[发明专利]多孔介质内高温高压凝析气相态微流控实验方法

说明书

本发明涉及多孔介质内高温高压凝析气相态微流控实验方法，包括：（1）制备微流控芯片，置于反应釜内通过夹具固定；（2）将凝析气样品装入配样器；（3）利用干气和去离子水同步建立微流控芯片的内压与围压至实验压力，施加比内压与围压高1‑2MPa的回压，将反应釜加热到实验温度；（4）利用凝析气样品驱替微流控芯片内的干气，完成凝析气样品的饱和；（5）关闭回压阀，不断降低围压与内压，开展凝析气衰竭实验，衰竭出的流体转入废气中间容器，利用图像采集器获得微流控芯片的图像；（6）通过灰度分析，处理各阶段所得图像，测得定容衰竭数据。本发明直接观测凝析气相态变化，在完成相态实验后得到凝析油分布，有效指导油田现场凝析气藏的开发。

技术领域

本发明属于微观相态技术领域，具体涉及一种基于微流控的真实气藏孔隙内高温高压凝析气相态实验方法。

背景技术

凝析气藏由于衰竭开发降压过程中的反凝析现象，低压区析出的凝析油使气相单相流动变为两相流动，造成渗流能力降低与凝析油损失。凝析气中相态变化的研究国内外已较为成熟，但多孔介质微观相态研究尚不成熟，故利用微流控手段研究真实气藏孔隙体系内高温高压凝析气相态变化具有重要意义。

发明专利“一种真实砂岩高温高压可视化渗流实验装置及方法”（CN109827884B），可以开展可视化渗流机理实验，但其使用的微观可视化模型由真实砂岩加工而成，其透光性差，难以进行量化实验。有学者对不同压力衰竭阶段的储层岩心进行纳米CT扫描，通过图像处理得到了凝析油赋存形态和位置（邓兴梁，龙威，伍轶鸣，王冠群,刘志良，陈飞飞.凝析气藏压力衰竭过程中凝析油微观赋存形态[J].石油钻采工艺,2021,第43卷(1): 59-69），但该方法成本较高，为间接测量。发明专利“一种高温高压微观可视化流动装置及实验方法”（CN112730196A），能够进行油水互驱的可视化实验，得到微观模型内的饱和水状态、束缚水状态和残余油状态下的微观图像，从而统计获取岩心的微观驱替效率，但其无法实现高温高压凝析气研究。

现存的微流控实验多聚焦于油水互驱及气水互驱，基于微流控手段研究凝析气相态变化尚未实现，受限体系相态微流控可视化研究尚不成熟。

发明内容

本发明的目的在于提供多孔介质内高温高压凝析气相态微流控实验方法，该方法原理可靠，操作简便，使用SiO₂制微流控芯片模拟真实气藏孔隙，仅需极少量的凝析气样品且实验持续时间短，直接观测到凝析气相态变化，并在完成相态实验后得到凝析油分布，获取的微观实验结果与体相实验一致性好，有效指导油田现场凝析气藏的开发，具有广阔的应用前景。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

本发明采用SiO₂制微流控芯片，以真实岩心铸体薄片图像为基础，在玻璃模型上等比例绘制出岩心孔隙结构并进行微流控芯片加工制作，现有可用于制作微流控芯片的方法包括但不限于湿法刻蚀、光刻刻蚀、干法刻蚀、模塑法、热压法、注塑法或激光烧蚀法，最后通过优选某种刻蚀方法将绘制好的孔隙结构制成微流控芯片。

将SiO₂制微流控芯片固定在高温高压反应釜内夹具上，分别利用去离子水与干气建立围压与内压到实验压力，建压完成后使用模拟凝析气样品驱替干气进行转样，收集流出流体，监测组分，当流出流体组分与注入流体组分一致时即可判定转样完成，最后进行衰竭实验，通过微观图像采集系统实时拍摄实验过程，观察SiO₂制微流控芯片内凝析油形成过程及产状，通过灰度分析处理实验拍摄图像，计算得到SiO₂制微流控芯片内衰竭过程中各个压力点对应的凝析油饱和度，完成多孔介质微观定容衰竭。

多孔介质内高温高压凝析气相态微流控实验装置，由微量驱替系统、微观相态模拟系统、微观图像采集系统和计量系统组成。