[发明专利]一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置

说明书

本发明公开一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置，包括储层温压协调控制系统、驱替反应系统、数据采集处理系统和辅助系统。本发明采用可视化微纳米尺度孔喉模型即玻璃刻蚀模型来模拟实际岩石内部孔喉特征，通过储层温压协调控制系统及驱替反应系统，实现高温高压条件下流体在微纳米通道中的流动行为，结合数据采集处理系统观察多孔介质内微观流体运移特征，真正实现了微观模型驱替实验过程中微观孔隙结构中的剩余油水饱和度的定量化，对于油田储层开发过程中的油水饱和度分布及大小的判断具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及微观驱替技术领域，具体地说是涉及一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置。

背景技术

随着世界范围内更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多，深层高温高压条件下的剩余油挖潜难度越来越大。尤其是油田进入高含水开发阶段产量递减期，开采挖潜对象由大片连通的剩余油，逐渐转向高度分散而局部又相对富集的区域，由于剩余油的微观赋存状态、分布规律认识不清，严重阻碍了下一步的剩余油挖潜。因此，探明高温高压条件下不同性质流体在微纳米尺度通道中的运移特征及剩余油富集规律对油藏生产开发尤为重要。

现有的微观驱替实验方法是利用真实岩石打磨过后放入匹配的凹槽中，同时将岩石四周密封，由一侧注入流体，研究流体在岩石中的流动特性。但该技术有很大的局限性，一方面，岩石在使用过程中会受到磨损，岩石基本参数会随着实验过程发生改变，而且用过的岩石不易冲洗，重复性低；此外，常规微观驱替实验装置存在最主要的两个问题，一是由于复杂油藏埋藏较深，温度高压力大(70MPa、150℃)，常规实验装置难以复现真实储层的高温高压条件；另一方面，由于孔隙尺度较小，常规的实验装置也难以直观呈现不同性质流体在微纳米尺度通道内的运移规律，对剩余油分布规律进行定性定量的分析。

因此，要全面深入了解不同性质流体在微通道中的流动规律，同时还要定量化描述微观孔隙结构驱替过程中油水饱和度分布，这就需要实验装置在尽可能的还原复杂地层条件基础上，还对能否呈现孔喉内流体流动行为实况、实验操作的灵活性、实验数据的精确性等提出了新的要求。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明提供一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置，包括储层温压协调控制系统、驱替反应系统、数据采集处理系统和辅助系统；

所述储层温压协调控制系统包括高压密封夹持器，在高压密封夹持器上设置有方便观察的蓝宝石视窗，在高压密封夹持器的内部形成有储层围压环腔；所述储层围压环腔通过流体加热输出管道与高温加热容器的壳层进口相连，高温加热容器的壳层出口通过流体加热输入管道与储层围压环腔相连通，在流体加热输入管道上设置有高压磁力循环泵；所述储层围压环腔与围压监测管道相连接，在围压监测管道上设置有围压跟踪泵；

所述驱替反应系统包括高压注入泵、加热恒温活塞容器、玻璃刻蚀模型和回压单元，玻璃刻蚀模型放置在高压密封夹持器的内部，在玻璃刻蚀模型的一端设置有注入端，且注入端与模型流体注入管道的一端相连接，模型流体注入管道的另一端与高温加热容器的管层出口相连接，高温加热容器的管层进口与流体输送主管道相连接，流体输送主管道与加热恒温活塞容器的出口端相连接，加热恒温活塞容器的进口端通过泵送管道连接高压注入泵；在玻璃刻蚀模型的另一端设置有采出端，采出端通过模型流体采出管道连接回压单元，在模型流体采出管道上设置有冷凝器；

所述数据采集处理系统包括温度传感器、压力传感器、显微镜、数码监测摄像系统和计算机，所述温度传感器分别设置在加热恒温活塞容器和高温加热容器上，压力传感器分别设置在流体输送主管道、围压监测管道和模型流体采出管道上；显微镜设置在正对蓝宝石视窗的位置处，数码监测摄像系统设置在显微镜的目镜观察端；