[发明专利]一种模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置和方法

权利要求书

1.一种采用模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置进行井筒内地下流体取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、注水加压过程：首先，关闭加压泵的出水阀，打开加压泵的进水阀，加压泵从水源里面进行抽水；

加压泵内充满水后，关闭加压泵的进水阀，打开加压泵的出水阀，通过加压泵向高压玻璃填砂管中注水；

此时，保持高压玻璃填砂管拆装阀A和高压玻璃填砂管拆装阀B开启，加压泵中的水充满高压玻璃填砂管中后流入至高压玻璃井筒里面；

当高压玻璃井筒里面的液面高于过滤渗析组件2cm时，过滤渗析组件里面的单向阀开启，高压玻璃井筒中的水穿过过滤渗析组件经过三通阀进入到两边的注气导管和取水管中；

随着高压玻璃井筒中的液面升高，流体会慢慢充满高压玻璃储流容器；当流体把高压玻璃井筒注满时，流体从排空管中溢出，此时关闭排空阀及注气阀，同时设置背压阀的压力设置成实验设定值；

加压泵继续加压至实验测试压力并保持恒压模式模拟地层压力；此时，压力表实时显示高压玻璃井内的流体压力；

二、取样过程：当整个系统保持在实验测试压力时，打开氮气瓶，控制减压阀把氮气压力调至设定的驱替压力，打开注气阀，高压氮气通过注气导管分别经过减压阀及注气阀后进入高压玻璃储流容器中，同时推动高压储流容器中的流体经过三通阀后，通过取水管，分别经过背压阀和流量计至取样瓶中进行取样；

此时，由于驱替压力大于背压阀设定的压力值，背压阀开启；当水经过流量计时，流量计采集取水管中的水的流量数据，通过数据信号采集系统实时存入至数据存储系统中；

当高压玻璃储流容器里面的流体被全部取出后，关闭注气阀，停止注气；

当高压玻璃储流容器里面的压力小于背压阀和高压玻璃井筒的压力时，背压阀关闭，一次取样完成；

其中，模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置包括：

井筒单元，用于模拟不同深度下的井筒；

地层单元，与所述井筒单元相连接，其包括高压玻璃填砂管，用于模拟及替换不同渗透率的地层；加压单位，与所述地层单元相连接，其包括水源、加压泵，所述水源通过加压泵与所述高压玻璃填砂管相连，用于向模拟井筒及模拟地层内注入流体并实现加载；

取样单元，与所述井筒单元相连接，其包括悬挂于所述井筒单元内的过滤渗析组件、位于所述井筒单元内并置于所述过滤渗析组件上方的高压玻璃储流容器、位于所述井筒单元外并对所述高压玻璃储流容器提供驱动压力的压力驱动器、位于所述井筒单元外并对所述高压玻璃储流容器内的流体进行取样的取样装置，用于对井筒内的流体进行气体推动式流体取样及取样效果监测。

2.根据权利要求1所述的取样方法，其特征在于，所述压力驱动器包括通过注气导管与所述高压玻璃储流容器相连的氮气瓶、安装在所述注气导管上的减压阀和注气阀，氮气瓶内的高压氮气通过注气导管分别经过减压阀及注气阀后进入所述高压玻璃储流容器中，同时推动高压储流容器中的流体至所述取样装置中进行取样。

3.根据权利要求2所述的取样方法，其特征在于，所述取样装置包括通过取水管与所述高压玻璃储流容器相连的取样瓶、安装在所述取水管上的背压阀和流量计，所述压力驱动器的驱动压力大于背压阀设定的压力值时，背压阀开启，流体通过取水管分别经过背压阀及流量计进入到取样瓶中。

4.根据权利要求1所述的取样方法，其特征在于，所述井筒单元包括高压玻璃井筒、用于密封高压玻璃井筒顶部开口的上堵头、以及排空管，所述排空管的下端穿过所述上堵头后悬空于所述高压玻璃井筒内，其上端依次与压力表和排空阀相连；所述压力表用于实时显示高压玻璃井内的流体压力。

5.根据权利要求3所述的取样方法，其特征在于，所述流量计与数据采集系统及数据存储系统相连，并通过数据采集系统及数据存储系统进行数据实时采集与监测。

6.根据权利要求3所述的取样方法，其特征在于，所述过滤渗析组件上设置有三通阀，所述三通阀的三端分别与所述过滤渗析组件、注气导管与取水管相连。

7.根据权利要求1所述的取样方法，其特征在于，所述高压玻璃填砂管的两端分别设有高压玻璃填砂管拆装阀A和高压玻璃拆装阀B。