[发明专利]一种碳酸盐岩酸化蚓孔动态扩展实时监测装置及其工作方法在审
申请号: | 201910526917.8 | 申请日: | 2019-06-18 |
公开(公告)号: | CN110284880A | 公开(公告)日: | 2019-09-27 |
发明(设计)人: | 齐宁;陈国彬;李振亮;任兴华 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(华东) |
主分类号: | E21B49/00 | 分类号: | E21B49/00 |
代理公司: | 青岛申达知识产权代理有限公司 37243 | 代理人: | 蒋遥明 |
地址: | 266580 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 酸化 动态扩展 碳酸盐岩 实时监测装置 测试系统 处理系统 酸岩反应 酸液回收 核磁共振 酸液 成像 实验控制系统 动态成像 反应流体 静态成像 孔隙变化 快速成像 模拟地层 实时监测 数据采集 岩心孔隙 注入系统 废气 回收 | ||
1.一种碳酸盐岩酸化蚓孔动态扩展实时监测装置,包括酸液注入系统、酸岩反应系统、核磁共振测试系统、酸液回收处理系统、数据采集及实验控制系统;
所述酸液注入系统用于为酸液流动提供动力并调节注入速度;所述酸岩反应系统用于为酸岩反应提供一定温度和围压;所述核磁共振测试系统用于采集核磁共振信号,将岩心内流体分布实时成像;所述酸液回收处理系统用于回收酸液、处理废气;所述数据采集及实验控制系统用于设置实验参数,采集酸液的压力、流量、温度及关键离子的浓度变化,控制实验进程。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于所述酸液注入系统包括恒压恒速平流泵、中间容器、真空泵、锥形瓶;所述真空泵用于中间容器泄压。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于所述酸岩反应系统包括岩心夹持器、环压跟踪泵、加热装置、循环泵;所述岩心夹持器用于为岩心提供围压,所述岩心夹持器的壳体及堵头均为无磁材料,壳体内的橡皮套筒为不含氢材料,橡皮套筒内的腔体内充填氟油;所述环压跟踪泵用于向岩心夹持器泵送氟油,使围压与驱替压力之差保持恒定;所述加热装置用于加热氟油;所述循环泵用于循环氟油,降低围压。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于所述核磁共振测试系统包括磁体单元、射频单元、谱仪单元、供电单元、探头、软件;所述磁体单元用于提供均匀磁场,使原子核发生能级分裂,所述磁体单元场强为0.5-1T,更优选是0.82T;所述射频单元用于提供射频激励;所述谱仪单元起到数字接收、数模转换、脉冲序列生成、时序控制、频率合成的作用;所述供电单元用于为核磁共振测试系统提供加热与电源供给;所述探头用于激励和接收流体信号;所述软件用于处理数据,输出图像。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于所述酸液回收处理系统包括冷凝器、回压阀、缓冲装置、回压泵、冷水槽、冷水泵、气液分离器、废气处理器、酸液回收罐;所述冷凝器用于冷却高温混合物;所述回压阀、回压泵用于稳定岩心出口压力;所述冷水泵用于向冷凝器泵送冷水;所述冷水槽用于储存冷却用水;所述缓冲装置用于降低从酸岩反应系统中流出的流体压力;所述气液分离器采用重力沉降方式分离气液;所述废气处理器内充填碱溶液,用于处理反应产生的CO2、挥发的HCl气体。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于所述数据采集及实验控制系统包括流量、压力、温度、氢离子、钙离子和镁离子传感器、实验控制及数据处理软件;所述氢离子、钙离子和镁离子传感器分别采用对氢离子、钙离子和镁离子敏感的电极。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于所述酸液注入系统、酸岩反应系统、酸液回收处理系统依次用管线连通,直接接触酸液的中间容器、岩心夹持器、冷凝器、回压阀、气液分离器、废气处理器、管线、阀门、传感器的内壁采用耐酸合金制造。
8.一种使用如权利要求1-7任一项所述装置进行碳酸盐岩酸化蚓孔动态扩展实时监测的方法,包括以下步骤:
(1)将标准碳酸盐岩岩心用水饱和处理后,装入岩心夹持器,将蒸馏水和盐酸分别倒入中间容器,连接管线;
(2)设置流量、温度、围压、回压等参数,打开加热装置和核磁共振测试系统预热;
(3)向岩心夹持器施加围压和回压,将蒸馏水低速注入岩心,利用核磁共振测试系统对岩心进行预扫描,以降低信噪比、提高识别精度,设置射频脉冲、梯度场、信号采集时刻,获取尺寸在0.1~100μm范围内的岩心孔隙分布;
(4)将酸液注入岩心,监测尺寸在10μm以上的岩心孔隙变化,岩心两端压差降至设定值后,关闭平流泵和环压跟踪泵;
(5)利用数据处理软件,绘制流量、压力和各离子浓度随时间变化曲线,结合岩心孔隙分布图片分析酸化过程,并与数值模拟结果进行对比,完善数学模型。
(6)水驱岩心,清洗管线,直至排出液体颜色接近透明,打开循环泵降低围压,取出岩心。
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