水封石油洞库回注水水质指标测定方法技术

本发明专利技术公开一种水封石油洞库回注水水质指标测定方法，步骤如下：1）调节裂隙岩体围压使压力符合矿场压力；2）向石油洞输入石油后水幕管内输入采出水体；3）利用计算机和压力计获取渗透过程中的压力数据，利用流体渗透流速计量装置计量液体在岩石中的渗流速度；4）更换裂隙岩体和不同水质指标的水体重复上述步骤1‑3，确定水质指标。本发明专利技术还公开了水封石油洞库回注水水质指标测定装置，本发明专利技术实现了在恒定的矿场压力情况下，快速确定采出水回注后对洞库岩石渗透性的影响，确定采出水水质指标，误差低。

Method for determination of water quality index of water-sealed oil cavern reinjection water

The invention discloses a method for determining the water quality index of water-sealed oil cavern reinjection water. The steps are as follows: 1) adjusting the confining pressure of fractured rock mass to make the pressure conform to the field pressure; 2) inputting the produced water into the oil cavern back water curtain pipe; 3) obtaining the pressure data in the process of permeation by using computer and pressure gauge, and measuring the seepage of liquid in rock by using the fluid seepage velocity measuring device. Flow velocity; 4) Replacement of fractured rock mass and water body with different water quality indicators, repeat steps 1 3 above to determine water quality indicators. The invention also discloses a device for determining the water quality index of water-sealed oil cavern reinjection water. The device realizes fast determination of the influence of produced water reinjection on rock permeability of cavern under the condition of constant field pressure, and determines the water quality index of produced water with low error.

【技术实现步骤摘要】
水封石油洞库回注水水质指标测定方法
本专利技术属于油气储运工程，具体涉及一种水封石油洞库回注水水质指标测定方法及装置。
技术介绍
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水封石油洞库回注水水质指标测定方法及装置，在恒定的矿场压力情况下，快速确定采出水回注后对洞库岩石渗透性的影响，确定采出水水质指标，误差低。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：水封石油洞库回注水水质指标测定装置，包括用于放置裂隙岩体的放置容器，裂隙岩体内设石油洞，石油洞侧方通过传输管与设置在放置容器外的油桶连接，石油洞上部的裂隙岩体内贯穿设置有水幕管，水幕管一端连接有封堵，另一端连接水箱，裂隙岩体与放置容器之间设有柔性材质制备的封板。本专利技术采用人工制备的裂隙岩体模拟矿场，柔性封板的设置可保持裂隙岩体的周围压力恒定实现模拟矿场的效果，在裂隙岩体内通过将油桶内的石油输入后模拟存储的石油，水幕管可将水体向裂隙岩体内回注水体，通过裂隙岩体的裂隙将水输送到石油洞的周围，实现模拟水封水油洞，通过更换不同水质指标的回注水并测定注入水量和石油洞周围压力情况，利用达西定律计算渗透系数，通过计算确定的水质对渗透能力的影响规律确定水质指标。进一步的，封板与裂隙岩体的接触面由相互邻接的凸弧面与凹弧面组成，凸弧面与凹弧面下方的封板内水平设置通孔，在进行模拟试验前需对裂隙岩体周围的压力调整模拟矿场压力，通过封板对裂隙岩体侧面进行封堵处理，在进行压力调节可保持压力恒定，具体的在调压完成后，柔性材质制成的封板与裂隙岩体侧面充分接触，凸弧面与裂隙岩体的接触致密性高于凹弧面的接触致密性，通孔的存在对裂隙岩体向外扩散压力形成反向压力增强封板与裂隙岩体的接触致密性，凸弧面在裂隙岩体侧面形成多线性接触密封区保持裂隙岩体的压力恒定，凹弧面与裂隙岩体侧面形成多层弧面状的密封空间压力可由弧面状密封空间微调，降低压力扰动范围及向外传播的速度，保持裂隙岩体的周围压力恒定实现模拟矿场的效果，保证石油洞附近及其内部的压力计的获取的数据精准性。进一步的，石油洞上下端的裂隙岩体内及石油洞内设有压力计，压力计分别与计算机连接，用于记录在采出水回注过程中裂隙岩体中的石油洞内及其附近的压力变化数据，再利用达西定律来计算渗透系数。进一步的，石油洞与水幕管之间设有流体渗透流速计量装置，用于精确计量液体在岩石中的渗流速度，采集计算数据。进一步的，裂隙岩体内的水幕管上均设水幕孔，水幕孔截面为葫芦状，进水端口大于出水端口。通过水幕孔进水端口大于出水端口的设计水压在水幕孔喷出时可起到增大水压的作用，水幕孔的截面为成葫芦状利于延长水流在水幕孔内的停留时间和水流流速进一步增大水压，以防水体在水幕管中流动过程中压力损失水压低于油压导致石油泄漏的问题出现。进一步的，水箱与放置容器之间的水幕管上分别设有第一流量计和第一抽液泵，用于记录采出水回注的水量。进一步的，传输管上分别设有第二流量计和第二抽液泵，用于记录输入石油洞内的石油量。进一步的，放置容器上端设有开口，且裂隙岩体上端对应设有喷淋管，喷淋管下端连接有喷淋头，喷淋管进水端连接有喷淋水箱，用于模拟在采出水回注过程中遇到下雨情况时，渗透系数和压力数据的变化，确定在下雨情况下，所用水质的指标，降低误差，保证回注水水质在不同天气情况下都符合要求。水封石油洞库回注水水质指标测定方法，包括以下步骤：1)调节裂隙岩体围压使压力符合矿场压力；2)向石油洞输入石油后水幕管内输入采出水体；3)利用计算机和压力计获取渗透过程中的压力数据，利用流体渗透流速计量装置计量液体在岩石中的渗流速度；4)更换裂隙岩体和不同水质指标的水体重复上述步骤1-3，确定水质指标。进一步的，步骤2中分别通过第一流量计和第二流量计记录流量数据。进一步的，根据流量数据和压力数据，利用达西定律计算渗透系数，通过计算确定的水质对渗透能力的影响规律确定水质指标。快速确定采出水回注后对洞库岩石渗透性的影响，确定采出水水质指标，误差低。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用人工制备的裂隙岩体模拟矿场，柔性封板的设置可保持裂隙岩体的周围压力恒定实现模拟矿场的效果，在裂隙岩体内通过将油桶内的石油输入后模拟存储的石油，水幕管可将水体向裂隙岩体内回注水体，通过裂隙岩体的裂隙将水输送到石油洞的周围，实现模拟水封水油洞，通过更换不同水质指标的回注水并测定注入水量和石油洞周围压力情况，利用达西定律计算渗透系数，通过计算确定的水质对渗透能力的影响规律确定水质指标。本专利技术还可实现确定采出水回注过程中遇到下雨情况时所用水质的指标，误差率低，保证回注水水质在不同天气情况下都符合要求。附图说明图1为本专利技术的水封石油洞库回注水水质指标测定装置示意图；图2为本专利技术的水封石油洞库回注水水质指标测定装置俯视图；图3为本专利技术的水幕管的局部剖视图；图4为本专利技术的封板结构示意图；图5为本专利技术实施例3中压力计距离水幕孔不同距离的压力变化曲线图；图6为本专利技术实施例3中压力计距离水幕孔10cm、15cm、20cm的压力变化曲线图。附图标记说明：1.计算机；2.封堵；3.放置容器；4.喷淋管；5.裂隙岩体；6.喷淋头；7.水幕管；701.水幕孔；8.第一流量计；9.第一抽液泵；10.水箱；10a.通孔；10b.凸弧面；10c.凹弧面；11.油桶；12.第二抽液泵；13.第二流量计；14.传输管；15.石油洞；16.压力计；17.封板；18.喷淋水箱。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1：参见图1-4所示，水封石油洞库回注水水质指标测定装置，包括用于放置裂隙岩体5的放置容器3，裂隙岩体5内设石油洞15，石油洞15侧方通过传输管14与设置在放置容器3外的油桶11连接，石油洞15上部的裂隙岩体5内贯穿设置有水幕管7，水幕管7一端连接有封堵2，另一端连接水箱10，裂隙岩体5与放置容器5之间设有柔性材质制备的封板17。本专利技术采用人工制备的裂隙岩体5模拟矿场，柔性封板17的设置可保持裂隙岩体5的周围压力恒定实现模拟矿场的效果，在裂隙岩体5内通过将油桶11内的石油输入后模拟存储的石油，水幕管7可将水体向裂隙岩体5内回注水体，通过裂隙岩体5的裂隙将水输送到石油洞15的周围，实现模拟水封水油洞，通过更换不同水质指标的回注水并测定注入水量和石油洞周围压力情况，利用达西定律计算渗透系数，通过计算确定的水质对渗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水封石油洞库回注水水质指标测定装置，包括用于放置裂隙岩体（5）的放置容器（3），所述裂隙岩体（5）内设石油洞（15），所述石油洞（15）侧方通过传输管（14）与设置在放置容器（3）外的油桶（11）连接，所述石油洞（15）上部的裂隙岩体（5）内贯穿设置有水幕管（7），所述水幕管（7）一端连接有封堵（2），另一端连接水箱（10），其特征在于：所述裂隙岩体（5）与放置容器（5）之间设有柔性材质制备的封板（17）。

【技术特征摘要】
1.水封石油洞库回注水水质指标测定装置，包括用于放置裂隙岩体（5）的放置容器（3），所述裂隙岩体（5）内设石油洞（15），所述石油洞（15）侧方通过传输管（14）与设置在放置容器（3）外的油桶（11）连接，所述石油洞（15）上部的裂隙岩体（5）内贯穿设置有水幕管（7），所述水幕管（7）一端连接有封堵（2），另一端连接水箱（10），其特征在于：所述裂隙岩体（5）与放置容器（5）之间设有柔性材质制备的封板（17）。2.根据权利要求1所述的水封石油洞库回注水水质指标测定装置，其特征在于：所述封板（17）与裂隙岩体（5）的接触面由相互邻接的凸弧面（10b）与凹弧面（10c）组成，所述凸弧面（10b）与凹弧面（10c）下方的封板（17）内水平设置通孔（10a）。3.根据权利要求1所述的水封石油洞库回注水水质指标测定装置，其特征在于：所述石油洞（15）上下端的裂隙岩体（5）内及石油洞（15）内设有压力计（16），所述压力计（16）分别与计算机（1）连接。4.根据权利要求1所述的水封石油洞库回注水水质指标测定装置，其特征在于：所述裂隙岩体（1）内的水幕管（7）上均设水幕孔（701），所述水幕孔（701）截面为葫芦状，进水端口大于出水端口。5.根据权利要求1所述的水封石油洞库回注水水质指标测定装置，其...

【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