本發(fā)明涉及油田開發(fā)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有高溫高壓微觀可視實(shí)驗(yàn)裝置，模擬了地層高溫高壓狀況。但是，由于設(shè)計上只考慮了玻璃光刻模型耐壓和耐溫物理?xiàng)l件，而沒有考慮到驅(qū)替流體與地層流體在高溫高壓下的模擬狀況，因此，在氣驅(qū)和混相驅(qū)的驅(qū)替實(shí)驗(yàn)過程的升溫和升壓階段，被驅(qū)替流體與驅(qū)替流體會提前發(fā)生接觸，從而使得觀察到的驅(qū)替現(xiàn)象失真，并且驅(qū)替過程不容易控制?，F(xiàn)有的高溫高壓微觀可視實(shí)驗(yàn)裝置不能滿足要求，應(yīng)用范圍受到很大限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中高溫高壓微觀可視實(shí)驗(yàn)裝置出現(xiàn)被驅(qū)替流體與驅(qū)替流體會提前發(fā)生接觸的不足。
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括：玻璃光刻模型；被驅(qū)替流體注入裝置，直接與所述玻璃光刻模型相連；單向?qū)?，與所述玻璃光刻模型相連；驅(qū)替流體注入裝置，與所述單向?qū)噙B；其中，所述單向?qū)挥谒霾ＡЧ饪棠Ｐ团c驅(qū)替流體注入裝置之間。
根據(jù)本發(fā)明的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括向玻璃光刻模型中注入被驅(qū)替流體的被驅(qū)替流體注入裝置和向玻璃光刻模型中注入驅(qū)替流體的驅(qū)替流體注入裝置。在驅(qū)替流體注入裝置與玻璃光刻模型之間設(shè)置有單向?qū)?。單向?qū)軌蚍乐共ＡЧ饪棠Ｐ驮谏龎荷郎剡^程中，被驅(qū)替流體發(fā)生回流而與驅(qū)替流體注入裝置中的驅(qū)替流體發(fā)生提前接觸，從而避免在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中驅(qū)替流體和被驅(qū)替流體提前接觸而發(fā)生物理混合或化學(xué)反應(yīng)，保證觀察到的驅(qū)替過程更接近 地層實(shí)際狀況。
在一個實(shí)施例中，所述被驅(qū)替流體注入裝置包括截止閥和第一加壓泵，所述截止閥位于所述第一加壓泵與玻璃光刻模型之間。
在一個實(shí)施例中，所述巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括容納所述玻璃光刻模型的玻璃光刻模型箱以及與所述玻璃光刻模型箱相連接的第二加壓泵。
在一個實(shí)施例中，所述驅(qū)替流體注入裝置包括中間容器以及與所述中間容器相連接的第三加壓泵，所述中間容器位于所述第三加壓泵與單向?qū)g。
在一個實(shí)施例中，所述巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括與所述驅(qū)替流體注入裝置相連接的驅(qū)替流體回壓裝置。
在一個實(shí)施例中，所述驅(qū)替流體回壓裝置包括截止閥和回壓閥。
在一個實(shí)施例中，所述巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括與所述玻璃光刻模型相連接的回壓閥。
在一個實(shí)施例中，所述巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括容納所述玻璃光刻模型箱的設(shè)備主體以及與所述設(shè)備主體相連接的恒溫加熱器。
在一個實(shí)施例中，所述設(shè)備主體上設(shè)置有上壓帽以及與所述上壓帽相對設(shè)置的下壓帽，所述上壓帽的上方設(shè)置有錄像拍攝器，所述下壓帽下方設(shè)置有發(fā)光件。
在一個實(shí)施例中，所述巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括與所述錄像拍攝器相連接的數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)。
本發(fā)明的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的通過在驅(qū)替流體注入裝置與玻璃光刻模型之間設(shè)置單向?qū)?，從而阻止在升溫升壓過程中被驅(qū)替流體回流到與驅(qū)替流體注入裝置相連接的管路內(nèi)，從而有效地避免驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體在實(shí)驗(yàn)升溫升壓過程中提前接觸，發(fā)生物理混合或化學(xué)變化，使得觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與流體驅(qū)替地層巖芯中原油現(xiàn)象基本相符，解決了驅(qū)替實(shí)驗(yàn)升溫和升壓過程中驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體提前接觸問題。巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的玻璃光刻模型可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行替換，玻璃光刻模型箱內(nèi)的壓力設(shè)備主體內(nèi)的溫度都可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行加壓加溫，從而可以模擬在不同地層巖芯下，驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體作用過程。錄像拍攝器可以通過上壓帽觀察和拍攝高溫高壓下的驅(qū)替過程。
附圖說明
在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖。
在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10，其包括玻璃光刻模型箱27、與玻璃光刻模型箱27相連接的加壓裝置、設(shè)置在玻璃光刻模型箱27內(nèi)的玻璃光刻模型26、與玻璃光刻模型26直接連接的被驅(qū)替流體裝置、與玻璃光刻模型26相連接的單向?qū)?0、與單向?qū)?0相連接的驅(qū)替流體注入裝置、與驅(qū)替流體注入裝置相連接的驅(qū)替流體回壓裝置、與玻璃光刻模型26相連接的回壓閥13、容納玻璃光刻模型箱27的設(shè)備主體18、與設(shè)備主體18相連接的恒溫加熱器15、設(shè)置在設(shè)備主體18上下相對兩側(cè)的上壓帽25和下壓帽17、位于下壓帽17下方的發(fā)光件16、位于上壓帽25上方的錄像拍攝器24以及與錄像拍攝器24相連接的數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)23。設(shè)備主體18、錄像拍攝器24和數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)23安裝固定在支架19上，方便對巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10進(jìn)行操作以及巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10的移動。
玻璃光刻模型26的結(jié)構(gòu)能夠模擬油藏天然巖芯的孔隙結(jié)構(gòu)特征，為在實(shí)驗(yàn)室條件下對巖芯的幾何形態(tài)和驅(qū)替過程進(jìn)行仿真提供基礎(chǔ)。玻璃光刻模型26的模擬最大孔隙直徑50μm，最小孔隙直徑1μm。玻璃光刻模型26能夠承受外部3MPa壓力。玻璃光刻模型箱27形成的高溫高壓腔可以保證玻璃光刻模型26耐壓30MPa，耐受溫度為100℃。
被驅(qū)替流體裝置包括第一加壓泵22以及設(shè)置在玻璃光刻模型26與第一加壓泵22之間的截止閥21。第一加壓泵22用于在實(shí)驗(yàn)過程中向玻璃光刻模型26中泵入被驅(qū)替流體。截止閥21用于控制第一加壓泵22與玻璃光刻模型26之間管路的導(dǎo)通。截止閥21能夠?qū)Φ谝患訅罕?2向玻璃光刻模型26內(nèi)注入被驅(qū)替流體的過程進(jìn)行控制。在玻璃光刻模型26內(nèi)壓力增大時，截止閥21能夠阻止玻璃光刻模型26中的被驅(qū)替流體回流到第一加壓泵22，保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。
與玻璃光刻模型箱27相連接的加壓裝置包括第二加壓泵14。第二加壓泵14 用于在實(shí)驗(yàn)過程中提高玻璃光刻模型箱27的壓力以實(shí)現(xiàn)玻璃光刻模型26模擬地層壓力。
驅(qū)替流體注入裝置包括與單向?qū)?0直接相連接的中間容器11。中間容器11用于盛放驅(qū)替流體。驅(qū)替流體注入裝置還包括與中間容器11相連接的第三加壓泵12。第三加壓泵12用于在實(shí)驗(yàn)過程中將驅(qū)替流體推送到玻璃光刻模型26。
驅(qū)替流體注入裝置與玻璃光刻模型26之間的管路上設(shè)置有單向?qū)?0。在單向?qū)?0與中間容器11之間的管路連接有驅(qū)替流體回壓裝置。驅(qū)替流體回壓裝置包括截止閥21、回壓閥13以及流量計。這樣，在對容納有被驅(qū)替流體的玻璃光刻模型26進(jìn)行升溫升壓的過程中，單向?qū)?0能夠阻止玻璃光刻模型26中的被驅(qū)替流體回流到玻璃光刻模型26與中間容器11之間的管路中，從而避免被驅(qū)替流體與驅(qū)替流體提前發(fā)生接觸而發(fā)生物理混合或化學(xué)反應(yīng)，保證了實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。
本發(fā)明實(shí)施例的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10的實(shí)驗(yàn)過程具體如下：
打開發(fā)光件16開關(guān)，發(fā)光件16發(fā)出的光線通過下壓帽17的透視窗進(jìn)入設(shè)備主體18，照亮設(shè)備主體18內(nèi)的玻璃光刻模型26。光線通過上壓帽25進(jìn)入到錄像拍攝器24。錄像拍攝器24會將采集的圖像信息發(fā)送到數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)23。
打開被驅(qū)替流體裝置的截止閥21，啟動第一加壓泵22，向玻璃光刻模型26中泵入被驅(qū)替流體。當(dāng)玻璃光刻模型26的孔隙中填充滿被驅(qū)替流體時，停止第一加壓泵22，關(guān)閉被驅(qū)替流體裝置的截止閥21。
啟動與玻璃光刻模型箱27相連接的加壓裝置的第二加壓泵14，提升玻璃光刻模型箱27內(nèi)部的壓力值，以形成高壓環(huán)境。啟動與設(shè)備主體18相連接的恒溫加熱器15，對玻璃光刻模型26所處的外部環(huán)境進(jìn)行加熱，以形成高溫環(huán)境。
當(dāng)玻璃光刻模型26的外部環(huán)境達(dá)到預(yù)定的壓力值和溫度值后，停止加壓加熱。關(guān)閉驅(qū)替流體回壓裝置的截止閥21。啟動第三加壓泵12，推送中間容器11中的驅(qū)替流體。驅(qū)替流體注入裝置中驅(qū)替流體壓力值會逐步升高，直至將單向?qū)?0打開并進(jìn)入玻璃光刻模型26。由于玻璃光刻模型26中進(jìn)入驅(qū)替流體，從而與玻璃光刻模型26相連接的回壓閥13被打開，進(jìn)而驅(qū)替流體開始驅(qū)替玻璃光刻模型26的孔隙中的被驅(qū)替流體。錄像拍攝器24拍攝實(shí)驗(yàn)全過程，影像用于對 驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理。
驅(qū)替流體完全將被驅(qū)替流體從玻璃光刻模型26的孔隙驅(qū)替出去后，停止第三加壓泵12，打開驅(qū)替流體回壓裝置的截止閥21，使得驅(qū)替流體進(jìn)入驅(qū)替流體回壓裝置并打開回壓閥13。驅(qū)替流體壓力降低，從而單向?qū)?0自動關(guān)閉，完成驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。
本發(fā)明實(shí)施例中，恒溫加熱器15選用油浴恒溫加熱器。相對于水浴恒溫加熱器，油浴恒溫加熱器能夠保證設(shè)備主體的內(nèi)部空間保持更高的溫度。設(shè)備主體18使用不銹鋼材料加工制造，防腐蝕性能好，避免實(shí)驗(yàn)儀器生銹。玻璃光刻模型26使用普通玻璃材料加工制造。玻璃光刻模型箱27使用不銹鋼材料加工制造，防腐蝕性能好，避免實(shí)驗(yàn)儀器生銹。單向?qū)?0選用單向閥，防止流體回流，成本低。
本發(fā)明實(shí)施例的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10的通過在驅(qū)替流體注入裝置與玻璃光刻模型26之間設(shè)置單向?qū)?0，從而阻止在升溫升壓過程中被驅(qū)替流體回流到與驅(qū)替流體注入裝置相連接的管路內(nèi)，從而有效地避免驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體在實(shí)驗(yàn)升溫升壓過程中提前接觸，發(fā)生物理混合或化學(xué)變化，使得觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與流體驅(qū)替地層巖芯中原油現(xiàn)象基本相符，解決了驅(qū)替實(shí)驗(yàn)升溫和升壓過程中驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體提前接觸問題。
本發(fā)明實(shí)施例的巖芯驅(qū)替微觀可視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)10的玻璃光刻模型26可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行替換，玻璃光刻模型箱27內(nèi)的壓力設(shè)備主體18內(nèi)的溫度都可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行加壓加溫，從而可以模擬在不同地層巖芯下，驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體作用過程。錄像拍攝器24可以通過上壓帽25觀察和拍攝高溫高壓下的驅(qū)替過程。
雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。