[发明专利]一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法

说明书

本发明提供了一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法。所述微纳米管夹持装置包括常规实验管线、上游中空密封螺栓、密封环、上游密封腔、流体缓冲腔、下游密封腔、机械压实密封套环、耐高压微纳米管对接套管、下游中空密封螺栓、微纳米管、密封套；所述微纳米管夹持装置耐高压性能和密封性能突出，能够实现常规渗流实验与微纳米实验的无缝对接；同时，将本发明的微纳米管夹持装置设置于微纳米气液流动实验装置中，能够模拟真实地层高压条件，使得微纳米尺度气液相流动实验更加准确地反映真实地层非线性渗流机理。

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法。

背景技术

随着我国经济的稳定增长，石油需求不断增加。由于我国中、高渗透油藏后备石油储量不足，低渗透石油资源开发速度慢，使得石油供需矛盾不断加剧，严重依赖进口石油供给。在我国新探明的石油天然气资源地质储量中，低渗致密储层的资源量占有绝对比例。低渗透油气资源的高效开发，对保证我国的能源安全具有重要意义。与高渗透储层明显不同，低渗透油气藏渗流规律偏离经典流动规律，出现了非线性渗流特征。目前非线性渗流机理的研究绝大多数基于岩心渗流实验，但此类实验难以反映岩石中真正的渗流情况和渗流机理。只有正确认识低渗透油气藏的非线性渗流机理才能正确地指导油气的开采，并提高最终石油采收率，实现经济效益最大化。

常规低渗透油藏储层的岩心孔隙喉道细小且结构复杂，研究流体流动时面临的影响因素多，不确定性大，通过流体在单根微米管内的流动来模拟真实地层的流动情况，可以研究其内在的渗流力学机制，更真实地反映低渗透致密油藏储层中流体非线性渗流的内在机理。目前，随着微电子机械系统(MEMS)的发展，微管在微米尺度的渗流实验中已经得到了广泛的应用。

申请号为CN201620941960.2的实用新型专利公开了一种用于研究微尺度效应的实验装置，该装置中注入系统与气体过滤装置、储液罐、液体过滤装置依次相连；液体过滤装置所接出的导管上装有超声波气泡检测器，在一侧依次连接有开关一、压力传感器一、微管一、压力传感器二以及流量计量管一；在另一侧同样依次连接有对应的同种装置；上述的超声波气泡检测器及两侧所连接的装置均置于温控箱中；所用的压力传感器均与温控箱外的电脑相连，电脑同时连有电子显微镜，以观测所用的流量计量管。利用该装置，能够有效避免实验过程中气泡以及进出口效应所带来的影响，同时能够进行不同温度下微尺度效应的分析研究。

但是目前的微管微观实验存在以下问题：1)由于微管细小，柔韧性差，强度低，在实验过程中不易夹持，容易折断和破碎；2)实验难以在高压差(>35MPa)下开展，微管夹持装置耐压性差；3)微管夹持密封性差，造成实验结果不精确；4)夹持装置灵活性差，无法灵活支持管径变化情况。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法，用以提高微纳米尺度流动实验的耐压范围以及测量结果精度，更加真实地反映多孔介质非线性渗流机理。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种微纳米管夹持装置，包括入口管线组件、流体缓冲组件和微纳米管组件；所述入口管线组件和所述微纳米管组件通过所述流体缓冲组件连接，流体通过所述入口管线组件进入所述流体缓冲组件内，并通过所述微纳米管组件流出，以形成微纳米流。

优选的，所述入口管线组件包括常规实验管线、上游中空密封螺栓、密封环，所述常规实验管线穿过所述上游中空密封螺栓并延伸至所述流体缓冲组件内部，所述常规实验管线的一端设置有密封环；所述微纳米管组件包括机械压实密封套环、耐高压微纳米管对接套管、下游中空密封螺栓、微纳米管及密封套，所述耐高压微纳米管对接套管穿过所述下游中空密封螺栓，且其一端延伸至所述流体缓冲组件内部，另一端套设有所述密封套，所述微纳米管密封固定于所述耐高压微纳米管对接套管内。