[发明专利]一种高温高压热流体渗流模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种渗流模拟装置，具体涉及一种实验研究用成岩控制因素模拟和储层流体渗流模拟装置，属于成岩环境模拟和储层渗流物理模拟技术领域。

背景技术

岩石成岩是一个十分复杂的过程，压力、温度、流体性质、粘土矿物含量、岩石颗粒组成等的变化均会影响成岩时间及成岩质量。人造岩心特别是大尺寸人造岩心是储层渗流规律、射孔、酸化压裂评价等研究的基础介质，因此需要对成岩的影响因素进行的定量分析，以提高现有人造岩心的制备效率，准确分析不同因素对成岩时间的影响。

目前对成岩时间不同影响因素的分析多通过人造岩心压实设备进行，现有人造岩心压实设备多采用液压缸驱动活塞杆压实岩心原料，可制备使用人造胶类物质的人造岩心，但此种人造岩心结构组成与真实岩心区别较大，并且人造胶类物质形成的胶结物与地层真实岩心不同，难以用于模拟真实岩心，而接近真实岩心的人造岩心不含人造胶类物质，需要高温高压条件的压制并且岩心压制过程压制温度和压力呈阶梯性变化，现有人造岩心制备装置压实周期长(大于10天)、效率低，且压实过程中不能模拟热流体动态变化所引发的胶结物化学反应，因此难以进行成岩影响因素的定量分析。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种可对成岩时间不同影响因素的影响程度进行定量分析，从而提高人造岩心的制备效率的高温高压热流体渗流模拟装置，该装置可实现地层高温高压热流体渗流物理模拟并且可以用于制备人造岩心。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种高温高压热流体渗流模拟装置，至少包括岩心容纳装置和与岩心容纳装置连通的流体循环单元，所述岩心容纳装置为成岩反应控制模拟装置，流体循环单元为热流体循环单元，成岩反应控制模拟装置外设有与之连通的高温高压泵；所述成岩反应控制模拟装置包括带活塞的前腔体、带活塞的后腔体以及连接前腔体与后腔体的连接块，连接块中设有穿过连接块并且与连接块端面垂直的压杆，压杆两端分别与2个活塞连接，前腔体和后腔体的端部分别通过前压帽和后压帽进行密封，后压帽中沿轴向开设有进油孔和排油孔，高温高压泵通过进油孔与后腔体连通，前压帽中沿轴向开设有用于连通前腔体与外界的排液孔，所述前腔体的腔壁上沿径向开设有进液孔和出液孔，热流体循环单元通过进液孔和出液孔与成岩反应控制模拟装置连通；所述热流体循环单元包括平流泵以及与平流泵连通的循环容器A和循环容器B，循环容器A和循环容器B分别通过带阀门和压力变送器的管道与成岩反应控制模拟装置前腔体的进液孔和出液孔连通，成岩反应控制模拟装置、循环容器A和循环容器B上均套设有带温度变送器的智控恒温套。

成岩反应控制模拟装置外设有电脑、与电脑电连接的数据采集器和与各用电组件电连接的电源控制开关，温度变送器和压力变送器均连接数据采集器的输入端。

成岩反应控制模拟装置外设有量筒和积液瓶，量筒通过带阀门的管道与后压帽的排油孔连通，积液瓶通过带阀门和压力变送器的管道与前压帽的排液孔连通，积液瓶的下方设有与数据采集器输入端电连接的电子天平。

后压帽的中心沿轴向开设有位移导向通孔，位移导向通孔中设有位移导向杆，位移导向杆与位移导向通孔之间通过密封圈密封，位移导向杆的一端与后腔体中的活塞连接，另一端位于成岩反应控制模拟装置外并且连接有与数据采集器输入端电连接的位移传感器。

所述前压帽由堵头和套设于堵头上的压套构成，堵头呈T型，包括堵板和与堵板垂直的套芯，压套套设于套芯上并且抵紧堵板，排液孔位于套芯中，压套中沿轴向开设有回压孔，压套与堵头之间的间隙通过回压孔与外界连通。

前腔体的腔壁上开设有2个以上相互平行的出液孔，其中一个出液孔与热流体循环单元连通，剩余出液孔中均设有孔塞，进液孔靠近前压帽，进液孔与出液孔之间的径向夹角为180°。

前腔体中设有由2层滤网和夹设于2层滤网之间的滤纸构成的过滤层，过滤层与前压帽端面接触。

连接块中开设有与后腔体连通的两个复位通孔，复位通孔呈L型，两端开口分别位于连接块的侧面和后端面上，成岩反应控制模拟装置外设有动力元件，动力元件通过复位通孔与后腔体连通。

成岩反应控制模拟装置的复位通孔、进油孔、排油孔、进液孔、出液孔、排液孔和回压孔的孔径均相同，前压帽与前腔体之间、后压帽与后腔体之间以及连接块与压杆之间均通过密封圈进行密封。