[发明专利]多孔介质微观渗流模拟实验装置系统

说明书

技术领域

本发明涉及多孔介质微观渗流模拟实验，具体地说是一种多相流体在多孔介质中流动实验的装置系统。

背景技术

多相流体在多孔介质中渗流问题在许多领域起着重要作用，特别是在石油工程和土木工程，在油气田开发实验中，利用储层岩心进行室内水驱油实验是物理模拟实验中的传统方法，用此种方法可得到驱替效率和流体流动规律，对认识储层流体渗流特征及规律起到了重要作用，但它无法直观观察到储层孔隙内流体的微观渗流过程以及化学驱过程中化学剂对原油的影响作用机理。

申请号：201110009069.7，申请日：2011-01-08，公开号：102128837A，公开日：2011-07-20的中国专利公开了一种多孔介质中流动泡沫结构图像实时采集实验装置，包括气液注入系统、泡沫渗流模拟系统和产出流体分离计量系统，其中气液注入系统由微量平流泵、气体质量流量控制仪和高压气瓶组成；泡沫渗流模拟系统由多测点填砂管、压力传感器及六通阀构成；产出流体分离计量系统由回压控制装置、气液分离装置及计量装置组成，其特征是在泡沫渗流模拟系统和产出流体分离计量系统之间还连接有图像采集系统，该图像采集系统由泡沫微观结构观察窗、放大泡沫微观结构显微镜、彩色摄像头和计算机组成，其中泡沫微观结构观察窗的入口端连接泡沫渗流模拟系统的六通阀，观察窗的出口端连接产出流体分离计量系统中的回压控制装置，观察窗由两片5cm×2cm的耐压有机玻璃组成，外部由钢块结构固定，两玻璃片间的渗流通道边缘部位有金属垫片，金属垫片的厚度为20μm-200μm。泡沫渗流模拟系统用于实现模拟泡沫渗流的多孔介质环境和模拟过程中压力数据的监测；图像采集系统用于实现泡沫渗流过程中泡沫微观结构图像的采集;产出流体分离计量系统用于实现岩石出口产出流体的自动分离和计量。针对在高压实验状态下真实岩石中渗流的泡沫,实现了泡沫微观结构的实时动态观察和图像采集。

以上公开文献，虽然通过实现了图像采集系统和计算机实现了泡沫微观结构的实时动态观察和图像采集的目的，但是计算机处理应用的不够彻底，因为产出流体分离计量系统即便是能够精确测出，但是没有连接到计算机，无法通过计算机自动处理，所以自动化程度仍不够；而且泡沫渗流模拟系统由多测点填砂管、压力传感器及六通阀构成，泡沫渗流模拟系统和产出流体分离计量系统之间还连接有图像采集系统，该图像采集系统由泡沫微观结构观察窗、放大泡沫微观结构显微镜、彩色摄像头和计算机组成，这种多测点填砂管、压力传感器及六通阀一直到观察窗，结构过于复杂，流程过长，容易使气液流体失去本来最佳的模拟实验状态，基于这种情况下，即便经过放大泡沫微观结构显微镜、彩色摄像头和计算机处理后的数据也是不准的。还有一点，就是虽然气液注入系统由微量平流泵、气体质量流量控制仪和高压气瓶组成，但是注入能力不够，不具有增压功能，而且由于是多介质，只有一套注入泵是不够的，必须对于多种不同的驱替介质，驱替机构必须配备多组驱替液压活塞缸才能达到最大的效果。

有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的多孔介质微观渗流模拟实验装置系统，通过设计不同的微观模型，较好地应用驱油微观模拟实验技术，更深入地研究储层流体运动的微观机理，解决微观渗流研究关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供多孔介质微观渗流模拟实验装置系统，可以直观观察多相流体在多孔介质中流动现象以及流体与多孔介质间相互作用，使实验的自动化更加彻底，实验数据更加准确。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，多孔介质微观渗流模拟实验装置系统，主要包括精密注射泵、高压容器、摄像机采集系统、显微镜成像系统、微观模型模拟装置、自动计量系统、回压控制装置、计算机图像处理系统，所述精密注射泵通过高压容器连接至微观模型模拟装置，所述微观模型模拟装置上方设置有摄像机采集系统和显微镜成像系统，所述摄像机采集系统和显微镜成像系统又同时连接至计算机图像处理系统，所述微观模型模拟装置还通过回压控制装置连接自动计量系统；所述微观模型模拟装置下方设置有恒温控制系统，所述自动计量系统也单独连接至计算机图像处理系统。

所述精密注射泵与高压容器之间设置有驱替液压活塞缸，同时连接在驱替液压活塞缸的还有多介质混料装置；当然精密注射泵还连接给自身供工作液的容器。

所述驱替液压活塞缸由多组活塞缸组成，其数量与介质的数量一致，每组活塞缸装入不同驱替介质，驱替液压活塞缸的多组活塞缸采用并联结构连接，驱替液压活塞缸一端用液压管线与精密计量注射泵的增压出口连接，用来给活塞缸提供增压，另一端用高压管线连接高压容器。