[发明专利]孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于流体物理性质测量技术领域，主要涉及到对孔隙介质内组分扩散性能的测试，尤其是一种孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置及实验方法。

背景技术

流体间组分的扩散性能测试实验是流体力学、渗流力学和气体动力学等主要学科中重要的研究参数。而孔隙介质内油气组分扩散性能是油藏方案设计的重要基础，也是油气田开发实验重要的研究参数。

目前，孔隙介质内组分扩散性能的测试过程复杂，操作精度受多因素限制，该性能测试在油气田开发实验研究中进展缓慢。目前研究孔隙介质内组分的扩散性能的方法通常是在两种流体接触后，进入孔隙介质内，再取样分析各点位置流体的组分变化，达到监测扩散性质的目的。这种方法能有效监测到组分扩散过程，但存在以下弊端：

1、通常的实验流程要求多种流体进入孔隙介质后监测其扩散过程，显然该过程是动态扩散的过程，受驱动力的影响很大。无法测量静态扩散性质。

2、测试过程无法控制两种流体接触时机，因而测试过程都有一定程度的滞后，无法测试到组分扩散初期的作用过程。

3、通常实验流程决定了流体在进入孔隙之前即已进行接触，并未反映孔隙介质的影响。

4、测试过程是连续的，不能中止或引入其它反应流体，限制了研究思路的深入。

有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本发明的测试孔隙介质内油气组分扩散性能的实验装置及实验方法，以克服上述公知技术存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置及实验方法，通过阀门控制技术使流体在孔隙介质中定时、定状态接触，实现静态扩散性能的测量。

为此，本发明提出一种孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置，其包括：一连通阀，被夹持在岩心夹持器内的测试岩心设置在所述连通阀的两侧，所述连通阀的连通面积大于等于测试岩心面积的1/2；流体能通过所述夹持器分别注入到位于所述连通阀两侧的测试岩心内，通过所述连通阀控制位于其两侧的测试岩心的连通或分隔。

本发明还提出一种孔隙介质内油气组分扩散性能实验方法，包括：

A利用如上所述的孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置，在所述连通阀呈关闭状态下，分别对设置在连通阀两侧的测试岩心抽真空；

B、测试岩心内饱和流体过程，向设置在所述连通阀一侧的测试岩心内充入第一种流体，向所述连通阀另一侧的测试岩心内充入第二种液体，并使进入连通阀两侧的测试岩心的流体的温度、压力相同；

C、开启所述连通阀，使所述连通阀两侧的流体在相同的压力状态下平稳接触；

D、定时抽取两侧测试岩心内的流体样品，利用组分分析计算扩散性能。

与公知技术相比，本发明的特点及优点是：

1.公知的实验流程要求多种流体进入孔隙介质(测试岩心)后才能监测其扩散过程，因而测试过程都有一定程度的滞后，无法测试到组分扩散初期的作用过程；且不同流体达到相同温度压力的初始条件很难控制，而本发明由于在两个测试岩心之间设置了连通阀，因此能够严格控制组分扩散起始时刻，测量准确度提高。

2.公知实验研究的是动态扩散的过程，受驱动力的影响很大，无法测量静态扩散性质。且公知的实验流程决定了流体在进入测试岩心的孔隙之前即已进行接触，不能真正反映孔隙介质的影响；而本发明的装置及方法提供了流体稳定的条件，可实现孔隙介质条件下的静态扩散性质测量。

3.公知的实验测试过程是连续的，不能中止或引入其它反应流体，限制了研究思路的深入。而本发明采用可控连通阀时，在阀门的控制下，能按照设计中止反应以及进行其它流体介入的测试研究。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1是本发明的孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置及方法的原理图；

图2是本发明的孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置一个实施例的结构示意图，即采用可控连通阀的结构；

图3是本发明孔隙介质内油气组分扩散性能实验装置的可控连通阀的分解示意图；

图4是本发明的可控连通阀的密封胶片主视示意图；

图5是本发明的可控连通阀的阀片主视示意图；

图6是本发明的可控连通阀的阀片与外齿轮组合状态侧视示意图；

图7是本发明的可控连通阀的阀片左视示意图；

图8是本发明的可控连通阀的内齿圈主视示意图；

图9是本发明的可控连通阀的内齿圈侧视示意图；