[发明专利]一种多孔介质中凝析气-干气扩散系数测定装置

说明书

本发明涉及一种多孔介质中凝析气‑干气扩散系数测定装置，由岩心夹持器1、恒温箱3、扩散腔室6、差压变送器4、液压双作用泵8、围压系统、气体供应系统、气体分离系统组成，岩心夹持器1位于恒温箱3中，夹持器内装有两块岩心2，岩心之间有试样阀门29，每块岩心均连接扩散腔室6，两个扩散腔室通过压力平衡阀7连通，每个扩散腔室内有活塞5，外连液压双作用泵8、差压变送器4；岩心夹持器连接围压系统；扩散腔室6的入口端连接气体供应系统，由气源瓶、配样器、进气阀组成；扩散腔室6的出口端连接气体分离系统，包括取样阀、标准体积室、低温闪蒸分离器等。本发明可减小扩散腔室内压力微小波动对测试结果的影响，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探领域中一种用于计算凝析气体扩散系数的测试装置。

背景技术

分子扩散是自然界和工程上普遍的扩散现象，其以浓度差为推动力，物质组分从高浓度区向低浓度区迁移。分子扩散系数是表征分子扩散能力的物理量。在石油与天然气工程及环保工程领域，油气运移、产能预测、CO₂封存和注气提高采收率等领域都普遍存在扩散现象。

目前文献中关于气体在液体中的扩散系数测定方法，整体上分为两类：直接法和间接法。现有的测量天然气扩散系数的测试标准装置，包括岩心夹持器、气体采样和供应系统、压力平衡系统、扩散室、差压传感器、色谱仪等，两个气体供应系统分别通过管线连接压力平衡系统，该压力平衡系统与岩心夹持器两端的扩散腔室连接。每个扩散腔室各连接一个取样阀。岩心夹持器外接围压泵。实验过程中，通过气体供应系统提供扩散气体，调整系统的温度和压力为实验所需值，达到压力平衡后，开始进行气气扩散实验。扩散进行一段时间后，通过取样阀取样测试气体的浓度变化及所需的时间，并对气体进行组成分析。上述方法在石油与天然气工程领域只适用于研究注气提高干气气藏采收率和二氧化碳埋存等方面的研究，因为在取样后导致压力下降，会导致凝析油的析出，不适用于凝析气藏-干气扩散测试研究。另一方面，该类装置中在取样进行流体分析时，存在以下问题：①扩散腔室压力平衡控制方式使得扩散腔室气体的扩散压力普遍会有扰动；②装置管线连接复杂冗长，管线中残留的上一次取样流体对下一次取样的结果分析会有很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔介质中凝析气-干气扩散系数测定装置，该装置原理可靠，操作简便，可减小测试过程中扩散腔室内压力微小波动对测试结果的影响，不仅可测试凝析气气体扩散系数，也可测试干气气体扩散系数，具有广阔的市场应用前景。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种多孔介质中凝析气-干气扩散系数测定装置，主要由岩心夹持器、扩散腔室、恒温箱、气源瓶、配样器、闪蒸分离器、色谱仪、围压泵和液体计量泵组成，两块岩心装在岩心夹持器内，岩心之间有试样阀门。岩心左右两端均连接扩散腔室，每个扩散腔室内均置有一活塞，两个扩散腔室通过压力平衡阀相连，扩散腔室内的压力由液压双作用泵控制。扩散腔室的压差由差压变送器监测。

所述扩散腔室的入口端连接气体供应系统，所述气体供应系统由气源瓶、进气阀、气源阀、配样器和液体计量泵组成；扩散腔室的出口端与取样阀、标准体积室、低温分离器、气体计量器和色谱仪相连。

所述岩心夹持器外连接围压系统，可产生实验所需的围压，主要由围压增压阀、围压卸压阀和围压泵组成。

所述岩心夹持器放置于恒温箱中。

所述活塞、液压双作用泵和差压变送器用于实现岩心两端扩散腔室内气体的压力平衡。

所述气体色谱仪与岩心两端扩散腔室连接，用于分析取样流体的组成。

所述扩散腔室与低温闪蒸分离器相连，用于研究凝析气流体的组成及气油比GOR等特征参数。

利用上述装置对多孔介质中凝析气-干气扩散系数进行测定的方法，依次包括以下步骤：