一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试方法技术

本发明专利技术公开一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试方法，包括以下步骤：1）利用水幕巷道提供恒压或恒流的液体；2）利用进油管子向主洞室内输入石油；3）利用流体渗透器和流速计量装置计量渗流速度/渗流量；4）利用水质检测器检测渗流水质记录数据，并由循环管和抽液泵将渗流水体重新注入水幕巷道；5）重复上述步骤1‑4，根据水质检测器检测数据及渗流速度/渗流量确定回注水水质。本发明专利技术还提供了水幕补水效果的测试装置，本发明专利技术可得出不同水质采出水回注后对洞库岩石的渗透性影响规律，实现快速确定最优回注水水质参数，影响因素小，准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试方法
本专利技术属于油气储运
，具体涉及一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试方法及装置。
技术介绍
随着中国经济的高速发展，对石油的需求量日益增大。对中国而言，进行石油战略储备对于保证国家安全，保障国民经济可持续发展具有十分重要的作用。地下水封洞库具有安全、经济、高效、存储容量大等优点，因此近几十年来得到很大的发展，广泛用于国家石油战略储备中。地下水封洞库需要大量的地层渗出水以及人工补水来维持洞库对原油的密封性，并且明天要采出大量的水，这些水随处排放会造成污染，并且也造成浪费，因此多采用采出水回注，但回注水水质是否符合回注要求，需要进行研究，急需这方面的实验装置和测试方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置及方法，可得出不同水质采出水回注后对洞库岩石的渗透性影响规律，实现快速确定最优回注水水质参数，影响因素小，准确性高。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，包括模型箱，模型箱内置人造岩石，人造岩石内设主洞室，主洞室分别连接有出油管和进油管，主洞室上部的人造岩石内设水幕巷道，主洞室下方的人造岩石内设流体渗透器，流体渗透器出水端位于模型箱下方且对应设有流速计量装置，人造岩石与模型箱之间设有隔空室，隔空室内设有用于包覆人造岩石的塑料膜。本专利技术采用模型箱及人造岩石等部件的配合设置对地下水封石洞库补水进行模拟操作，通过塑料膜将人造岩石包覆以防裂隙中的水体压力降低，利用充气管向隔空室内充入气体其气体压力大于人造岩体内部压力避免其内部压力外泄，降低压力扰动范围及向外传播的速度，塑料膜实现了将隔空室内的气压与岩体内的压力分隔以防人造岩体内的压力升高，保持人造岩体的周围压力恒定实现模拟地下水封石油洞的压力情景，流体渗透器及流速计量装置的设置对水封石洞库水幕补水过程中人造岩石发生的渗水数据进行采集，用于判断不同水质的回注水对岩石渗水情况的影响，进而确定何种回注水水质能满足回注要求。优选的，模型箱由金属层构成，模型箱上连接有充气管，充气管出气口与隔空层连通，利用充气管向隔空室内充入气体其气体压力大于人造岩体内部压力避免其内部压力外泄。优选的，出油管的进油口位于主洞室底部，在模拟测试完成后通过抽取设备将主洞室内的石油抽出，达到回收的目的，而将出油管的进油口设于主洞室底部可提高石油回收量，也利于收集部分向主洞室下方渗漏的石油。优选的，流体渗透器由渗流管、导流管和至少三个空心的渗流环组成，渗流环水平放置状态下由上至下间隔排布设置且渗流环直径依次减小，渗流环之间通过导流管连接，最小直径的渗流环下方设置渗流管，渗流管通过导流管与渗流环连接，渗流环和导流管表面均布微孔，导流管出水端位于模型箱下方且对应设有流速计量装置。流体渗透器的渗流环分别设置人造岩体内不同高度层中，对人造岩体内裂隙不同高度层出现的渗流进行收集，流体通过渗流环和导流管表面的微孔进入其内部，利用高度差使收集的水体从渗流管流出由流速计量装置收集对渗流流速及流量进行计量，渗流环在人造岩体内分层设置实现在人造岩体同一高度层内仅设置一渗流环，减小渗流环对人造岩体产生的剪胀作用，渗流环为环状其剪胀角较小对人造岩体产生的剪胀作用进一步减小，具体的，渗流环设置在人造岩体内时，渗流环为环状其剪胀角较小对人造岩体内的裂隙达到剪切屈服后节理法向位移影响较小，最终表现在渗流环附近人造岩体内的裂隙宽度上，解决了在裂隙岩体中设置检测设备造成裂隙岩体中裂隙变化导致渗流数据误差的产生问题，避免了上述问题对水封石洞库水幕补水效果测试的影响，有效提高测试结果准确性。优选的，流速计量装置底部通过连通管连接循环管，循环管与三通管连接，三通管一端口与水幕巷道连接，另一端口连接有进水管。可实现将收集到的渗水水体回注到水幕巷道中降低水资源浪费，同时也避免渗透水体向外排放造成的水污染问题。优选的，连通管与水质检测器连接处设有水质检测器，水质检测器连接有电脑。利用水质检测器分别对每次回注的水体进行检测及电脑进行数据记录，同时记录每种水质回注后的渗水速度和渗水量，根据回注要求及每种水质回注后的渗水速度和渗水量来判断哪种水质的水体回注后其渗水不会对裂隙岩体造成堵塞或者影响其渗水。优选的，循环管上连接有抽液泵，为水体回注提供动力。一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试方法，包括以下步骤：1)利用水幕巷道提供恒压或恒流的液体；2)利用进油管子向主洞室内输入石油；3)利用流体渗透器和流速计量装置计量渗流速度/渗流量；4)利用水质检测器检测渗流水质记录数据，并由循环管和抽液泵将渗流水体重新注入水幕巷道；5)重复上述步骤1-4，根据水质检测器检测数据及渗流速度/渗流量确定回注水水质。本专利技术利用水质检测器分别对每次回注的水体进行检测及电脑进行数据记录，同时记录每种水质回注后的渗水速度和渗水量，根据回注要求及每种水质回注后的渗水速度和渗水量来判断哪种水质的水体回注后其渗水不会对裂隙岩体造成堵塞或者影响其渗水。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用模型箱及人造岩石等部件的配合设置对地下水封石洞库补水进行模拟操作，通过塑料膜将人造岩石包覆以防裂隙中的水体压力降低，利用充气管向隔空室内充入气体其气体压力大于人造岩体内部压力避免其内部压力外泄，保持人造岩体的周围压力恒定实现模拟地下水封石油洞的压力情景。本专利技术利用水质检测器分别对每次回注的水体进行检测及电脑进行数据记录，同时记录每种水质回注后的渗水速度和渗水量，根据回注要求及每种水质回注后的渗水速度和渗水量来判断哪种水质的水体回注后其渗水不会对裂隙岩体造成堵塞或者影响其渗水。附图说明图1为本专利技术动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置的示意图；图2为本专利技术的模型箱剖视图；图3为本专利技术的流通渗透器的结构示意图；图4为本专利技术实施例3中渗透器在人造岩体内的产生裂隙剪切位移引起的剪胀位移图。附图标记说明：1.模型箱；2.充气管；3.出油管；4.进油管；5.三通管；6.水幕巷道；7.流量计；8.抽液泵；9.循环管；10.电脑；11.水质检测器；12.连通管；13.流速计量装置；14.流体渗透器；15.金属层；16.塑料膜；17.隔空室；18.人造岩石；19.主洞室；20.渗流管；21.渗流环；22.导流管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例1：如图1-3所示，一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，包括模型箱1模型箱1内置人造岩石18，人造岩石18内设主洞室19，主洞室19分别连接有出油管3和进油管4，主洞室19上部的人造岩石18内设水幕巷道6，主洞室19本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，包括模型箱（1）所述模型箱（1）内置人造岩石（18），所述人造岩石（18）内设主洞室（19），所述主洞室（19）分别连接有出油管（3）和进油管（4），所述主洞室（19）上部的人造岩石（18）内设水幕巷道（6），所述主洞室（19）下方的人造岩石（18）内设流体渗透器（14），所述流体渗透器（14）出水端位于模型箱（1）下方且对应设有流速计量装置（13），其特征在于：所述人造岩石（18）与模型箱（1）之间设有隔空室（17），所述隔空室（17）内设有用于包覆人造岩石（18）的塑料膜（16）。

【技术特征摘要】
1.一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，包括模型箱（1）所述模型箱（1）内置人造岩石（18），所述人造岩石（18）内设主洞室（19），所述主洞室（19）分别连接有出油管（3）和进油管（4），所述主洞室（19）上部的人造岩石（18）内设水幕巷道（6），所述主洞室（19）下方的人造岩石（18）内设流体渗透器（14），所述流体渗透器（14）出水端位于模型箱（1）下方且对应设有流速计量装置（13），其特征在于：所述人造岩石（18）与模型箱（1）之间设有隔空室（17），所述隔空室（17）内设有用于包覆人造岩石（18）的塑料膜（16）。2.根据权利要求1所述的一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，其特征在于：所述模型箱（1）由金属层（15）构成，所述模型箱（1）上连接有充气管（2），所述充气管（2）出气口与隔空层（17）连通。3.根据权利要求1所述的一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，其特征在于：所述出油管（3）的进油口位于主洞室（19）底部。4.根据权利要求1所述的一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的测试装置，其特征在于：所述流体渗透器（14）由渗流管（20）、导流管（22）和至少三个空心的渗流环（21）组成，所述渗流环（21）（水平放置状态下）由上至下间隔排布设置且（渗流环21）直径依次减小，渗流环（21）之间通过导流管（22）连接，最小直径的渗流环（21）...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东锋，殷丹丹，朱根民，竺柏康，高建丰，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33