一种观察渗流环境中流体启动的测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种观察渗流环境中流体启动的测量装置和方法，其特征在于：其包括压力控制系统、渗流环境模拟系统、图像采集系统、两压力传感器、信号传递系统和数据采集处理系统；压力控制系统的出口端与渗流环境模拟系统的入口端相连通；图像采集系统与渗流环境模拟系统相连，用于观察渗流环境模拟系统内流体启动过程；两压力传感器分别设置在渗流环境模拟系统的入口端和出口端；两压力传感器实时采集渗流环境模拟系统的入口端和出口端的压力信号，并通过信号传递系统发送到数据采集处理系统；数据采集处理系统根据接收到的压力信号，得到流体渗流的启动压力。本发明专利技术可以广泛应用于流体在渗流环境中启动过程的研究中。

Measuring device and method for observing fluid starting in seepage environment

The present invention relates to a method and apparatus for measuring fluid flow in a start-up environment observation, which comprises the pressure control system, flow environment simulation system, image acquisition system, two pressure sensors, signal transmission system and data acquisition and processing system; end connected with the entrance end of the seepage environment simulation system of the outlet pressure control system the image acquisition system is connected with the seepage; environmental simulation system, to observe the seepage environment simulation of starting process fluid system; two pressure sensors are respectively arranged at the entrance end and an outlet end of the seepage simulation system; pressure signal two pressure sensor to collect seepage environment simulation entrance and exit system end, and sent to the delivery system the data acquisition and processing system by signal; data acquisition and processing system based on the pressure signal received by. Starting pressure of fluid seepage. The invention can be widely applied to the study of the start-up process of fluid in a vadose environment.

【技术实现步骤摘要】
一种观察渗流环境中流体启动的测量装置和方法
本专利技术涉及油气田开发油气层评价方法
，具体涉及一种观察渗流环境中流体启动的测量装置和方法。
技术介绍
关于地层流体启动压力存在与否的争论持续了近一个世纪。大多数学者认为只有在实际压力大于某一临界值时流体才能流动，这个临界值称为启动压力，他们认为启动压力是存在的。也有部分学者认为启动压力是因为实验测量误差所致，之所以在一定压力梯度时才有流量，主要是实验稳定时间不足、储层伤害表皮效应以及毛管力作用等原因导致。目前，存在启动压力的论点被大多数学者接受，他们确定启动压力的方法主要有三大类，包括室内物理实验模拟方法、室内数值模拟方法和试井解释方法。其中，室内物理实验模拟方法由于其直观、具有足够说服力的优点被广大学者采用。但目前对启动压力的实验研究大都集中于对启动压力梯度数值大小的测量，并没有一种实验方法能够观察流体在渗流环境中的启动过程，无法解决可视化的问题，导致学者对启动压力的认识仍存争议。因此，找到一种方法既能观察渗流环境中流体启动过程，又能测定启动压力值的大小，定性和定量证明启动压力梯度存在很有必要。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种观察渗流环境中流体启动的测量装置和方法，测量方法简单，测量结果精确，为流体在多孔介质中渗流规律的认识提供理论基础。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种观察渗流环境中流体启动的测量装置，其特征在于：其包括压力控制系统、渗流环境模拟系统、图像采集系统、两压力传感器、信号传递系统和数据采集处理系统；所述压力控制系统的出口端与所述渗流环境模拟系统的入口端相连通；所述图像采集系统与所述渗流环境模拟系统相连，用于观察所述渗流环境模拟系统内流体启动过程；两所述压力传感器分别设置在所述渗流环境模拟系统的入口端和出口端，用于检测流体压力；两所述压力传感器实时采集所述渗流环境模拟系统的入口端和出口端的压力信号，并通过所述信号传递系统发送到所述数据采集处理系统；所述数据采集处理系统根据接收到的压力信号，得到所述渗流环境模拟系统入口端和出口端的压力差，进而得到流体渗流的启动压力。所述压力控制系统包括一高精度微量泵和一用于储存实验流体的中间容器；所述高精度微量泵与所述中间容器的入口端相连，所述中间容器的出口端与所述渗流环境模拟系统的入口端相连。所述渗流环境模拟系统包括一圆柱形夹持器、一微观玻璃刻蚀模型和一氮气瓶加压装置；所述圆柱形夹持器的入口端与所述压力控制系统中的中间容器的出口端相连，所述圆柱形夹持器的出口端与废液处理罐相连，且所述圆柱形夹持器的入口端和出口端处分别设置两所述压力传感器，所述微观玻璃刻蚀模型固定夹设在所述圆柱形夹持器上，所述氮气瓶加压装置用于为所述微观玻璃刻蚀模型加围压。所述图像采集系统包括依次相连的体积显微镜、高速摄像设备和计算机；所述体积显微镜设置在所述微观玻璃刻蚀模型上方，用于观察所述微观玻璃刻蚀模型中流体的流动；所述高速摄像设备用于录制所述体积显微镜中流体流动过程，所述计算机用于存储处理所述高速摄像设备中录制的流体流动视频。一种基于所述装置的观察渗流环境中流体启动的测量方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定需测定流体启动压力梯度的渗流条件，包括驱替介质以及被驱替介质的粘度、类型以及流量；2)将渗流环境模拟系统的微观玻璃刻蚀模型固定于圆柱形夹持器中，用氮气瓶加压装置加0.5MPa围压；3)将被驱替介质注入压力控制系统的中间容器中，并将中间容器接入压力控制系统的高精度微量泵和渗流环境模拟系统的圆柱形夹持器之间；4)将压力传感器安装于渗流环境模拟系统的圆柱形夹持器两端，并通过信号传递系统与数据采集处理系统相连；5)将微观玻璃刻蚀模型置于体积显微镜下，打开体积显微镜的光源，调整焦距，直到计算机上能够清晰显示，点击开始录像；6)打开压力控制系统的高精度微量泵，调整流量为0.01mL/min，使被驱替介质饱和微观玻璃刻蚀模型；7)当被驱替介质完全饱和后，关闭压力控制系统的高精度微量泵卸掉管线中的压力，以便被驱替介质在微观玻璃刻蚀模型上静止老化；8)在中间容器中注入驱替介质，并打开压力控制系统的高精度微量泵，调整流量为0.001mL/min，对微观玻璃刻蚀模型中的饱和流体进行驱替；9)高速摄像设备对驱替过程中微观玻璃刻蚀模型中流体流动情况以及出口端出液情况进行记录，并发送到计算机中进行存储。10)数据采集处理系统根据驱替过程中渗流环境模拟系统入口端和出口端的压力差，得到该渗流条件下的启动压力。所述步骤10)中，得到启动压力的方法包括以下步骤：①打开高精度微量泵，调整流量为0.001mL/min，直到观察到渗流环境模拟系统的微观玻璃刻蚀模型中流体流动为止；②两压力传感器实时检测渗流环境模拟系统的入口端和出口端的压力信号，并通过信号传递系统发送到数据采集处理系统；③数据采集处理系统根据接收到的两压力信号，得到渗流环境模拟系统的入口端和出口端的压力差，存储该渗流条件下的启动压力。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术由于图像采集系统既能观察多孔介质中流体启动过程，数据采集处理系统又能测定启动压力值的大小，首次定性定量都证明启动压力存在，解决了关于启动压力梯度的争议。2、本专利技术由于在渗流环境模拟系统中设置两压力传感器，并通过数据采集处理系统根据压力信号直接获得流体启动压力，具有精确、快捷、自动化、智能化程度较高等优点。3、本专利技术可以模拟原油驱替原油、聚合物驱替聚合物、聚合物驱替原油的启动过程，适应性较广。本专利技术填补了渗流环境中流体启动压力实验定性观察的技术空白，提供了一种科学有效的室内便捷测量装置及方法，可以广泛应用于流体在渗流环境中启动过程的研究中。附图说明图1为本专利技术聚驱油藏流体渗流启动压力梯度的测量装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中150mPa·s原油驱替150mPa·s原油流动示意图；图3为本专利技术实施例中1000ppm缔合聚合物驱1000ppm缔合聚合物流动示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的进行详细的描述。如图1所示，本专利技术观察渗流环境中流体启动的测量装置，包括压力控制系统1、渗流环境模拟系统2、图像采集系统3、两压力传感器4、信号传递系统5和数据采集处理系统6。压力控制系统1的出口端与渗流环境模拟系统2的入口端相连通，由压力控制系统1为流体流动提供压力。图像采集系统3与渗流环境模拟系统2相连，用于观察渗流环境模拟系统2内流体启动过程。两压力传感器4分别设置在渗流环境模拟系统2的入口端和出口端，用于检测流体压力。两压力传感器4实时采集渗流环境模拟系统2的入口端和出口端的压力信号，并通过信号传递系统5发送到数据采集处理系统6。数据采集处理系统6根据接收到的压力信号，得到渗流环境模拟系统3入口端和出口端的压力差，进而得到流体渗流的启动压力。上述实施例中，压力控制系统1包括一高精度微量泵11和一用于储存实验流体的中间容器12。高精度微量泵11与中间容器12的入口端相连，中间容器12的出口端与渗流环境模拟系统2的入口端相连。高精度微量泵11为中间容器12中的实验流体提供压力，使得中间容器12中的实验流体进入到渗流环境模拟系统2中。上述各实施例中，渗流环境模拟系统2包括一圆柱形夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种观察渗流环境中流体启动的测量装置，其特征在于：其包括压力控制系统、渗流环境模拟系统、图像采集系统、两压力传感器、信号传递系统和数据采集处理系统；所述压力控制系统的出口端与所述渗流环境模拟系统的入口端相连通；所述图像采集系统与所述渗流环境模拟系统相连，用于观察所述渗流环境模拟系统内流体启动过程；两所述压力传感器分别设置在所述渗流环境模拟系统的入口端和出口端，用于检测流体压力；两所述压力传感器实时采集所述渗流环境模拟系统的入口端和出口端的压力信号，并通过所述信号传递系统发送到所述数据采集处理系统；所述数据采集处理系统根据接收到的压力信号，得到所述渗流环境模拟系统入口端和出口端的压力差，进而得到流体渗流的启动压力。

【技术特征摘要】
1.一种观察渗流环境中流体启动的测量装置，其特征在于：其包括压力控制系统、渗流环境模拟系统、图像采集系统、两压力传感器、信号传递系统和数据采集处理系统；所述压力控制系统的出口端与所述渗流环境模拟系统的入口端相连通；所述图像采集系统与所述渗流环境模拟系统相连，用于观察所述渗流环境模拟系统内流体启动过程；两所述压力传感器分别设置在所述渗流环境模拟系统的入口端和出口端，用于检测流体压力；两所述压力传感器实时采集所述渗流环境模拟系统的入口端和出口端的压力信号，并通过所述信号传递系统发送到所述数据采集处理系统；所述数据采集处理系统根据接收到的压力信号，得到所述渗流环境模拟系统入口端和出口端的压力差，进而得到流体渗流的启动压力。2.如权利要求1所述的一种观察渗流环境中流体启动的测量装置，其特征在于：所述压力控制系统包括一高精度微量泵和一用于储存实验流体的中间容器；所述高精度微量泵与所述中间容器的入口端相连，所述中间容器的出口端与所述渗流环境模拟系统的入口端相连。3.如权利要求1所述的一种观察渗流环境中流体启动的测量装置，其特征在于：所述渗流环境模拟系统包括一圆柱形夹持器、一微观玻璃刻蚀模型和一氮气瓶加压装置；所述圆柱形夹持器的入口端与所述压力控制系统中的中间容器的出口端相连，所述圆柱形夹持器的出口端与废液处理罐相连，且所述圆柱形夹持器的入口端和出口端处分别设置两所述压力传感器，所述微观玻璃刻蚀模型固定夹设在所述圆柱形夹持器上，所述氮气瓶加压装置用于为所述微观玻璃刻蚀模型加围压。4.如权利要求1所述的一种观察渗流环境中流体启动的测量装置，其特征在于：所述图像采集系统包括依次相连的体积显微镜、高速摄像设备和计算机；所述体积显微镜设置在所述微观玻璃刻蚀模型上方，用于观察所述微观玻璃刻蚀模型中流体的流动；所述高速摄像设备用于录制所述体积显微镜中流体流动过程，所述计算机用于存储处理所述高速摄像设备中录制的流体流动视频。5.一种基于如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾杨，康晓东，张健，谢晓庆，陈文娟，石爻，胡科，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11