā)明人】許可, 劉衛(wèi)東, 丁云宏, 蕭漢敏, 孫靈輝, 李熙喆, 趙玉集
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月1日