適用於ct掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統的製作方法
2023-07-13 18:56:47 1
適用於ct掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其包括：巖心夾持器及其圍壓空間；容器，具有容納圍壓液體的空間；注入泵，連接所述容器；加熱恆溫裝置，連接在圍壓空間的進口和所述注入泵之間；回壓管路，連接在所述圍壓空間的出口和所述容器之間；回壓閥，設置在所述回壓管路上；回壓泵，連接所述回壓閥；加熱恆溫裝置位於巖心之外，位於巖心夾持器之外，並位於CT掃描區域之外。本發明既達到了加熱恆溫和恆定圍壓的效果，又不影響CT掃描，適合用於CT掃描的巖心測試，解決了CT掃描巖心驅替實驗中提供高溫高壓條件的技術問題。
【專利說明】適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及巖心驅替實驗，具體涉及一種適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統。
【背景技術】
[0002]CT技術作為巖心分析中常規的測試技術，廣泛應用於巖心描述、巖心的非均質性測定、巖心樣品處理程序確定、裂縫定量分析、在線飽和度的測量、流動實驗研究等方面。利用CT掃描技術，可以對巖心驅替過程進行可視化研究，獲取巖心內部流體的飽和度沿程分布信息，深刻了解採油機理、監測流體分散與竄流特性、認識聚合物驅對提高波及面積影響，揭示地層傷害機理等。
[0003]對於巖心驅替實驗，往往需要模擬真實油藏條件，使數據結果更加可靠，這就要求實驗能在恆溫以及高溫的條件下進行。由於CT掃描的特殊性，任何高原子數的金屬物質(例如不鏽鋼)的存在都會造成實驗結果的偏差，因此，無法使用烘箱對實驗體系進行恆溫控制，也無法將電阻絲插入巖心夾持器中加熱。
[0004]綜上所述，現有技術中存在以下問題:在CT掃描的巖心驅替實驗中，巖心難以達到設定的溫度並保持恆溫。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，以同時實現加圍壓和加熱恆溫。
[0006]為此，本發明提出一種適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，包括:
[0007]巖心夾持器及其圍壓空間；
[0008]設置在巖心夾持器上的圍壓空間的進口和出口，所述圍壓空間的進口和出口與所述圍壓空間連接；
[0009]容器，具有容納圍壓液體的空間；
[0010]注入泵，通過管路連接所述容器，使達到設定溫度的圍壓液體通過恆速進入巖心夾持器的圍壓空間的進口，並從所述圍壓空間的出口流出；
[0011]加熱恆溫裝置，通過管路連接在所述圍壓空間的進口和所述注入泵之間；
[0012]回壓管路，連接在所述圍壓空間的出口和所述容器之間；
[0013]回壓閥，設置在所述回壓管路上，所述回壓閥位於所述圍壓空間的出口，控制所述巖心夾持器的圍壓達到設定的壓力；
[0014]回壓泵，連接所述回壓閥；
[0015]所述加熱恆溫裝置位於巖心之外，位於所述巖心夾持器之外，並位於CT掃描區域之外。[0016]進一步地，所述巖心夾持器的圍壓空間內壁設置一層碳纖維材料，在保證CT掃描效果的同時，增強所述巖心夾持器的耐溫和耐壓能力。
[0017]進一步地，所述回壓管路包覆保溫材料。
[0018]進一步地，所述設定壓力的圍壓液體的圍壓13.2MPa。
[0019]進一步地，所述使巖心達到設定的溫度為55°C至85°C。
[0020]進一步地，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統還包括:圍壓液體，所述圍壓液體循環在加熱裝置、圍壓空間和注入泵之間。
[0021]進一步地，所述圍壓液體為水或油。
[0022]進一步地，所述巖心為油藏砂巖，所述加熱恆溫裝置為熱水器。
[0023]進一步地，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統還包括CT掃描儀，CT掃描儀的CT掃描區域位於所述加熱恆溫裝置之外。
[0024]本發明的有益效果在於，本發明在保證恆定圍壓的同時，實現巖心夾持器圍壓恆溫水或油的循環，使巖心達到設定的溫度並保持恆溫。由於加熱恆溫裝置位於CT掃描區域之外，所以，加熱恆溫裝置的結構和材質不會影響CT掃描效果，因而，本發明既達到了加熱恆溫和恆定圍壓的效果，又不影響CT掃描，特別適合用於CT掃描的巖心測試，解決了 CT掃描巖心驅替實驗中提供高溫高壓條件的技術問題。
[0025] 申請人:還試驗過一種採用圍壓液循環加熱的方法，因為模擬油藏地層壓力條件，圍壓一般較大(5MPa以上)，須將高壓的圍壓液循環加熱，所以配備了一組高壓循環泵，將高壓液體抽出來加熱到指定溫度再注進去，從而循環加熱並恆溫。但採用圍壓液循環加熱的方法存也在一定問題。主要是因為圍壓液壓力較大，為了保持圍壓液的恆壓，循環管路的流量需要關小或關閉，循環速度不可能很快，這樣就造成巖心升溫很慢。從實驗看，5MPa的圍壓，將巖心從室溫加熱到50攝氏度，需要時間超過36小時；較長的時間造成熱損失很大，能量消耗也大；另外這種方法能達到的溫度不會超過80攝氏度，對於需要油藏溫度90甚至超過100攝氏度時就無從下手。
[0026]本發明雖然也是圍壓液加熱恆溫，但和上述方法原理不同。不需要多一組高壓循環泵，只需用回壓閥即可控制圍壓壓力恆定，節省了成本；採用恆速模擬注入圍壓液，可以保證圍壓液的循環，出口加回壓閥，保證圍壓的恆定；通過控制圍壓液注入速度，相對於高壓循環泵的恆壓注入方式，可以提高升溫速度，減少熱損失；圍壓液換成矽油(如甲基矽油)，可以使溫度升到100攝氏度以上；由於採用本發明的加熱方式，夾持器筒體減少了開孔，保證了耐壓和保溫效果，而且夾持器內壁加上碳纖維材料，也增強夾持器耐壓和保溫效果O
[0027]本發明所用的圍壓壓力從IMPa到30MPa不等，例如，為5MPa或5MPa以上，具體設定的圍壓壓力視油藏實際條件而定。
[0028]由於採用恆速注入，而不是恆壓注入方式，注入泵將注入圍壓液體的流速提高，可以減少圍壓液體與外界溫度的熱交換時間，從而減少熱損失。
[0029]本發明將巖心從室溫加熱到50攝氏度，不會超過I小時，將巖心從室溫加熱到85攝氏度，不會超過1.5小時。
【專利附圖】
【附圖說明】[0030]圖1為本發明實施例的適用於CT掃描的加熱恆溫系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0032]本發明提出一種適用於CT掃描的加熱恆溫方法，所述適用於CT掃描的加熱恆溫方法包括:
[0033]如圖1所示，將達到設定壓力的圍壓液體在加熱恆溫裝置5之中加熱到設定溫度；
[0034]使達到設定溫度的圍壓液體通過注入泵恆速進入巖心夾持器的圍壓空間的進口4，並從所述圍壓空間的出口 8流出；所述圍壓空間的出口設有一回壓閥10，控制所述巖心夾持器的圍壓達到設定的壓力；即在注入泵向巖心夾持器的圍壓空間恆速注入圍壓液體的同時，提供回壓閥保持圍壓空間內的圍壓液體壓力的恆定；
[0035]從所述圍壓空間的出口流出的圍壓液體經過加熱恆溫裝置5加熱後，與進入所述圍壓空間的進口的圍壓液體形成循環；
[0036]所述圍壓空間的圍壓液體通過熱傳導使巖心3達到設定的溫度並保持恆溫；
[0037]所述加熱恆溫裝置5位於巖心之外,位於所述巖心夾持器I之外，並位於CT掃描區域之外。
[0038]本發明通過在巖心夾持器I之外進行循環加熱的方式，使得巖心3達到設定的溫度並保持恆溫，從而克服了在巖心夾持器中設置加熱器或加熱絲加熱會對CT掃描造成影響的問題，除此之外，本發明的加熱方式或熱傳導方式比原來直接加熱的方式更為穩定，溫度波動更小，而且升溫降溫速度更快一些，加熱效率高，保溫效果好。本發明不需要多一組高壓循環泵，節省了成本(用回壓閥即可解決)；採用恆速模擬注入圍壓液，可以保證圍壓液的循環，出口加回壓閥，保證圍壓的恆定；通過控制圍壓液注入速度，可以提高升溫速度，減少熱損失；圍壓液換成油，可以使溫度升到100攝氏度以上；夾持器筒體減少開孔，夾持器內壁加上碳纖維材料，增強夾持器耐壓和保溫效果。
[0039]進一步地，所述適用於CT掃描的加熱恆溫方法還包括:所述巖心達到設定的溫度並保持恆溫後，進行CT掃描。
[0040]所述適用於CT掃描的加熱恆溫方法採用如圖1所示的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統包括:
[0041]巖心夾持器I及其圍壓空間2 ;巖心夾持器的圍壓空間內壁可以設置一層碳纖維材料，此種材料能使X射線穿過，保證CT掃描效果，另外可以增強夾持器的耐溫和耐壓能力設置在巖心夾持器上的圍壓空間的進口 4和出口 8，所述圍壓空間的進口 4和出口 8與所述圍壓空間2連接；
[0042]容器7，具有容納圍壓液體的空間；
[0043]注入泵6，通過管路連接所述容器7，為巖心夾持器I的圍壓空間2恆速注入圍壓液；
[0044]加熱恆溫裝置5，將進入到加熱恆溫裝置5中的水或圍壓液加熱到設定溫度；加熱恆溫裝置5通過管路連接在所述圍壓空間的進口 4和所述注入泵6之間；所述加熱恆溫裝置例如包括:加熱釜和設置在加熱釜中的加熱棒，並且加熱棒與繼電器連接，例如，加熱恆溫裝置5可以為熱水器，或近似燃氣熱水器的加熱器或燃氣熱水器。
[0045]回壓管路，連接在所述圍壓空間的出口 8和所述容器7之間；回壓管路上可以包覆有保溫材料，實現保溫；
[0046]回壓閥10，設置在所述回壓管路上，所述回壓閥位於所述圍壓空間的出口，控制所述巖心夾持器的圍壓達到設定的壓力；；即在注入泵向巖心夾持器的圍壓空間恆速注入圍壓液體的同時，通過回壓閥保持圍壓空間內的圍壓液體壓力的恆定；
[0047]回壓泵9，連接所述回壓閥10。
[0048]注入泵6從容器7中吸取圍壓液體(水或油)後，以一定的流速恆速注入加熱恆溫裝置5中。圍壓液通過加熱恆溫裝置5，加熱並恆溫至設定溫度，然後通過進口 4(巖心夾持器下端的孔)進入巖心夾持器I的圍壓空間2。循環的圍壓液體從巖心夾持器I上端的孔8流出，進入回壓閥10。從回壓閥10流出的圍壓液體又重新循環回容器7中。通過回壓泵9設定的壓力，保持巖心夾持器恆定的圍壓。穩定一段時間後，巖心3的溫度與加熱恆溫裝置5設定的溫度一致。
[0049]進一步地，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統還包括:圍壓液體，所述圍壓液體循環在加熱裝置、圍壓空間和注入泵之間。圍壓液體的循環加熱方式保證了本發明的巖心溫度。所述圍壓液體為水或油。所述設定壓力的圍壓液體的圍壓13.2MPa。進一步地，所述使巖心達到設定的溫度為55°C至85°C，以便模擬地層壓力和溫度。
[0050]進一步地，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統還包括CT掃描儀，所述巖心達到設定的溫度並保持恆溫24小時後，進行CT掃描。這樣，巖心能夠有時間充分達到設定的溫度。
[0051]進一步地，所述適用於CT掃描的加熱恆溫方法進一步包括:
[0052]A:將巖心烘乾後放置在巖心夾持器中，加圍壓至13.2MPa,加熱巖心溫度至55°C並恆溫24小時；
[0053]B:幹巖心用CT掃描後，用地層水抽空飽和24小時，再用CT掃描儀對完全飽和地層水的巖心進行掃描；
[0054]C:利用地層原油驅地層水造束縛水；
[0055]D:利用地層水驅替原油，驅替過程中每隔一定時間間隔用CT進行掃描，至不再出油，結束CT掃描。然後利用CT掃描數據計算每個時刻巖心沿程的飽和度分布，從而測量油藏條件下巖心水驅過程的飽和度沿程分布。其中，圍壓泵為ISO泵，回壓泵為DBPR-5高精度數字型回壓系統，注入泵為QUIZIX5200泵，CT掃描儀為GE LightSpeed8CT掃描儀。
[0056]進一步地，所述巖心為油藏砂巖，原油黏度11.8cp，地層水礦化度19867，以模擬地層實際情況。
[0057]以上所述僅為本發明示意性的【具體實施方式】，並非用以限定本發明的範圍。為本發明的各組成部分在不衝突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本發明保護的範圍。
【權利要求】
1.一種適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統包括: 巖心夾持器及其圍壓空間； 設置在巖心夾持器上的圍壓空間的進口和出口，所述圍壓空間的進口和出口與所述圍壓空間連接； 容器，具有容納圍壓液體的空間； 注入泵，通過管路連接所述容器，注入泵使達到設定溫度的圍壓液體通過恆速進入巖心夾持器的圍壓空間的進口，並從所述圍壓空間的出口流出； 加熱恆溫裝置，通過管路連接在所述圍壓空間的進口和所述注入泵之間； 回壓管路，連接在所述圍壓空間的出口和所述容器之間； 回壓閥，設置在所述回壓管路上，所述回壓閥位於所述圍壓空間的出口，控制所述巖心夾持器的圍壓達到設定的壓力； 回壓泵，連接所述回壓閥； 所述加熱恆溫裝置位於巖心之外，位於所述巖心夾持器之外，並位於CT掃描區域之外。
2.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述巖心夾持器的圍壓空間內壁設置一層碳纖維材料，在保證CT掃描效果的同時，增強所述巖心夾持器的耐溫和耐壓能力。
3.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述回壓管路包覆保溫材料。
4.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述設定壓力的圍壓液體的圍壓13.2MPa。
5.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述使巖心達到設定的溫度為55°C至85°C。
6.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統還包括:圍壓液體，所述圍壓液體循環在加熱裝置、圍壓空間和注入泵之間。
7.如權利要求6所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述圍壓液體為水或油。
8.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述巖心為油藏砂巖，所述加熱恆溫裝置為熱水器。
9.如權利要求1所述的適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統，其特徵在於，所述適用於CT掃描巖心驅替實驗且能模擬油藏條件的加熱恆溫系統還包括CT掃描儀，CT掃描儀的CT掃描區域位於所述加熱恆溫裝置之外。
【文檔編號】G01N23/04GK103592319SQ201310503350
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】呂偉峰, 張祖波, 劉慶傑, 馬德勝, 吳康雲, 李彤, 冷振鵬, 羅蔓莉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司