蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術為一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，所述實驗裝置包括有CT掃描艙和移動地設置于CT掃描艙內的高壓艙，高壓艙內豎直固定設置一圓柱形夾持器；圓柱形夾持器由筒形夾持器主體、夾持器底蓋、夾持器頂蓋構成；夾持器主體內下部填充取芯砂巖，上部填充取芯泥質夾層；夾持器主體底部一側設有夾持器入口，另一側設有夾持器出口；高壓艙艙壁上設有一圍壓入口。本實用新型專利技術通過控制蒸汽的注入溫度、注入壓力與注入速度，并利用CT掃描成像分析泥質夾層形態變化，可以得到實際夾層發育油藏的注蒸汽過程中最佳的蒸汽注入溫度、注入壓力與注入速度、采液速度等關鍵參數，為改善夾層發育油藏的注蒸汽效果提供操作策略。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置
本技術是關于石油開發領域中一種用于評價巖石特征的實驗裝置，尤其涉及一種可用于高溫高壓蒸汽對泥質夾層巖石的剝蝕特征進行可視化評價的實驗裝置。
技術介紹
受陸相沉積環境影響，我國稠油油藏儲層非均質性普遍較強，儲層內發育有大量的夾層，其中，泥質夾層指的是由部分泥巖與砂巖或者純泥巖礦物成分組成的夾層，夾層內部具有一定的滲透性，通常滲透率為I?0.0001 X 10 — 3um2。在稠油油藏注蒸汽開發過程中，由于夾層滲透率很低，夾層對蒸汽腔的發育起到明顯的遮擋影響，在一定程度上阻止蒸汽腔在儲層內部的向上超覆和向外持續擴展，從而影響到夾層上部油層儲量的有效動用、注蒸汽開發油藏的產量水平與最終采收率。但由于泥質夾層具有遇水膨脹與溶解的特性，蒸汽從注入井到生產井驅油過程中，蒸汽的橫向流動與縱向向上超覆使儲層內部位于蒸汽主流線上部的夾層將不斷受到下部蒸汽的沖刷與剝蝕，夾層的厚度越來越薄，被剝蝕掉的夾層溶解在蒸汽冷凝水里，與采出液一起從生產井采出，蒸汽的不斷沖刷與剝蝕，最終將全部剝蝕掉一定厚度的夾層。而注蒸汽過程中，注入蒸汽的速度、注入壓力等關鍵參數均會對夾層的剝蝕速度產生重要影響，因此通過開展不同類型夾層在注蒸汽條件下的剝蝕室內實驗，可以得到不同類型夾層、不同蒸汽注入速度/注入壓力/注入干度等條件下的夾層被剝蝕速度，以及蒸汽對夾層剝蝕速度的垂向敏感性等重要參數，為指導油田現場注蒸汽方案設計過程中，注入井的垂向射孔位置、注入速度、注入壓力等關鍵參數提供依據，對蒸汽剝蝕夾層、實現蒸汽腔快速均勻擴展與高效開采具有重要的意義。目前尚未有系統的方法與裝置用于蒸汽對不同類型泥質夾層巖石的剝蝕過程進行可視化評價。由此，本專利技術人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，以克服現有技術的缺陷。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，以用于高溫高壓蒸汽對不同類型泥質夾層巖石的剝蝕過程進行可視化評價。本技術的目的是這樣實現的，一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，所述實驗裝置包括有CT掃描艙和移動地設置于CT掃描艙內的高壓艙，所述高壓艙內豎直固定設置一圓柱形夾持器；所述圓柱形夾持器由筒形夾持器主體、夾持器底蓋、夾持器頂蓋構成；所述夾持器主體內下部填充取芯砂巖,上部填充取芯泥質夾層；所述夾持器主體底部一側設有夾持器入口，另一側設有夾持器出口 ；所述高壓艙艙壁上設有一圍壓入口。在本技術的一較佳實施方式中，所述夾持器入口由入口管道密封導出高壓艙；所述夾持器出口由出口管道密封導出高壓艙。在本技術的一較佳實施方式中，所述高壓艙由一支架固定于CT移動實驗平臺上。在本技術的一較佳實施方式中，所述夾持器頂蓋、夾持器底蓋分別與夾持器主體之間為螺紋密封連接。在本技術的一較佳實施方式中，所述夾持器主體的高度為其直徑的1/10?1/5。在本技術的一較佳實施方式中，所述圓柱形夾持器和高壓艙的材料為供CT透射掃描的耐溫耐壓醚醚酮；所述夾持器最高耐溫250°C，所述夾持器和高壓艙最高耐壓12?13MPa。由上所述，本技術在夾持器下部放置砂巖，在所述砂巖的上部放置泥質夾層巖石，能真實的反映實際油藏條件的油層中部或者上部發育夾層的情形；從夾持器底部側面注入蒸汽，在蒸汽的超覆作用下，蒸汽將從砂巖向上運移并剝蝕夾層巖石底部，并將其底部的泥質組分溶解；在重力作用下，夾層泥質組分將向下掉落進砂巖孔隙之間，部分溶于水以后與蒸汽冷凝水一起從夾持器出口端被采出，該剝蝕過程使得夾層厚度逐漸變薄，其變薄的形態以及變薄的速度可以通過CT掃描成像分析得到；通過控制蒸汽的注入溫度、注入壓力與注入速度，并利用CT掃描成像分析泥質夾層形態變化，可以得到實際夾層發育油藏的注蒸汽過程中最佳的蒸汽注入溫度、注入壓力與注入速度、采出速度等關鍵參數，為改善夾層發育油藏的注蒸汽效果提供操作策略。【附圖說明】以下附圖僅旨在于對本技術做示意性說明和解釋，并不限定本技術的范圍。其中:圖1:為本技術蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置的剖面結構示意圖；圖2:為本技術實驗裝置中泥質夾層被剝蝕的示意圖。【具體實施方式】為了對本技術的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本技術的【具體實施方式】。如圖1、圖2所示，本技術提出一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置100，所述實驗裝置100包括有CT掃描艙3和移動地設置于CT掃描艙3內的高壓艙2，在本實施方式中，所述高壓艙2由一支架(圖中未示出)固定于CT移動實驗平臺上；所述高壓艙2內豎直固定設置一圓柱形夾持器I ;所述圓柱形夾持器I由筒形夾持器主體11、夾持器底蓋12、夾持器頂蓋13構成，所述夾持器頂蓋13、夾持器底蓋12分別與夾持器主體11之間采用螺紋密封連接；所述夾持器主體11內下部填充取芯砂巖4，上部填充取芯泥質夾層5 ;所述夾持器主體11底部一側設有用于注入蒸汽的夾持器入口 111，另一側設有用于采出流體的夾持器出口 112;所述夾持器入口 111由入口管道(圖中未示出)密封導出高壓艙2 ;所述夾持器出口 112由出口管道(圖中未示出)密封導出高壓艙2 ;所述高壓艙2艙壁上設有一圍壓入口 21 ;由CT掃描艙掃描夾持器內部泥質夾層巖石被上覆蒸汽剝蝕的過程。進一步，在本實施方式中，所述夾持器主體11的高度為其直徑的1/10?1/5 ;以確保蒸汽從夾持器入口到夾持器出口之間有相對較長的主流線，并模擬其對泥質夾層巖石的剝蝕。所述圓柱形夾持器I和高壓艙2的材料為供CT透射掃描的耐溫耐壓醚醚酮(PEEK);所述夾持器I最高耐溫250°C，所述夾持器I和高壓艙2最高耐壓12?13MPa。本技術還提供一種利用上述蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置100進行蒸汽剝蝕泥質夾層巖石實驗的方法，所述實驗方法包括以下步驟:A、管線連接與夾持器封裝；將所述夾持器的筒形主體豎立放置，其底端采用內螺紋與夾持器底蓋的外螺紋密封連接；在夾持器主體內下部放入一定厚度取芯砂巖，在所述取芯砂巖的上部放入一定厚度取芯泥質夾層(需要壓實)，所述砂巖與所述泥質夾層的厚度比根據研究需要可靈活調整，所述取芯砂巖和取芯泥質夾層的外徑與所述夾持器主體內徑相同；所述夾持器頂端采用內螺紋與夾持器頂蓋的外螺紋密封連接，通過旋轉螺紋壓實所述砂巖與泥質夾層；將所述連接好的夾持器利用螺栓固定在高壓艙內部，并關閉高壓艙；B、注入蒸汽；從所述夾持器入口向夾持器內注入蒸汽；C、圍壓控制；在注蒸汽同時，從所述圍壓入口向高壓艙內注入氮氣，以對高壓艙內部的夾持器產生圍壓，并對所述夾持器隔熱；所述圍壓注入壓力比所述蒸汽注入壓力高0.5Mpa以內；D、采出流體；在注蒸汽同時，從所述夾持器出口采出夾持器內流體，夾持器出口的壓力控制在小于夾持器入口壓力的0.5Mpa以內，采出流體的質量流速與注入流體的質量流速之比控制在1:1?1.4:1之間。E、巖心孔隙結構變化掃描與分析；利用所述CT對夾持器內的模型進行掃描與成像，適時分析高溫蒸汽環境下，不同的溫度與壓力條件下的蒸汽對泥質夾層巖石的剝蝕特征；CT的掃描頻率為0.5?I小時一次。由上所述，本技術在夾持器下部放置砂巖，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，其特征在于：所述實驗裝置包括有CT掃描艙和移動地設置于CT掃描艙內的高壓艙，所述高壓艙內豎直固定設置一圓柱形夾持器；所述圓柱形夾持器由筒形夾持器主體、夾持器底蓋、夾持器頂蓋構成；所述夾持器主體內下部填充取芯砂巖，上部填充取芯泥質夾層；所述夾持器主體底部一側設有夾持器入口，另一側設有夾持器出口；所述高壓艙艙壁上設有一圍壓入口。

【技術特征摘要】
1.一種蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，其特征在于:所述實驗裝置包括有CT掃描艙和移動地設置于CT掃描艙內的高壓艙，所述高壓艙內豎直固定設置一圓柱形夾持器；所述圓柱形夾持器由筒形夾持器主體、夾持器底蓋、夾持器頂蓋構成；所述夾持器主體內下部填充取芯砂巖，上部填充取芯泥質夾層；所述夾持器主體底部一側設有夾持器入口，另一側設有夾持器出口 ；所述高壓艙艙壁上設有一圍壓入口。2.如權利要求1所述的蒸汽剝蝕泥質夾層巖石的實驗裝置，其特征在于:所述夾持器入口由入口管道密封導出高壓艙；所述夾持器出口由出口管道密封導出高壓艙。3.如權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳永彬，李秀巒，王紅莊，趙欣，周百鳴，蔣有偉，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：