[发明专利]一种缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统及其工作方法

权利要求书

1.一种缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统，其特征在于，包括注入系统、酸岩反应系统、核磁共振测试系统、废液处理系统、数据采集及处理系统；所述注入系统、酸岩反应系统、废液处理系统依次用管线连通；

所述注入系统用于调节注入酸液流量；所述酸岩反应系统用于为酸岩反应提供温度和压力；所述核磁共振测试系统用于分析岩石裂缝内流体分布及对酸蚀过程实时成像；所述废液处理系统用于回收残酸、处理废气；所述数据采集及处理系统用于设置实验参数，采集酸液的压力、流量，并进行图像绘制；

所述注入系统包括恒压恒速平流泵、储酸容器、清洁容器、泄压容器，所述恒压恒速平流泵通过阀门连接储酸容器、清洁容器一端，储酸容器、清洁容器另一端连接至酸岩反应系统，清洁容器内存储蒸馏水，储酸容器与酸岩反应系统之间设有泄压容器；注入系统还包括加热装置，加热装置为储酸容器外包的加热套，用于加热酸液；

储酸容器与泄压容器之间的管线上设有流量计，泄压容器与酸岩反应系统之间的管线上设有压力传感器；

所述酸岩反应系统包括径向流动酸岩反应装置、围压跟踪泵、储油容器、泄压管，径向流动酸岩反应装置包括岩盘夹持器和支撑装置；所述径向流动酸岩反应装置中岩盘夹持器与支撑装置通过转轴连接，通过转轴调节岩盘夹持器角度；岩盘夹持器用于放置岩盘并施加围压提供酸岩反应的空间；岩盘夹持器排液口与废液处理系统连接，支撑装置用于支撑岩盘夹持器；围压跟踪泵连接至储油容器一端，储油容器另一端连接至岩盘夹持器，储油容器与岩盘夹持器之间设有泄压管，围压跟踪泵通过储油容器为岩盘夹持器提供储层酸岩反应的压力条件；

岩盘夹持器包括箱体，箱体内设有活塞，活塞上表面设有岩盘卡槽，岩盘卡槽用于固定岩盘，活塞下方连接液压伸缩杆，液压伸缩杆的油路连接至储油容器，活塞设有排液口，排液口与废液处理系统连接，储油容器与岩盘夹持器之间设有压力传感器；岩盘中心设有通孔，通孔为井眼，通孔内贯穿设置井筒；活塞上方设有至少一个平行放置的岩盘卡槽；

箱体侧面设有玻璃标尺。

2.根据权利要求1所述的缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统，其特征在于，箱体为无磁材料，活塞为聚四氟乙烯活塞；

箱体的长、宽、高的取值范围分别为100-200mm、100-200mm、50-100mm；岩盘为方形时其长、宽、高取值范围分别为50-100mm、50-100mm，高度为5-20mm，井眼尺寸为10-15mm；所述岩盘为全直径岩芯时，其直径与厚度取值范围为90-150mm、5-20mm，井眼尺寸直径为10-15mm。

3.根据权利要求2所述的缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统，其特征在于，箱体的长、宽、高的取值范围分别为150mm、150mm、50mm；岩盘为方形时其长、宽、高为80mm、80mm、10mm，井眼尺寸直径为10mm；岩盘为全直径岩芯时，其厚度为10mm，井眼尺寸直径为10mm。

4.根据权利要求1所述的缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统，其特征在于，所述废液处理系统包括冷凝器、冷水槽、冷水泵、气液分离器、废气处理器、残酸储集容器，冷凝器一端连接至酸岩反应系统，冷凝器另一端连接至气液分离器，气液分离器分别连接废气处理器、残酸储集容器；

所述冷凝器用于冷却高温混合物；所述冷水泵用于向冷凝器泵送冷水槽内的冷水；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液，用于处理反应产生的CO₂、挥发的HCl气体；

冷凝器与酸岩反应系统之间设有压力传感器。

5.根据权利要求4所述的缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统，其特征在于，所述数据采集及处理系统包括压力传感器、流量计、实验控制及数据处理软件，所述实验控制及数据处理软件在Win7以上环境下运行。

6.一种利用权利要求5所述缝洞雕刻多岩盘酸液径向流动实时成像模拟系统的工作方法，步骤包括如下：

(1)将岩石切割成所需尺寸，并在岩盘表面进行缝洞雕刻，然后将岩盘饱和水，随后将其装入岩盘夹持器，固定岩盘，并将岩盘夹持器密封；

(2)启动围压跟踪泵，向液压伸缩杆中注入氟油，在模拟酸压裂缝壁面溶蚀情况，通过观测侧面标尺，调节注入氟油体积，设置相邻两岩盘端面之间的距离；在模拟酸化酸液在裂缝中酸蚀状况，裂缝使用亲水胶结剂胶结岩盘，并注入氟油并施加一定围压，使岩盘处于储层高压原位状态，随后关闭围压跟踪泵；

(3)开启核磁共振测试系统和数据采集及处理系统；设置磁体单元场强0.82T；

(4)开启注入系统，首先将蒸馏水低速注入岩盘，利用核磁共振测试系统对岩盘进行预扫描，设置成像参数，获取尺寸在0.1～100μm范围内的岩盘表面形态分布；开启数据采集及处理系统，对水驱压力、流量进行处理，确定酸蚀前导流能力；

(5)启动废液处理系统，开启冷水泵；

(6)以缩短成像时间为目标，重新设置核磁共振测试系统的成像参数，将配置好的具有一定浓度的酸液倒入储酸容器中，打开加热装置对酸液进行加热；待酸液加热到所需温度，启动恒压恒速平流泵，将酸液泵入酸岩反应系统，并对尺寸在10μm以上的岩盘表面变化进行监测，同时测定T₂谱变化曲线；同时采集驱替压差、驱替流量、驱替时间；驱替压差为驱替酸液时酸液入口与出口间的压力差，驱替流量为驱替酸液的流量；驱替时间为驱替酸液所用时间，驱替体积为驱替时间与驱替流量的乘积；

(7)启动数据采集及处理系统，绘制驱替压差与驱替体积的关系曲线，结合核磁成像下岩石壁面特征进行分析；

(8)关闭储酸容器的阀门，打开清洁容器阀门，同时测定水驱条件下的压差、流量，确定酸蚀后岩盘导流能力；待装置清洁后关闭恒压恒速平流泵，关闭清洁容器的阀门，打开泄压容器的阀门，将压力卸载；

(9)打开酸岩反应系统中泄压管，将施加在岩盘的围压卸载。