[发明专利]一种稠油二维微观可视化驱替模拟实验系统及其使用方法

权利要求书

1.一种稠油二维微观可视化驱替模拟实验系统，其特征在于，包括：微观仿真实验装置、可视化数据采集装置、支撑装置、多元热流体注入装置、围压跟踪装置及计量装置；其中，

所述微观仿真实验装置包括：加热套(1)、夹持器(2)、平板玻璃微观模型(3)；

所述可视化数据采集装置包括：荧光灯(4)、显微摄像设备(5)、计算机(6)；

所述支撑装置包括：支架(7)、底座(8)、横梁(9)、螺栓(10)；

所述多元热流体注入装置包括：ISCO注入泵(11)、烘箱(12)、驱替介质中间容器(13)、水中间容器(14)、稠油中间容器(15)、第一回压阀(16)、第一压力表(17)、第一伴热管线(18)、旁通管路(36)；

所述围压跟踪装置包括：环压跟踪泵(19)、环压跟踪泵压力表(20)、真空泵(27)、第一抽真空阀门(21)、第二抽真空阀门(26)、第一烧杯(28)；

所述计量装置包括：第二回压阀(22)、第二压力表(23)、第二烧杯(24)、第二伴热管线(25)；

夹持器(2)固定于底座(8)上，内部为圆筒形腔体，该圆筒形腔体中沿水平方向固定装设两个相互平行的透明玻璃板(201)，两个透明玻璃板(201)与夹持器(2)的内壁构成密闭空间(202)；平板玻璃微观模型(3)水平固定装设于密闭空间(202)内，具有入口(301)和出口(302)；夹持器(2)上设有第一入孔(203)、第一出孔(204)、第二入孔(205)、第二出孔(206)；第一入孔(203)和第一出孔(204)的一端均设于夹持器(2)的外壁上，另一端均与密闭空间(202)连通；第二入孔(205)的一端设于夹持器(2)的外壁上，另一端与平板玻璃微观模型(3)的入口(301)密闭连接；第二出孔(206)的一端设于夹持器(2)的外壁上，另一端与平板玻璃微观模型(3)的出口(302)密闭连接；加热套(1)套设于夹持器(2)外部；

荧光灯(4)设置于底座(8)上，且位于夹持器(2)的下方；显微摄像设备(5)固定于横梁(9)上，且正对夹持器(2)的顶部；显微摄像设备(5)信号连接计算机(6)；

支架(7)固定于底座(8)上，横梁(9)通过螺栓(10)固定于支架(7)上；

驱替介质中间容器(13)、水中间容器(14)和稠油中间容器(15)固定装设于烘箱(12)内；驱替介质中间容器(13)中存储驱替介质，水中间容器(14)中存储水，稠油中间容器(15)中存储稠油；ISCO注入泵(11)分别通过阀门与驱替介质中间容器(13)、水中间容器(14)和稠油中间容器(15)连接；第一伴热管线(18)的一端分别通过阀门与驱替介质中间容器(13)、水中间容器(14)和稠油中间容器(15)连接，另一端通过阀门与夹持器(2)上的第二入孔(205)相连接，第一伴热管线(18)还通过阀门连接旁通管路(36)，该旁通管路(36)上依次设置有第一回压阀(16)和第一压力表(17)；

环压跟踪泵(19)的一端通过阀门连接夹持器(2)上的第一出孔(204)，另一端通过环压跟踪泵压力表(20)连接驱替介质中间容器(13)、水中间容器(14)和稠油中间容器(15)；第一抽真空阀门(21)的一端连接夹持器(2)上的第一入孔(203)，另一端连接真空泵(27)；第二抽真空阀门(26)的一端连接夹持器(2)上的第一出孔(204)，另一端连接第一烧杯(28)，第一烧杯(28)中盛有常温水；

第二回压阀(22)的一端通过阀门和第二伴热管线(25)连接夹持器(2)上的第二出孔(206)，另一端通过第二伴热管线(25)连接第二烧杯(24)；第二压力表(23)连接第二回压阀(22)。

2.根据权利要求1所述的稠油二维微观可视化驱替模拟实验系统，其特征在于，还包括：清洗装置；

所述清洗装置包括：清洗泵(29)、煤油贮存罐(30)、水贮存罐(31)、石油醚贮存罐(32)、氮气瓶(33)、排出管路(34)、清洁池(35)；

煤油贮存罐(30)、水贮存罐(31)及石油醚贮存罐(32)的两端均通过阀门分别连接清洗泵(29)和夹持器(2)的第二入孔(205)；

氮气瓶(33)通过阀门连接夹持器(2)的第二入孔(205)；

排出管路(34)的一端通过阀门连接夹持器(2)的第二出孔(206)，另一端连接清洁池(35)。

3.一种权利要求1所述稠油二维微观可视化驱替模拟实验系统的使用方法，其特征在于，包括：

打开第一抽真空阀门(21)连通真空泵(27)和第一入孔(203)，启动真空泵(27)对密闭空间(202)抽真空处理；关闭第一抽真空阀门(21)及真空泵(27)，打开第二抽真空阀门(26)连通第一烧杯(28)和第一出孔(204)，密闭空间(202)中吸入常温水，直到密闭空间(202)内的压强达到大气压强；

关闭第二抽真空阀门(26)，连通环压跟踪泵(19)和第一出孔(204)，启动环压跟踪泵(19)，利用环压跟踪泵(19)向密闭空间(202)内继续注入常温水，通过环压跟踪泵压力表(20)实时监测环压跟踪泵(19)注入密闭空间(202)内的水压，当密闭空间(202)内的水压与大气压强的压差为设定压差时，关闭环压跟踪泵(19)；

打开阀门连通ISCO注入泵(11)、水中间容器(14)、第一伴热管线(18)、第二入孔(205)、入口(301)、出口(302)、第二出孔(206)、第二伴热管线(25)、第二回压阀(22)和第二烧杯(24)，启动ISCO注入泵(11)向平板玻璃微观模型(3)内注入常温水，当水从第二回压阀(22)中流出至第二烧杯(24)时，关闭ISCO注入泵(11)和第二伴热管线(25)上的阀门；

启动加热套(1)将夹持器(2)加热至稠油油藏温度，并启动烘箱(12)将水中间容器(14)加热至稠油油藏温度，启动ISCO注入泵(11)向平板玻璃微观模型(3)内注入水，直至注入水的体积达到平板玻璃微观模型(3)内孔隙体积的3～5倍，关闭ISCO注入泵(11)及水中间容器(14)两端的阀门；

利用烘箱(12)将稠油中间容器(15)加热至设定试验温度，打开阀门连通ISCO注入泵(11)、稠油中间容器(15)、第一伴热管线(18)、旁通管路(36)和第一回压阀(16)，启动ISCO注入泵(11)向旁通管路(36)中注入稠油，当稠油匀速流入旁通管路(36)时，关闭阀门阻断第一伴热管线(18)与旁通管路(36)，同时，打开阀门连通第一伴热管线(18)、第二入孔(205)、入口(301)、出口(302)、第二出孔(206)、第二回压阀(22)和第二烧杯(24)，向平板玻璃微观模型(3)内注入稠油，直至注入稠油的体积达到平板玻璃微观模型(3)内孔隙体积的3～5倍，关闭ISCO注入泵(11)及稠油中间容器(15)两端的阀门；

利用烘箱(12)将驱替介质中间容器(13)加热至设定试验温度并持续设定时间后，打开阀门连通ISCO注入泵(11)、驱替介质中间容器(13)、第一伴热管线(18)、旁通管路(36)和第一回压阀(16)，启动ISCO注入泵(11)，向旁通管路(36)中注入驱替介质，当驱替介质匀速流入旁通管路(36)时，关闭阀门阻断第一伴热管线(18)与旁通管路(36)，同时，打开阀门连通第一伴热管线(18)、第二入孔(205)、入口(301)、出口(302)、第二出孔(206)、第二回压阀(22)和第二烧杯(24)，向平板玻璃微观模型(3)内注入驱替介质，以及同时启动荧光灯(4)、显微摄像设备(5)和计算机(6)，利用显微摄像设备(5)拍摄平板玻璃微观模型(3)内驱替介质驱替稠油的过程，由计算机(6)存储拍摄信息。