[发明专利]驱替前缘的检测方法及装置

说明书

本发明提供了一种驱替前缘的检测方法及装置，涉及自动化技术领域，包括：发射探头和接收探头，岩心模型，数据采集器和控制器，发射探头和接收探头设置在岩心模型的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面为岩心模型上相对应的表面，岩心模型为注入驱油CO₂的模型；发射探头用于在CO₂驱油过程中，向岩心模型发射超声波；接收探头用于接收超声波透射过岩心模型的超声波信号；数据采集器用于采集超声波信号；控制器用于控制通道的切换、超声波信号的发射，在超声波信号中提取各个时刻的首波波谷幅值，并根据首波波谷幅值确定突变点，其中，突变点用于确定驱替前缘的到达时刻，缓解了传统的驱替前缘检测方法检测精度较低，且检测成本较高的技术问题。

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其是涉及一种驱替前缘的检测方法及装置。

背景技术

超临界CO₂驱在提高原油采收率及CO₂地下埋存方面有着巨大的应用前景，CO₂驱油过程中驱替前缘得检测是超临界CO₂驱替模拟实验的关键内容之一，它对研究超临界CO₂驱油机理、驱油效率等方面具有重要意义。

现有技术中的检测方法主要包括以下几种：(1)电容法、电容法是通过测量电容的变化来反映含油饱和度的变化，进而发现驱替前缘。(2)电阻率法、电阻率法是通过测量流体平均电阻率的变化来反映含油饱和度的变化，进而发现驱替前缘。(3)微波法、微波法是通过微波衰减值的变化来反映岩心内部含油饱和度的变化，从而发现驱替前缘。(4)CT成像法、CT成像法是生成被测物体内部流体分布的三维图像，从而发现驱替前缘。(5)核磁共振成像法、核磁共振成像法通过核磁信号转化成的灰度图像来直观地反映岩心内的流体分布，从而发现驱替前缘。

但是，电容法非线性严重，不适合检测CO₂驱油过程的驱替前缘。电阻率法测量精度较低，且电阻率法也不适合检测CO₂驱油过程的驱替前缘。微波法仅适用于低含水饱和度的情况，不适用于含气的情况。CT成像法与核磁共振成像法这两种方法具有实验费用高、不适合频繁使用等特点，且受穿透能力、射线防护的限制，对实验模型尺寸、实验环境、实验材料和实验流程有严格的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种驱替前缘的检测方法及装置，以缓解传统的驱替前缘检测方法检测精度较低，且检测成本较高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种驱替前缘的检测装置，包括：发射探头和接收探头，岩心模型，数据采集器和控制器，所述发射探头和所述接收探头设置在所述岩心模型的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面为所述岩心模型上相对应的表面，所述岩心模型为注入驱油CO₂的模型；所述发射探头用于在CO₂驱油过程中，向所述岩心模型发射超声波；所述接收探头用于接收所述超声波透射过所述岩心模型的超声波信号；所述数据采集器用于采集所述超声波信号；所述控制器用于在所述超声波信号中提取各个时刻的首波波谷幅值，并根据所述首波波谷幅值确定突变点，其中，所述突变点用于确定驱替前缘的到达时刻。

进一步地，所述发射探头中的第一组发射探头均匀设置在所述岩心模型的上表面，所述接收探头中的第一组接收探头均匀设置在所述岩心模型的下表面。

进一步地，所述第一组发射探头和所述第一组接收探头之间满足以下关系：一一对应关系和/或一对多关系。

进一步地，所述装置还包括：第一组多路开关，所述第一组多路开关中包含的开关的数量与所述第一组发射探头的数量相等，且所述第一组多路开关与所述第一组发射探头一一对应设置；第二组多路开关，所述第二组多路开关中包含的开关的数量与所述第一组接收探头的数量相等，且所述第二组多路开关与所述第一组接收探头一一对应设置；其中，所述控制器用于基于所述第一组发射探头和所述第一组接收探头之间的关系依次控制所述第一组多路开关和所述第二组多路开关中相应的开关处于打开状态。