本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域，具體涉及在石油開采中模擬微生物驅(qū)油作用的三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

微生物驅(qū)油提高采收率技術(shù)由于其高效、廉價(jià)、環(huán)保越來(lái)越受到人們的重視。為了進(jìn)一步深入研究微生物驅(qū)油機(jī)理和提高工藝參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確性和可靠性，為此，研制新的微生物驅(qū)油物理模擬系統(tǒng)，利用它可以模擬微生物在多孔介質(zhì)中的生長(zhǎng)、繁殖、衰亡和運(yùn)移規(guī)律，以及激活劑和氧氣消耗、運(yùn)移規(guī)律，進(jìn)行微生物驅(qū)油提高采收率機(jī)理及注入?yún)?shù)優(yōu)化研究，為微生物驅(qū)提高采收率現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

由于微生物生長(zhǎng)受溫度、壓力、氧氣、激活劑和時(shí)間等因素影響，因此，模型設(shè)計(jì)考慮模擬地層溫度、壓力、氧氣和激活劑供給，以及微生物在模型管中過(guò)流時(shí)間等因素，系統(tǒng)能有效模擬微生物在上述條件下在多孔介質(zhì)中的生長(zhǎng)、繁殖、衰亡及運(yùn)移過(guò)程。

現(xiàn)有的技術(shù)中沒有一種針對(duì)上述進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，產(chǎn)品開發(fā)目的：1、可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)并存儲(chǔ)各流動(dòng)參數(shù)，以及各實(shí)驗(yàn)參數(shù)，例如裝液泵排量、恒速泵壓力和排量、溫度、氣體流速、模型管沿程各測(cè)點(diǎn)的壓力等；2、沿程取樣點(diǎn)取樣方便，并可以實(shí)現(xiàn)無(wú)菌、帶壓、密閉取樣。

本發(fā)明提供了下述技術(shù)方案：微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括預(yù)處理模塊、流體模塊、模型本體總成、產(chǎn)出液計(jì)量模塊、計(jì)算機(jī)測(cè)控模塊、供電電源模塊、實(shí)驗(yàn)輔助模塊，所述模型本體總成包括活塞壓板、主活塞、壓緊活塞、高壓腔體、下壓板，所述主活塞與所述活塞壓板固定連接，所述高壓腔體與所述下壓板固定連接，所述主活塞與所述高壓腔體活塞配合，所述壓緊活塞與所述高壓腔體活塞配合，所述壓緊活塞與所述活塞壓板固定連接，所述高壓腔體設(shè)有兩只的進(jìn)氣口；所述主活塞、高壓腔體、下壓板三者圍成樣品腔，所述樣品腔中置有泥砂、原油、水、高壓氣混合物。

所述活塞壓板、主活塞、下壓板均為矩形拉伸體，所述下壓板設(shè)有與所述樣品腔連通的第一取樣口；所述活塞壓板設(shè)有與所述樣品腔連通的第二取樣口；所述下壓板還設(shè)有與所述樣品腔連通的測(cè)壓口、井口；所述下壓板劃分成至少四塊的矩形的第一區(qū)塊，所述第一取樣口位于所述第一區(qū)塊的中心；所述活塞壓板1劃分成至少四只的矩形的第二區(qū)塊，所述第二取樣口位于所述第二區(qū)塊的中心。

所述模型本體總成置于恒溫箱內(nèi)。

所述微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括高壓氣瓶、地層水中間容器、原油中間容器、微生物中間容器、激活劑中間容器，所述高壓氣瓶、地層水中間容器、原油中間容器、微生物中間容器、激活劑中間容器與所述模型本體總成相連。

所述壓緊活塞的數(shù)量為20只。

本發(fā)明的有益效果如下：所述模型本體總成包括活塞壓板1、主活塞2、壓緊活塞3、高壓腔體4、下壓板5，主活塞2與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4與下壓板5固定連接，主活塞2與高壓腔體4活塞配合，壓緊活塞3與高壓腔體4活塞配合，壓緊活塞3與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4設(shè)有兩只的進(jìn)氣口11；主活塞2、高壓腔體4、下壓板5三者圍成樣品腔6，樣品腔6中置有泥砂、原油、水、高壓氣混合物，本裝置結(jié)構(gòu)緊密。

本技術(shù)方案在于給模型本體總成輸入氣、水、油、砂；并提供高壓；通過(guò)恒溫箱提供恒定的溫度。并且輸入適當(dāng)?shù)奈⑸?；從而真?shí)再現(xiàn)了地下情況，模擬微生物的驅(qū)油作用對(duì)石油開采的影響?？梢詫?shí)時(shí)的檢測(cè)并存儲(chǔ)各流動(dòng)參數(shù)，以及各實(shí)驗(yàn)參數(shù)，例如裝液泵排量、恒速泵壓力和排量、溫度、氣體流速、模型管沿程各測(cè)點(diǎn)的壓力等。沿程取樣點(diǎn)取樣方便，并可以實(shí)現(xiàn)無(wú)菌、帶壓、密閉取樣。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述模型本體總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本模型本體總成的立體示意圖。

圖4是圖1的仰視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1、2、3、4中：活塞壓板1、主活塞2、壓緊活塞3、高壓腔體4、下壓板5、樣品腔6、第一取樣口7、第二取樣口8、測(cè)壓口9、井口10、進(jìn)氣口11、恒溫箱12、高壓氣瓶13、地層水中間容器14、原油中間容器15、微生物中間容器16、激活劑中間容器17、注入泵18、覆壓泵19、第一緩沖容器20、第二緩沖容器21、第二緩沖容器22、氣液分離計(jì)量管23、回壓閥24。

微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括預(yù)處理模塊、流體模塊、模型本體總成、產(chǎn)出液計(jì)量模塊、計(jì)算機(jī)測(cè)控模塊、供電電源模塊、實(shí)驗(yàn)輔助模塊，所述模型本體總成包括活塞壓板1、主活塞2、壓緊活塞3、高壓腔體4、下壓板5，主活塞2與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4與下壓板5固定連接，主活塞2與高壓腔體4活塞配合，壓緊活塞3與高壓腔體4活塞配合，通過(guò)壓緊活塞3與高壓腔體4的配合，在通過(guò)下述進(jìn)氣口11充入高壓氣體，實(shí)施主活塞2與下壓板5之間的封閉和打開。如圖所示所述進(jìn)氣口11含有兩只，兩只的所述進(jìn)氣口11交替使用，實(shí)現(xiàn)本模型本體總成的密封和打開，原理是氣動(dòng)加壓原理。

壓緊活塞3與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4設(shè)有兩只的進(jìn)氣口11；主活塞2、高壓腔體4、下壓板5三者圍成樣品腔6，樣品腔6中置有泥砂、原油、水、高壓氣混合物。

活塞壓板1、主活塞2、下壓板5均為矩形拉伸體，下壓板5設(shè)有與樣品腔6連通的第一取樣口7；活塞壓板1設(shè)有與樣品腔6連通的第二取樣口8；下壓板5還設(shè)有與樣品腔6連通的測(cè)壓口9、井口10；下壓板5劃分成至少四塊的矩形的第一區(qū)塊，第一取樣口7位于第一區(qū)塊的中心；活塞壓板1劃分成至少四只的矩形的第二區(qū)塊，第二取樣口8位于第二區(qū)塊的中心。第一取樣口7為含油飽和度取樣點(diǎn)，將本體平均劃分成36個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域的中間位置設(shè)置取樣口，共36個(gè)取樣口，液體取樣口位于模型本體正上方。第二取樣口8為氣液取樣點(diǎn)，將本體平均劃分成9個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域的中間位置設(shè)置取樣口，共9個(gè)取樣口，液體取樣口位于模型本體正下方。測(cè)壓點(diǎn)設(shè)定21個(gè)測(cè)壓口，測(cè)壓口位于模型本體正上方；井口為九點(diǎn)法，井距離模型邊15mm，可模擬一注四采。

模型本體總成置于恒溫箱12內(nèi)。

微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括高壓氣瓶13、地層水中間容器14、原油中間容器15、微生物中間容器16、激活劑中間容器17，高壓氣瓶13、地層水中間容器14、原油中間容器15、微生物中間容器16、激活劑中間容器17與模型本體總成相連。地層水中間容器14、原油中間容器15均采用兩只。從而能進(jìn)行交替使用，微生物中間容器16用于向模型本體總成中輸入微生物，激活劑用于激發(fā)微生物的活性、促進(jìn)微生物的作用速率，加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括注入泵18、覆壓泵19、第一緩沖容器20、第二緩沖容器21、第二緩沖容器22、氣液分離計(jì)量管23，氣液分離計(jì)量管23管接回壓閥24，回壓閥24管接模型本體總成，回壓閥24連接第二緩沖容器22，覆壓泵19連接恒溫箱12。

壓緊活塞3的數(shù)量為二十只。通過(guò)對(duì)模型四周二十個(gè)壓緊活塞3加壓，壓模型大活塞，模型大活塞再壓緊填砂；小活塞直徑75mm，模型面積與20個(gè)小活塞面積比為7.247。加壓密封強(qiáng)勁。

在確保實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的前提下，做到系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可靠、穩(wěn)定和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)操作可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，數(shù)據(jù)采集，實(shí)驗(yàn)操作均可由工控計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。整套系統(tǒng)外觀美化、操作方便、實(shí)用、噪音低、無(wú)環(huán)境污染。

技術(shù)參數(shù)：1、模型本體總成耐壓3mpa，規(guī)格800×800×50mm；2、注入泵18為恒速恒壓泵：量程20ml/min，工作壓力50mpa，流量控制精度±0.1%；3、恒溫箱：2組，控溫范圍：室溫～150℃，控溫精度±0.1℃，噪聲<60分貝。4、電源：交流380v，功率15kw。

地層水中間容器：活塞式，容積10l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護(hù)系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量2臺(tái)。材質(zhì)：316不銹鋼

原油中間容器：活塞式，容積10l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護(hù)系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量2臺(tái)。材質(zhì)：316不銹鋼

微生物中間容器：活塞式，容積5l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護(hù)系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量1臺(tái)。材質(zhì)：316不銹鋼。

激活劑中間容器：活塞式，容積5l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護(hù)系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量1臺(tái)。材質(zhì)：316l不銹鋼。