[发明专利]一种智能可释放示踪剂产液剖面测试实验装置及方法

权利要求书

1.一种智能可释放示踪剂产液剖面测试实验方法，其特征在于，

所述测试实验方法采用的测试实验装置，包括：供液模块、环空管模块、智能可释放示踪剂工作模块、中心管模块、样品采集模块和温控模块；

所述环空管模块包括有机玻璃环空管、进液接口、封隔挡板和环空管底座；封隔挡板通过螺丝固定在有机玻璃环空管内部，能够拆卸，进液接口与供液模块相连接，环空管底座安装于有机玻璃环空管底部，由螺丝与有机玻璃环空管固定，用于搭载整个环空管模块；

所述智能可释放示踪剂工作模块包括智能可释放示踪剂、基管、智能可释放示踪剂安装槽和流体进液口；流体进液口在基管外侧，是流体进入中心管的唯一通道，基管安装在有机玻璃环空管内；流体进液口安装在基管管外且能够根据实验需求更换尺寸，智能可释放示踪剂安装在基管外侧的智能可释放示踪剂安装槽内且能够根据实验需求增加或减少；智能可释放示踪剂工作模块安装在环空管模块内，通过封隔挡板形成独立模拟生产段；每个模拟生产段安装不同类型的智能可释放示踪剂；

中心管模块安装在基管内部，中心管模块包括中心管、流嘴和管线接口；中心管安装在基管内，基管与中心管内部形成环空流通腔室，流嘴安装在中心管管外，是流体流入唯一通道；管线接口用于连接外部管线；中心管出液端与样品采集模块相连接，形成完整的流动系统；环空管模块、智能可释放示踪剂工作模块和中心管模块在可调节恒温加热套内，能够实现工况温度模拟；

所述供液模块包括高排量变频柱塞泵、供液储液罐和流量控制阀，高排量变频柱塞泵用于实验供液，供液储液罐用于储存实验流体，流量控制阀用于设定每个独立模拟生产段流量，能够实现定流量注入；高排量变频柱塞泵的进液端用管线与供液储液罐连接、出液端用管线与流量控制阀相连接；流量控制阀用管线与环空管模块进液接口连接；

所述的样品采集模块包括阀门和采集储液罐；阀门安装在所述有机玻璃环空管的出口端，采集储液罐与所述中心管出液端连接

所述测试实验方法，包括以下步骤：

步骤1)，向供液储液罐中加入实验流体；

步骤2)，打开温控模块，设置可调节恒温加热套的工作温度；

步骤3)，关闭样品采集模块中的阀门，使有机玻璃环空管内呈密闭状态；

步骤4)，打开供液模块中的流量控制阀，分别设置每个流量控制阀的工作流量；

步骤5)，打开供液模块中的高排量变频柱塞泵，向有机玻璃环空管内注液直至实验流体完全充满所有管内体积后关闭；

步骤6)，关闭高排量变频柱塞泵后静置24小时，实验装置保持步骤1)～3)状态，智能可释放示踪剂与实验流体充分接触，释放示踪剂团；

步骤7)，打开样品采集模块阀门，打开高排量变频柱塞泵，在样品采集模块采集储液罐附近连续取样，取样频率30秒/次；

步骤8)，检测样品中智能可释放示踪剂的有效化学成分及物质浓度，得到浓度分布剖面；

所述步骤8)包括如下步骤：

步骤81)，建立示踪剂浓度分布曲线，样品采集时间为横坐标、示踪剂浓度为纵坐标轴；

步骤82)，将示踪剂浓度分布曲线进行归一化处理；

步骤83)，计算各个产液层段中心管管内体积差值，获取各段示踪剂峰值到达井口的时间：

利用示踪剂浓度分布归一化处理曲线，结合单相流理论，采用参数拟合的方法进行反演，计算井筒中各产液层段的流量分布；

在装置关闭过程中，示踪剂的持续释放会导致示踪剂分子在附近的流体中积累，形成示踪剂团，有机玻璃环空管内的示踪剂浓度将明显高于生产流程连续带走示踪剂时相同位置的示踪剂浓度；因此，有机玻璃环空中的示踪剂浓度将以聚集为主，且沿孔隙方向呈均匀分布；

重新开启实验装置后，通过基管上流体进液口的示踪剂团的浓度取决于该段的生产流量，高流量比低流量更快的冲洗出示踪剂团；假设环空进液接口的流量与基管流体进液口流量成比例，环空中的流体与释放的示踪剂浓度均匀混合，则得到产液剖面解释模型：

式中：q_i—第i段产液流量，m³/s；q_t—总产液流量，m³/s；V₁—第1段示踪剂安装点到井口的井筒体积，m³；V_i，i＝2,3,4…n—第i段到第i-1段之间的井筒体积，m³；V—井筒总体积，m³；t_i、t_i-1—第i段、第i-1段示踪物质浓度峰值流至井口时间，s；

将实验得出的示踪剂浓度归一化分布曲线中获取示踪剂峰值到达井口的时间，并结合单相流理论，得到各段产液贡献比，再将拟合结果与实验步骤3)中流量控制阀的实验参数对比，验证解释结果的准确性。