[发明专利]模拟气藏型储气库交替注采的高温高压可视化装置及方法

权利要求书

1.模拟气藏型储气库交替注采的高温高压可视化装置，包括水浴恒温反应釜（1）、微量注入泵（2）、水体循环泵（3）、回压泵（4）、回压阀（14）、试管（15）、气体流量计（16）、电子显微镜（17）、图像采集器（18）、电磁加热器（19）和中间容器，中间容器包括围压液中间容器（21）、氮气中间容器（22）和地层水中间容器（23），其特征在于，所述水浴恒温反应釜（1）包括反应釜主体（1-9）、密封端盖（1-10）、模型夹持器载体（1-11）、水浴加热筒（1-12）、微观模型夹持器（1-13）和蓝宝石玻璃窗（1-14），反应釜主体（1-9）和密封端盖（1-10）通过密封螺栓进行紧固，反应釜外有水浴加热筒（1-12），水浴加热筒设置水浴加热入口（1-1）、水浴加热出口（1-2），该反应釜通过水体循环泵（3）、电磁加热器（19）将水体持续从水浴加热入口注入、水浴加热出口流出，保持反应釜中温度稳定；反应釜设置围压连接口（1-6）连接围压液中间容器（21）；微观模型夹持器（1-13）位于模型夹持器载体（1-11）上，内有微观模型，两端为夹持器入口（1-3）、夹持器出口（1-4），利用夹持器入口固定螺栓和夹持器出口固定螺栓对微观模型进行固定及密封，反应釜主体正对微观模型的位置安装蓝宝石玻璃窗（1-14），蓝宝石玻璃窗处设置电子显微镜（17），电子显微镜连接图像采集器（18）；所述微观模型夹持器的入口端分别通过氮气中间容器（22）、地层水中间容器（23）连接微量注入泵（2），出口端通过回压阀（14）分别连接回压泵（4）和试管（15）、气体流量计（16），微观模型夹持器的两端设有压力表。

2.利用权利要求1所述的装置进行高温高压可视化模拟气藏型储气库交替注采的方法，依次包括以下步骤：

（1）制作微观模型，测得微观模型的长度为L、宽度为W、厚度为H；

（2）根据地层水矿化度配制地层水，并用染色剂对地层水进行染色；

（3）将微观模型安装在微观模型夹持器中，连接好出口、入口的管线；

（4）调节显微镜聚集位置及放大倍数，直至电子显微镜能够采集到清晰的微观模型内部的孔隙网络结构图；

（5）用恒速模式0.01ml/min的速度从微观模型入口端开始注水，直至微观模型出口端开始连续出水，测得出口端、入口端的流速一致时，结束饱和水过程，利用电子显微镜和图像采集器观察地层水在微观模型中的渗流情况；

（6）以恒定流量0.03ml/min向微观模型入口端进行注气，直至其出口端不出水，关闭出口端阀门，并继续注气至出口端压力表示数达到地层压力，计量模型出口端出水量和模型内部压力变化值，并利用电子显微镜和图像采集器观察气、水相渗流情况和分布状况；

（7）以恒定流量0.03ml/min由微观模型出口端进行采气，进行衰竭采气模拟实验，直至压力衰竭到出口端没有气体流出为止，关闭微观模型出口端阀门，计量模型出口端出气量和模型内部压力变化值，并利用电子显微镜和图像采集器观察气、水相渗流情况和分布状况；

（8）继续向模型入口端注气，直至模型内部压力重新达到地层压力，计量模型出口端出水量及微观模型内部压力值，并利用电子显微镜和图像采集器观察注气过程中气水渗流情况和分布状况；

（9）从模型出口端开始进行采气，直至压力衰竭到出口端没有气体流出为止，计量采气量、出水量及驱替压差，并利用电子显微镜和图像采集器观察采气过程中气水渗流情况和分布状况；

（10）重复（8）、（9），连续完成多个注采循环周期，记录每个周期气量、水量、压差的变化，并利用ImageJ软件计算含气、含水饱和度变化值，同时在每一次注采过程结束后，计算气相相对渗透率的变化值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）过程如下：根据从现场取回的铸体薄片资料，利用CAD软件对铸体薄片的孔隙网络结构进行抽提，再将这些孤立的孔隙相互连通起来，并利用激光在玻璃板上刻蚀出孔隙网络，然后上覆一玻璃，在高温炉中烧结在一起，制作出微观模型。