[发明专利]高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，特别是高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置及方法。

背景技术

一个完整油气藏的开发过程包括地质勘探、油气田开发工程、采油工程和地面储运过程，而对地层油气渗流的准确认识是成功开发油气田的关键。

油气资源在能源比例结构中占有重要地位，我国油气资源总量丰富，但油气藏类型复杂多样，致密低渗油气藏、稠油油藏、高含硫气藏、凝析气藏、煤层气、页岩气等油气藏的开发难度较大，且大部分常规油田开发进入中后期阶段，会出现含水率上升、产油量下降现象，其主要原因就是该类油气藏地下渗流机理复杂，油气性质随温度压力变化较大，加上边底水的浸入，导致油气地下流动阻力增加，油气藏采收率降低，如何实现油气藏的高效经济开发至关重要。

油气田开发实践表明，油气储层有着极其复杂的内部空间结构和不规则的外部几何形状，油气藏流体在其中的分布特征和流动情况复杂多变。因此，有必要清楚认识油气渗流的普遍规律，目前人们常基于现场岩心和取样流体的相关物性，建立相应的简化物理模型，转化成适应各种油气储层特征的数学模型进行相关研究，并产生了诸如CMG、ECLIPSE、COMSOL等数值模拟软件。但由于理论模型较固定，而实际地层条件和流体性质复杂，理论研究及预测与现场实际生产存在较大的误差性，所以，必要的实验技术研究是必不可少的。专利CN103161452提出了一种二维可视化模拟实验装置及其使用方法，但其使用范围局限于常温常压；而专利CN102053055介绍了一种高温高压多功能岩心硫沉积测试装置及方法，但适用的流体类型较单一，不能用于复杂油气藏的地层渗流特征模拟，且摄像机不能透过岩心夹持器对岩心硫析出形态和硫晶体沉积长大过程进行微观可视化观察；现有的地下油气渗流实验方法大多还停留在宏观静态测试，例如驱替实验几乎都在密封的高温高压环境下完成，对油气性质的变化和渗流的机理的认识依据实验的宏观现象和一定理论推测完成，不能实现对地下油气微观渗流机理的准确认识和地下流体相态随温度压力变化的微观可视化观测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可视化程度高、耐高温高压、抗腐蚀的高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：高温高压微观可视化地层渗流模拟实验装置，它包括驱替系统、地层渗流模拟系统、微观可视化系统、流体分析系统和残余流体处理系统，所述的驱替系统包括注入泵、配样器、真空泵、高温高压反应釜和高压驱替泵，所述的高温高压反应釜包括油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜、水样高温高压反应釜，注入泵通过管路与配样器进样口连接，连接注入泵与配样器的管路上设置有阀门A，真空泵和配样器的出口均通过管路A分别与油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜和水样高温高压反应釜的上端出口同时连接，配样器和真空泵的出口分别设置有阀门B和阀门C，油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜和水样高温高压反应釜的上端出口分别设置有阀门D、阀门E和阀门F，地层渗流模拟系统也通过管路A与油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜和水样高温高压反应釜的上端出口同时连接，高压驱替泵通过管路与油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜和水样高温高压反应釜的下端入口同时连接，油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜和水样高温高压反应釜的下端入口分别设置有阀门G、阀门H和阀门I；

地层渗流模拟系统包括岩心夹片、回压阀、回压泵、节流阀和多功能烘箱，高温高压反应釜、气样高温高压反应釜、水样高温高压反应釜和岩心夹片均置于多功能烤箱内，岩心夹片岩包括岩心薄片、上抗高温薄膜、上蓝宝石玻璃片、下抗高温薄膜、下蓝宝石玻璃片、左中心短管和右中心短管，上抗高温薄膜和下抗高温薄膜分别覆压于岩心薄片的上表面和下表面，上蓝宝石玻璃片和下蓝宝石玻璃片分别覆压于上抗高温薄膜和下抗高温薄膜的外侧，左中心短管的右端和右中心短管的左端均嵌入岩心薄片内，岩心薄片的四周用高温高压橡胶密封，岩心夹片的左中心短管与分别与油样高温高压反应釜、气样高温高压反应釜和水样高温高压反应釜的上端出口同时连接，岩心夹片的右中心短管与回压阀相连的入口端连接，左中心短管上依次安装有压力表A和阀门J，右中心短管上依次安装有阀门K和压力表B，回压阀的出口端通过管路与节流阀的入口端连接，回压阀与回压泵通过管路相连，且连接回压阀与回压泵的管路上设置有阀门L；