[实用新型]注多元热流体采油三维模拟试验地层压力模拟装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种注多元热流体采油三维模拟试验地层压力模拟方法与装置。

背景技术

注多元热流体采油高温高压三维模拟试验装置可以开展油藏压力20MPa、温度350℃条件下利用注蒸汽、注气、注热溶剂等多种方式提高石油采收率技术的研究，可以最大限度再现真实油藏开发状况，是室内解决油藏开采机理、优化油藏开发方案的重要也是最有力的研究手段。物理模拟试验中，需要给模型本体提供一定的压力环境，且高压舱压力应始终略高于模型本体压力，其作用有两点：一是使模型本体达到实际的地层压力，二是防止模型本体内驱替介质窜流，这种地层压力的模拟技术一直是三维物理模拟试验中需要解决的技术难题。

现有的地层压力模拟技术一般采用上覆压力或者液体围压的方式来实现。对于上覆压力，通常采用的是液压缸和活塞总成相配合的方式，从顶部给模型一个向下的压力，这种方式属于刚性压力，无法保证模型本体内各部分受压均匀，容易形成通道或缝隙，试验过程中驱替介质会沿这些通道或缝隙窜流，从而导致整个试验失败。

液体围压是指在模型与高压舱之间填充液体介质。相比上覆压力而言，液体(水、油等)围压克服了上述缺点，由于液体具有流动性，传压能力强，能为模型本体创造一个均匀的压力环境。但是液体围压仍然存在以下不足：1)由于液体的可压缩性小，微小的体积变化就可能带来很大的压力变化(这种变化可能是由于温度的变化、承压容器的形变或者泄露引起，大多属于不可控因素)，从而压力控制精度低、稳定性差，这种现象在高压下尤为严重，达不到高温高压三维模拟试验的要求；2)液体的导热系数较大，给模型本体的保温带来极大困难，有时甚至需要增加真空隔热层，这会使得系统结构更加复杂。

通过对国内外相关专利及文献进行检索，结果表明：国内通常采用的是上覆压力和液体围压的方式，而国外已有采用气体围压的方式，1.论文：T.N.Nasr K.D.KimberK.N.Jha，A novel scaled physical simulator for horizontal well enhanced oil recovery，1992。采用气体作为围压可以有效的解决以上问题，但是目前国外采用的气体围压通常压力较低(2MPa左右)。对于气体围压的控制方法在国内外都未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种注多元热流体采油三维模拟试验地层压力模拟装置。

本实用新型所述的注多元热流体采油高温高压三维模拟试验地层压力模拟装置：

由进气阀一、进气阀二、排气阀一、排气阀二、高压舱、压差传感器、计算机、一级气瓶组、气体压缩机、二级气瓶组和模型本体组成；一级气瓶组、气体压缩机、二级气瓶组按顺序串联；一级气瓶组放置在室外，二级气瓶组固定在室内，进气阀一和进气阀二并联与二级气瓶组和高压舱连接；排气阀一和排气阀二并联与高压舱和大气连接；压差传感器两端分别与高压舱和模型本体连接，所述的模型本体置于高压舱内，计算机通过数据线分别与气阀一、进气阀二、排气阀一、排气阀二和压差传感器连接。

所述的注多元热流体采油三维模拟试验地层压力模拟方法分为升压过程和泄压过程。

升压过程中模型本体压力不断升高，需要充气以增加高压舱的压力，此过程中排气阀组始终都是关闭的，而进气阀组的开启数目随着压差的变化而变化。泄压过程中模型本体压力不断降低，需要排气以减小高压舱的压力，此过程中进气阀组始终都是关闭的，而排气阀组的开启数目随着压差的变化而变化。

设高压舱与模型本体压差设定值为P(高压舱5压力减去模型本体压力)，滞洄量设定值为Pd，由于试验中需保证高压舱压力始终略高于模型本体压力，压差控制范围下限为10KPa，无论什么情况下，一旦压差小于10KPa，程序将自动给高压舱充气。

1)压差及滞洄量设置：(该设置能够将压差控制在一定的范围之内，并能根据压力的变化情况通过控制气动电磁阀的开关数目来控制高压舱5压力变化的快慢)本发明适用于薄壁模型(0.5-2mm厚)，为保护模型，压差设定值应在40-100KPa；试验压力在0-5MPa时，滞洄量可设定在10KPa-15KPa，试验压力在5-10MPa时，滞洄量设定值5KPa-10KPa，试验压力在10-20MPa时，滞洄量设定值1KPa-5KPa

(由于低压下充气压力升高快、排气压力降低也快，而高压下则相反，滞洄量的设置需根据试验压力的不同而有所限制，滞洄量的设置可以防止气动电磁阀的频繁操作造成的使用寿命损失，节约成本，提高试验的稳定性及安全性)；