本发明专利技术涉及一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，包括：纳米膜夹持器、纳米膜夹层、温度压力控制系统、驱替系统、图像采集系统以及计量系统；纳米膜夹持器夹持纳米膜夹层，温度压力控制系统用于检测纳米膜夹具入口压力和出口压力以及纳米膜夹持器的温度；驱替系统为纳米膜夹层泵入流体提供动力；图像采集系统用于实时显示和记录纳米膜夹层中的流动状态；计量系统用于计量纳米膜夹层中流出的两相流体的量。本发明专利技术使用数字全息显微镜方法对致密油表面三维结构进行定量信息重构，根据拍摄的照片观察不同时刻致密油在渗流过程中的流动状态和特点，实现纳米级渗流定量分析。实现纳米级渗流定量分析。实现纳米级渗流定量分析。
【技术实现步骤摘要】
一种两相流体纳米级渗流的定量测试装置及方法
[0001]本专利技术属于致密油藏开发领域，具体涉及一种两相纳米级渗流的定量测试装置及方法。
技术介绍
[0002]对于致密油的油水两相渗流研究已经从微纳米级向纳米级进步，致密油的纳米级多相流动逐渐成为人们关注的焦点。在纳米级尺度上的油水两相纳米级渗流的定量方法，将有利于在生物技术、污染处理、油气田开发中效率的提高。在以往的纳米级流动的研究中，由于致密油的流动孔隙极小，实验难度大，因而部分研究采用分子动力学模拟的方法，缺乏实验验证。在现有的实验研究中，由于流量太小难以监测，使用液面高度差方法时最小计量单位为微升级，精度低，测量误差大。同时由于流动速度极小(约为0.6*10
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9m/s)，实验周期长，无法完整观察到致密油的渗流过程及形态变化。此外，纳米级尺度的流动研究还停留在对于单相流体流动，并未有油水两相渗流的实验研究。
[0003]综上所述，设计一种两相流体纳米级渗流的定量测试装置及方法，既能实时的观察致密油纳米级渗流的流动状态，又能通过光学原理实现流量的准确计算，保障渗流定量的精准性，成为纳米级渗流研究的当务之急。
[0004]CN201810488392.9公开了一种基于孔隙网络模型的致密油流动模拟及渗透率预测方法，包括步骤如下：(1)对致密岩心扫描，得到二维电镜图片，获取多孔介质孔隙空间几何信息：(2)重构数字岩心，获得数字岩心的几何结构数据文件；(3)提取数字岩心的孔隙网络模型，获得致密岩心孔隙网络模型数据文件；(4)获得每个孔隙处的压力以及每个孔喉处体积流量，从而获得流体在纳米级孔隙网络模型中的流动情况；(5)获得孔隙网络模型出口端的流体体积流量Q，根据达西定律计算孔隙网络模型的表观渗透率。本申请全新开发的孔隙网络模型克服了传统孔隙网络模型无法考虑流体在纳米孔隙中流动时边界滑移及流体有效粘度变化等特性，但缺乏实验验证。
[0005]CN201720328426.9公开了一种室内致密油岩心室内流动实验的装置，其特征在于：中间容器位于所述的加热恒温箱的一侧，所述的岩心夹持器夹住所述的岩心并放置在所述的加热恒温箱内，所述的中间容器的入口端与手动泵连接，所述的手动泵通过导线与岩心夹持器连接，所述的中间容器的出口端与流量过滤器连接，所述的流量过滤器通过导线与岩心夹持器连接；它克服了现有技术中岩心夹持器末端出来的流体在空气中易挥发，难以准确计量，实验误差大的缺点，具有通过六通阀和开关巧妙地实现了流体正反驱替的问题，步骤简单，可靠性强。该专利通过计量油水分离器的液面高度差来计算致密油储层岩心的流量，但最小计量单位为微升级。
[0006]CN201711352311.4公开了一种能够实现亚微米
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纳米尺度下对液体流动进行实验研究、操作简便的纳米通道中液体流动特征的实验方法，解决了以往的纳米通道中的研究一般用分子动力学模拟的方法，很少采用实验的方法，而液体在纳米尺度下的受力情况远不同于宏观尺度下(1mm
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1m)，其流量或者远大于传统理论预测的流量，或者远小于传统理
论预测的流量，无法进行准确测量的问题。但该专利技术只能进行纳米尺度下的单相流体的流动实验方法，不能进行两相流体流动研究。
技术实现思路
[0007]专利技术的目的：为了克服上述现有技术的不足而提供一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置及方法。本专利技术使用数字全息显微镜方法对致密油表面三维结构进行定量信息重构，根据拍摄的照片观察不同时刻致密油在渗流过程中的流动状态和特点，实现纳米级渗流定量分析。
[0008]技术方案：一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，包括：
[0009]纳米膜夹持器(2)、纳米膜夹层(6)、温度压力控制系统(1)、驱替系统、图像采集系统以及计量系统；
[0010]纳米膜夹持器(2)夹持纳米膜夹层(6)，温度压力控制系统(1)用于检测纳米膜夹具(6)入口压力和压力以及纳米膜夹持器(2)的温度；驱替系统为纳米膜夹层(6)泵入流体提供动力；图像采集系统用于实时显示和记录纳米膜夹层(6)中的流动状态；计量系统用于计量纳米膜夹层中流出的两相流体的量。
[0011]纳米膜夹持器(2)包括上层夹具(9)、下层夹具(16)、固定螺栓(13)、密封胶环(14)，上层夹具(9)具有出流通道(10)，下层夹具(16)具有入流通道(15)，纳米膜夹层(6)与所述出流通道(10)、入流通道(15)相通；上层夹具(9)和下层夹具(16)通过固定螺栓(13)连接，纳米膜夹层(6)位于上下层夹具之间并由密封胶环(14)密封。
[0012]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：纳米膜夹持器(2)的上层夹具(9)具有补光通道(12)，在光线较弱时通过补光通道(12)调节光源，保证图像采集系统清楚显示纳米膜夹层(6)中的流动状态。优选地，所述的补光通道(12)的直径为8
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12mm，倾角为70
‑
80
°
。
[0013]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：上下层夹具均为圆柱形，直径为30
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50cm，高度为5
‑
10cm。优选地，上下层夹具均由陶瓷材料组成。
[0014]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：固定螺栓(13)在上下层夹具内均匀分布，数量为4
‑
8个。
[0015]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：上层夹具(9)内设置一透明通道，该通道位于在纳米膜夹层(6)正上方位置。
[0016]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：密封胶环(14)的厚度为0.1
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0.3cm，密封胶环(14)起密封及缓冲作用，避免纳米膜夹层(6)在高压外力的作用下与夹具直接接触发生破损。
[0017]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：驱替系统包括精密驱替泵(5)和烧杯(7)，精密驱替泵(5)以预定压力将烧杯(7)中的流体泵入纳米膜夹具(6)中。
[0018]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：图像采集系统包括数字全息显微镜(11)、图像显示器(4)，数字全息显微镜(11)位于上层夹具(9)内的透明通道内，数字全息显微镜(11)和图像显示器(4)通过有线或无线的方式连接，用于实时显示和记录纳米膜夹层(6)中的流动状态。
[0019]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：计量系统包括出液管线(3)和计量器(8)，计量管线一端与出流通道(10)相连接，另一端伸入废液烧杯(8)中，用于实时准确地计量两相流体的量。
[0020]作为本专利技术中一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置的一种优选方案：纳米膜夹具(6)为圆柱形，直径为5
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10cm，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，包括：纳米膜夹持器(2)、纳米膜夹层(6)、温度压力控制系统(1)、驱替系统、图像采集系统以及计量系统；其中，纳米膜夹持器(2)夹持纳米膜夹层(6)，温度压力控制系统(1)用于检测纳米膜夹具(6)入口压力和压力以及纳米膜夹持器(2)的温度；驱替系统为纳米膜夹层(6)泵入流体提供动力；图像采集系统用于实时显示和记录纳米膜夹层(6)中的流动状态；计量系统用于计量纳米膜夹层中流出的两相流体的量；其特征在于：所述的纳米膜夹持器(2)包括上层夹具(9)、下层夹具(16)、固定螺栓(13)、密封胶环(14)，上层夹具(9)具有出流通道(10)，下层夹具(16)具有入流通道(15)，纳米膜夹层(6)与所述出流通道(10)、入流通道(15)相通；上层夹具(9)和下层夹具(16)通过固定螺栓(13)连接，纳米膜夹层(6)位于上下层夹具之间并由密封胶环(14)密封。2.如权利要求1所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，所述的纳米膜夹持器(2)的上层夹具(9)具有补光通道(12)，在光线较弱时通过补光通道(12)调节光源，保证图像采集系统清楚显示纳米膜夹层(6)中的流动状态。3.如权利要求2所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，所述的补光通道(12)的直径为8
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12mm，倾角为70
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80
°
。4.如权利要求1所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，所述的上下层夹具均为圆柱形，直径为30
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50cm，高度为5
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10cm。5.如权利要求1或4所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，所述的上下层夹具均由陶瓷材料组成。6.如权利要求1所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，所述的上层夹具(9)内设置一透明通道，该通道位于在纳米膜夹层(6)正上方位置。7.如权利要求1所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，所述的固定螺栓(13)在上下层夹具内均匀分布，数量为4
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8个。8.如权利要求1所述的一种两相流体纳米级渗流的定量测定装置，其特征在于，密封胶环(14)的厚度为0.1
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0.3cm，密封胶环(14)起密封及缓冲作用，避免纳米膜夹层(6)在高压外力的作用下与夹具直接接触发生破...
【专利技术属性】
技术研发人员：张星，李侠清，蒋焱，孟勇，宋志东，卢占国，冯震，宋菲，官庆卿，王增敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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