模塊102中注入流體的僅為氣體或液體,那么注入模塊101只 需設(shè)為注氣模塊1011或液體驅(qū)替模塊1012,采出模塊103也只需啟用單相采出模塊1031, 如果需要向夾持器模塊102中同時(shí)注入氣體和液體,那么注入模塊101就分設(shè)成注氣模塊 1011和液體驅(qū)替模塊1012,采出模塊103就啟用多相采出模塊1032。監(jiān)測(cè)控制處理模塊 104與注入模塊101、夾持器模塊102、采出模塊103以及監(jiān)測(cè)控制處理模塊104均連接,其 用于監(jiān)測(cè)控制注入模塊101、夾持器模塊102和采出模塊103中流體的壓力和流量并實(shí)時(shí)采 集和處理注入模塊101、夾持器模塊102和采出模塊103中的數(shù)據(jù)。
[0029] 圖2為本申請(qǐng)中油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)的模擬裝置內(nèi)部細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖2中對(duì) 應(yīng)的是注入模塊101分設(shè)成注氣模塊1011和液體驅(qū)替模塊1012,采出模塊103分設(shè)成單相 采出模塊1031和多相采出模塊1032的情形。其中,液體驅(qū)替模塊1012包括活塞容器2, 其一端通過(guò)閥門(mén)與監(jiān)測(cè)控制處理模塊104中的恒速恒壓泵1連接,活塞容器2的另一端也 通過(guò)閥門(mén)與夾持器模塊102的注入端連接,在本實(shí)施例中有兩個(gè)活塞容器2,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要 求盛裝不同類(lèi)型的液體,如水或油,也根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇更多個(gè)活塞容器2。恒速恒壓泵1 用于控制注入液體的壓力和速度,其按照設(shè)定的壓力和速度驅(qū)替活塞容器2,在恒速恒壓泵 1的驅(qū)替下,活塞容器2里的上部液體就會(huì)進(jìn)入夾持器模塊102中的各夾持器里;注氣模塊 1011包括依次連接的氣瓶7、氣體增壓泵8、高壓貯罐9、電接點(diǎn)壓力表10、壓力調(diào)節(jié)器11以 及壓力表12,從氣瓶7里輸出的通過(guò)氣體增壓泵8進(jìn)行增壓,然后進(jìn)入高壓貯罐9中進(jìn)行貯 存,然后通過(guò)高壓貯罐9為夾持器模塊102提供氣源,電接點(diǎn)壓力表10用于監(jiān)測(cè)高壓貯罐9 內(nèi)氣體的壓力,壓力調(diào)節(jié)器11用于調(diào)節(jié)高壓貯罐9出口處的壓力,當(dāng)從高壓貯罐9中輸送 的氣體的壓力高于或低于當(dāng)前設(shè)定的壓力,例如20MPa時(shí),壓力調(diào)節(jié)器11就會(huì)進(jìn)行壓力調(diào) 節(jié),使氣體按設(shè)定壓力進(jìn)入監(jiān)測(cè)控制處理模塊104中的氣體流量控制器13,壓力表12監(jiān)測(cè) 經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器11調(diào)節(jié)后的壓力大小,即氣體流量控制器13入口處的壓力,氣體流量控制器 13用于控制所注入氣體的流量,其按設(shè)定的注氣流量,將氣體注入到夾持器模塊102中,氣 體流量控制器13具有多種量程規(guī)格,優(yōu)選的為100ml/min、1000ml/min、10000ml/min,可根 據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇合適量程控制氣體的注入流量。
[0030] 夾持器模塊102設(shè)有并聯(lián)連接的模型夾持器15和巖心夾持器1021,夾持器模塊2 的注入端為模型夾持器15和巖心夾持器1021的注入端,往夾持器模塊102中注入流體是 指往模型夾持器15和巖心夾持器1021中注入流體。巖心夾持器1021起輔助作用,其能實(shí) 現(xiàn)一維或二維測(cè)量,通過(guò)巖心夾持器1021的輔助測(cè)量,能提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。巖心夾 持器1021可分為短巖心夾持器4和長(zhǎng)巖心夾持器5,分別用于裝載短巖心和長(zhǎng)巖心作為實(shí) 驗(yàn)?zāi)P?,模型夾持器15內(nèi)部也裝載有一巖心作為實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,此外,也可以將?jīng)過(guò)壓實(shí)的填 砂作為各夾持器內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,模型夾持器15內(nèi)部實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷某叽缫笥诙處r心夾持 器4和長(zhǎng)巖心夾持器5中實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷某叽纭6處r心夾持器4、長(zhǎng)巖心夾持器5和模型夾持 器15三者相互并聯(lián),在實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)樣品類(lèi)型選擇相應(yīng)的夾持器接入其他設(shè)備流程,在本實(shí) 施例中,這三種夾持器均為圓柱形,但不限于此形狀,三種夾持器具有多種尺寸規(guī)格(底面 直徑dX高度h),其中模型夾持器15的尺寸要大于短巖心夾持器4和長(zhǎng)巖心夾持器5的尺 寸,優(yōu)選的,短巖心夾持器4的規(guī)格為q> 38X 100mm、cp 25X 100mm,心夾持器5的規(guī) 格為cp 100X 120mm、(p 7〇X600mm,模型夾持器的規(guī)格為(|) 400X350mm。短巖心夾持器 4、長(zhǎng)巖心夾持器5和模型夾持器15的內(nèi)腔四周設(shè)計(jì)成R形過(guò)渡,可安裝壓實(shí)裝置,這為實(shí) 驗(yàn)?zāi)P图虞d上覆壓力提供了可能,該壓實(shí)裝置的形式可為活塞31 (如圖3所示),其通過(guò)活 塞壓實(shí)對(duì)模型夾持器內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)?zāi)P推鸬焦潭ㄗ饔?,也借助外界施壓?lái)給實(shí)驗(yàn)?zāi)P图虞d上 覆壓力,使得實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛪毫Νh(huán)境更加接近實(shí)際地層,從而使得模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確。短巖心夾 持器4、長(zhǎng)巖心夾持器5和模型夾持器15通過(guò)支架支撐,各夾持器能沿著支架兩端構(gòu)成的軸 線旋轉(zhuǎn),能實(shí)現(xiàn)前后180度翻轉(zhuǎn),以模型夾持器15為例,如圖3所示,模型夾持器15通過(guò)支 架30支撐,并可繞支架30上的水平軸線300旋轉(zhuǎn),這樣可模擬夾持器從垂直到水平的各種 位置情況,充分考慮了重力對(duì)油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)模擬實(shí)驗(yàn)的影響,擴(kuò)展了研宄范圍,同時(shí)也為三 維模型的安裝提供了方便。此外,各夾持器上還設(shè)計(jì)有保護(hù)結(jié)構(gòu),優(yōu)選的為通過(guò)安全溢流閥 和防爆閥實(shí)現(xiàn)雙層保護(hù),并配有超溫、超壓二級(jí)保護(hù)模塊,該保護(hù)模塊通過(guò)溫度傳感器和壓 力傳感器(圖2中未示出)監(jiān)測(cè)溫度壓力,一旦超過(guò)設(shè)定的安全壓力、溫度,便自動(dòng)切斷電 源,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。
[0031]模型夾持器15、短巖心夾持器4和長(zhǎng)巖心夾持器5內(nèi)部的不同位置處布設(shè)有流體 的飽和度測(cè)點(diǎn)和壓力測(cè)點(diǎn),其中模型夾持器15中的飽和度測(cè)點(diǎn)和壓力測(cè)點(diǎn)要多于短巖心 夾持器4和長(zhǎng)巖心夾持器5中的飽和度測(cè)點(diǎn)和壓力測(cè)點(diǎn),相應(yīng)的監(jiān)測(cè)控制處理模塊104中 設(shè)有監(jiān)測(cè)這些測(cè)點(diǎn)的飽和度測(cè)量組件32 (如圖3所示),飽和度測(cè)量組件32中設(shè)有飽和度 電極321以及位于壓力測(cè)點(diǎn)322(如圖4所示)處的壓力傳感器(圖4中未示出),通過(guò)飽 和度電極321和壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)各夾持器內(nèi)部不同位置處流體的飽和度和壓力的測(cè)量。 由于巖石電性可以反映地層流體飽和度的變化,在外加電場(chǎng)的作用下,實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛢?nèi)電導(dǎo)率 分布的變化對(duì)應(yīng)于多相流介質(zhì)分布的變化,并反映到模型內(nèi)不同電極對(duì)上電壓變化,從而 實(shí)現(xiàn)通過(guò)飽和度測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量被測(cè)流體介質(zhì)分布場(chǎng)的目的。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,各夾持器中 氣體、液體等多相流體發(fā)生運(yùn)移,在各夾持器中的流體分布不斷改變,被測(cè)流體介質(zhì)的分布 場(chǎng)相應(yīng)發(fā)生改變,從而反映出介質(zhì)中多相流體的運(yùn)移規(guī)律,因此通過(guò)測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭辛黧w 的電壓變化以及壓力變化可以分析出介質(zhì)中多相流體的運(yùn)移規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí),監(jiān)測(cè)控制處理 模塊104中的數(shù)據(jù)處理裝置采集電極上的電信號(hào)以及壓力傳感器中的壓力數(shù)據(jù)并對(duì)采集 到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,繪制出三維飽和度云圖以及壓力云圖,如圖5A-5C所示,這三幅圖分別 為分塊、水平分層和垂直分層顯示的飽和度云圖,圖中灰色越淺代表此處含氣飽和度越高, 即含氣越多,灰色越深代表含水飽和度越高,即含水越多,壓力云圖與此飽和度云圖類(lèi)似, 在此就不再敘述。由此可見(jiàn),本申請(qǐng)中的模擬裝置不僅能實(shí)現(xiàn)一維和二維的飽和度和壓力 場(chǎng)的測(cè)量,也能實(shí)現(xiàn)建庫(kù)及運(yùn)行模擬過(guò)程中多相流體全三維飽和度及壓力場(chǎng)的測(cè)量。在此 聲明,數(shù)據(jù)處理裝置也可以是外部設(shè)備,例如計(jì)算機(jī)。
[0032] 監(jiān)測(cè)控制處理模塊104中設(shè)有恒溫控制器和恒壓控制器,分別用于監(jiān)控夾持器模 塊102中三個(gè)夾持器中的溫度和壓力,通過(guò)恒溫控制器可以使得各夾持器中的實(shí)驗(yàn)?zāi)P汀?流體一直處于高溫恒溫的環(huán)境中,從而實(shí)現(xiàn)高溫模擬,通過(guò)恒壓控制器可以使得各夾持器 中的實(shí)驗(yàn)?zāi)P?、流體一直處于高壓恒壓的環(huán)境中,從而實(shí)現(xiàn)高壓模擬,在本實(shí)施例中,恒壓 控制器包括環(huán)壓跟蹤泵16和1114,如圖2所示,其中環(huán)壓跟蹤泵116與短巖心夾持器4和 長(zhǎng)巖心夾持器5連接,環(huán)壓跟蹤泵1114與模型夾持器15連接。此外,環(huán)壓跟蹤泵116和環(huán) 壓跟蹤泵1114通過(guò)給活塞加壓來(lái)固定實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,并?shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)P蜕细矇毫Φ募虞d以及 對(duì)上覆壓力的恒壓穩(wěn)壓控制。
[0033] 單相采出模塊1031設(shè)有依次連接的流量控制器17以及出口計(jì)量系統(tǒng)118。流量 控制器17與夾持器模塊102中的短巖心夾持器4、長(zhǎng)巖心夾持器5和模型夾持器15的米 出端連接,其包括氣體流量控制器和液體流量控制器,如果采出的是氣體,那么就啟用氣體 流量控制