一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置及方法
2023-04-26 09:31:16 1
一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置及方法。所述測量裝置包括滲流環境模擬裝置、壓力控制裝置、壓力傳感器和數據採集處理系統；壓力控制裝置與滲流環境模擬裝置的入口端相連通，為流體流動提供壓力；滲流環境模擬裝置的出口端與承接容器相連通；壓力傳感器分別設於滲流環境模擬裝置的入口端和出口端；壓力傳感器還與數據採集處理系統相連接，根據壓力傳感器傳輸的壓力信號，數據採集處理系統得出滲流環境模擬裝置的入口端和出口端的壓力差與時間之間的變化關係。本發明的測量方法具有精確、快捷、自動化、智能化程度較高等優點。本發明填補了測量流體滲流環境中壓力傳導完畢時間的技術空白，提供了一種科學有效的室內實時測量裝置及方法。
【專利說明】一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置及方法，屬於多孔介質滲流介質中流體壓力傳遞規律領域。
【背景技術】
[0002]流體在壓力作用下，在巖石中發生滲流運動，待壓力升高到一定值P1後，撤去壓力P1，壓力開始傳遞，流體從流動狀態，到最後靜止。間隔一定時間t後，在同一端再次加壓，當流體再次開始運動時，記錄此時的壓力p2。若填砂管中流體壓力傳遞完畢，則P2即為填砂管中推動流體流動的臨界壓力。若填砂管中流體壓力未傳遞完畢，則P2與之前殘餘壓力形成疊加效應，則無法測出填砂管中推動流體流動的臨界壓力。因此，測量流體在滲流環境傳導時間臨界值t很有必要，但這一問題的研究一直缺乏科學有效的實驗方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置及方法。
[0004]本發明首先提供了一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置，它包括滲流環境模擬裝置、壓力控制裝置、壓力傳感器和數據採集處理系統；
[0005]所述壓力控制裝置與所述滲流環境模擬裝置的入口端相連通，為流體流動提供壓力；所述滲流環境模擬裝置的出口端與一承接容器相連通；
[0006]所述壓力傳感器分別設於所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端；所述壓力傳感器還與所述數據採集處理系統相連接，根據所述壓力傳感器傳輸的壓力信號，所述數據採集處理系統得出所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端的壓力差與時間之間的變化關係。
[0007]上述的測量裝置中，所述滲流環境模擬裝置具體可為一填砂管，可模擬不同滲透率大小的儲層中流體流動的運動。
[0008]上述的測量裝置中，所述壓力控制裝置包括一平流泵和與之相連通的進液容器，所述進液容器的出口端與所述填砂管的入口端相連通，所述平流泵為所述滲流環境模擬裝置提供壓力，控制流體流動壓力的大小。
[0009]上述的測量裝置中，所述填砂管的入口端連接一水平閥。
[0010]本發明進一步提供了利用所述測量裝置測量流體滲流環境中壓力傳導時間的方法，包括如下步驟:
[0011](I)用地層流體飽和所述滲流環境模擬裝置；
[0012](2)利用所述壓力控制裝置向所述滲流環境模擬裝置驅替工作流體；
[0013](3)當所述滲流環境模擬裝置的出口端流出所述工作流體時，關閉所述壓力控制裝置；同時，啟動所述數據採集處理系統，所述數據採集處理系統採集所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端的壓力差，根據所採集的壓力差和時間數據進而得到所述壓力差隨時間的變化關係，得到所述壓力差穩定時的時間，即為所述工作流體在所述滲流環境模擬裝置中壓力傳導的時間；
[0014](3)當所述滲流環境模擬裝置的出口端流出所述工作流體時，關閉所述壓力控制裝置；同時，啟動所述數據採集處理系統，所述數據採集處理系統採集所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端的壓力差，進而得到所述壓力差隨時間的變化關係；根據變化關係，得到所述壓力差穩定時的時間，即為所述工作流體在所述滲流環境模擬裝置中壓力傳導的時間。
[0015]上述的方法中，步驟(I)中，飽和所述滲流環境模擬裝置的目的是保證所述滲流環境模擬裝置的有效空隙被地層流體全部填充，從而使所述滲流環境模擬裝置入口端流體流動能連續傳遞至出口端流體；可通過如下步驟進行:向所述滲流環境模擬裝置恆流量通入地層流體，待所述滲流環境模擬裝置出口端流體流速與其入口端流速相等時即實現對所述滲流環境模擬裝置的飽和。
[0016]上述的方法中，所述數據採集處理系統根據所述壓力差隨時間的變化關係得到指數型擬合曲線，所述指數型擬合曲線導數的絕對值為0.01時的點即為所述工作流體在所述滲流環境模擬裝置中壓力傳遞完畢時間，這樣就可以在壓力穩定前，提前預測工作流體在滲流環境中壓力傳遞完畢的時間。
[0017]上述的方法中，當測量時間足夠長時，所述數據採集處理系統可根據所述壓力傳感器傳輸的數據，直接判斷壓力穩定的時間點，從而得出壓力傳遞完畢時間。
[0018]本發明提供的流體滲流環境中壓力傳導時間及方法，實現了壓力數據的自動化收集，數學方法的智能化優選，從而實現在滲流環境模擬系統壓力穩定之前計算壓力傳導時間；本發明的測量方法具有精確、快捷、自動化、智能化程度較高等優點。本發明填補了測量流體滲流環境中壓力傳導完畢時間的技術空白，提供了一種科學有效的室內實時測量裝置及方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置的結構示意圖。
[0020]圖2為本發明流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置工作時的原理圖。
[0021]圖3為利用本發明測量裝置得到的壓力與時間擬合曲線。
[0022]圖中各標記如下:1填砂管、2平流泵、3進液容器、4壓力傳感器、5數據採集處理系統、6承接容器、7水平閥。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明並不局限於以下實施例。
[0024]實施例1、流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置
[0025]如圖1所示，本發明提供的流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置包括一填砂管1、平流泵2、進液容器3、壓力傳感器4、數據採集處理系統5和承接容器6 ;其中，進液容器3的出口與填砂管I的入口端相連通，且進液容器3通過平流泵2向填砂管I中驅替實驗流體。填砂管I的出口端與承接容器6相連通，用於承接從填砂管I中流出的實驗流體。在填砂管I的入口端設有一水平閥7，用於斷開填砂管I與進液容器3之間的連通。
[0026]本發明中，在填砂管I的入口端處和出口端處分別設置一壓力傳感器4，用於分別實時測定填砂管I兩端的壓力。且壓力傳感器4與數據採集處理系統5相連接，壓力傳感器4將測量的壓力信號傳輸給數據採集處理系統5，根據該壓力信號，數據採集處理系統5得出填砂管I兩端的壓力差與時間之間的變化關係，根據該變化關係，得到壓力差穩定時的時間，即為流體滲流環境中壓力傳導時間；當測量時間足夠長時，數據採集處理系統5還可根據壓力傳感器4傳輸的數據，直接判斷壓力穩定的時間點，從而得出壓力傳遞完畢的時間。
[0027]本發明流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置的工作原理如圖2所示，壓力控制系統提供滲流環境模擬系統所需壓力，在壓差下工作流體在滲流環境模擬系統中流動。壓力傳感系統檢測滲流環境模擬系統兩端的壓力變化，並通過信號傳遞系統將數據傳遞給數據採集處理系統。數據採集處理系統得到壓力隨時間變化關係後，擬合出壓力隨時間的變化關係。當擬合曲線的導數的絕對值很小時，此時曲線接近水平，可以認為壓力在誤差範圍內傳遞完畢。據此可提前預測壓力穩定的時間。
[0028]實施例2、流體滲流環境中壓力傳導時間的測量
[0029]利用實施例1中的流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置測量壓力傳導時間。具體步驟如下:
[0030]利用填砂管I模擬滲透率為41.7mD的儲層，以渤海SZ36-1地層水為實驗流體。
[0031](I)用配製的渤海SZ36-1地層水飽和填砂管I,地層水配方如表1 ;
[0032]表1模擬地層水配方(IL溶液所需藥品量)
【權利要求】
1.一種流體滲流環境中壓力傳導時間的測量裝置，其特徵在於: 所述測量裝置包括滲流環境模擬裝置、壓力控制裝置、壓力傳感器和數據採集處理系統； 所述壓力控制裝置與所述滲流環境模擬裝置的入口端相連通，為流體流動提供壓力；所述滲流環境模擬裝置的出口端與一承接容器相連通； 所述壓力傳感器分別設於所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端；所述壓力傳感器還與所述數據採集處理系統相連接，根據所述壓力傳感器傳輸的壓力信號，所述數據採集處理系統得出所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端的壓力差與時間之間的變化關係。
2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特徵在於:所述滲流環境模擬裝置為一填砂管。
3.根據權利要求2所述的測量裝置，其特徵在於:所述壓力控制裝置包括一平流泵和與之相連通的進液容器，所述進液容器的出口端與所述填砂管的入口端相連通。
4.根據權利要求3所述的測量裝置，其特徵在於:所述填砂管的入口端連接一水平閥。
5.利用權利要求1-4中任一項所述測量裝置測量流體滲流環境中壓力傳導時間的方法，包括如下步驟: (1)用地層流體飽和所述滲流環境模擬裝置； (2)利用所述壓力控制裝置向所述滲流環境模擬裝置驅替工作流體； (3)當所述滲流環境模擬裝置的出口端流出所述實驗流體時，關閉所述壓力控制裝置；同時，啟動所述數據採集處理系統，所述數據採集處理系統採集所述滲流環境模擬裝置的入口端和出口端的壓力差，進而得到所述壓力差隨時間的變化關係；根據變化關係，得到所述壓力差穩定時的時間，即為所述工作流體在所述滲流環境模擬裝置中壓力傳導的時間。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於:所述數據採集處理系統根據所述壓力差隨時間的變化關係得到指數型擬合曲線，所述指數型擬合曲線導數的絕對值為0.0l時的點即為所述工作流體在所述滲流環境模擬裝置中壓力傳遞完畢時間。
【文檔編號】G01L11/00GK103808448SQ201410056544
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】康曉東, 鄭力會, 張健, 蔣珊珊, 曾楊, 趙文森 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 中國石油大學(北京)