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原文传递针对缝洞型油藏的注入气液相扩散系数的测量装置及方法

专利名称：	针对缝洞型油藏的注入气液相扩散系数的测量装置及方法
摘要：	本发明提供了一种针对缝洞型油藏的注入气液相扩散系数的测量装置及方法。该测量装置包括：恒速恒压泵、活塞中间容器、气体缓冲罐、反应釜、恒温箱和压力数据处理单元；恒速恒压泵、活塞中间容器、气体缓冲罐、反应釜依次相连通；活塞中间容器、气体缓冲罐和反应釜内置于恒温箱中；压力数据处理单元用于采集和监测活塞中间容器的出口压力、气体缓冲罐的出口压力和反应釜的入口压力。该装置通过增加气体缓冲罐从而使得注入气在扩散时能够保证测量的精度；采用气体状态方程计算方法得到注入气与液相接触的初始压力值，降低了测量误差，配合利用菲克扩散第二定律及压力衰竭曲线进行非线性回归拟合能够计算获得精确的扩散系数，结果具有实际意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	李卉;刘中春;王志兴;侯吉瑞;朱桂良;李妍;李奔
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910226053.8
公开号：	CN109883891A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	刘鑫;李辉
分类号：	G01N13/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	102249 北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种针对缝洞型油藏的注入气液相扩散系数的测量装置，其特征在于，该测量装置包括：恒速恒压泵、活塞中间容器、气体缓冲罐、反应釜、恒温箱和压力数据处理单元；所述恒速恒压泵、所述活塞中间容器、所述气体缓冲罐、所述反应釜依次相连通；所述活塞中间容器、所述气体缓冲罐和所述反应釜内置于所述恒温箱中；所述压力数据处理单元用于采集和监测所述活塞中间容器的出口压力、所述气体缓冲罐的出口压力和所述反应釜的入口压力。 2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述压力数据处理单元包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和计算机；所述计算机用于采集所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述第三压力传感器的压力数据；所述第一压力传感器用于采集和监测所述活塞中间容器的出口压力；所述第二压力传感器用于采集和监测所述气体缓冲罐的出口压力；所述第三压力传感器用于采集和监测所述反应釜的入口压力。 3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于：所述活塞中间容器的入口与所述恒速恒压泵相连通，所述活塞中间容器的出口处设置有第一控制阀，所述第一压力传感器设置在所述第一控制阀上；优选地，所述气体缓冲罐的入口与所述活塞中间容器的出口相连通；所述气体缓冲罐的出口处设置有第二控制阀，所述第二压力传感器设置在所述第二控制阀上；优选地，所述反应釜的入口与所述气体缓冲罐的出口相连通；所述反应釜的入口处设置有第三控制阀，所述第三压力传感器设置在所述第三控制阀上。 4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述活塞中间容器、所述气体缓冲罐和所述反应釜均为耐高温高压装置；耐高温150℃以上，耐高压50MPa以上。 5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述反应釜容积为200mL。 6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述活塞中间容器的出口与所述气体缓冲罐的入口相连通的管路上设置有单向阀；所述单向阀用于控制所述活塞中间容器中的气体仅单向流入至所述气体缓冲罐中。 7.一种针对缝洞型油藏的注入气液相扩散系数的测量方法，其特征在于，该测量方法是采取权利要求1-6任一项所述测量装置进行的，包括以下步骤：步骤一，利用石油醚清洗活塞中间容器、气体缓冲罐和反应釜并烘干；连接装置并通入一定压力的氮气检测气密性，待压力数据处理单元监测的压力稳定不变后，完成装置气密性检测；步骤二，于反应釜中装入待测地层流体，并对整个装置进行抽真空处理；于活塞中间容器、气体缓冲罐中充入注入气，开启恒温箱设定温度，并使恒温箱中各容器温度达到稳定；步骤三，先打开活塞中间容器的出口端阀门、打开气体缓冲罐的出口端阀门、关闭反应釜的入口端阀门，通过恒速恒压泵加压推动活塞中间容器活塞运动，继续向气体缓冲罐中充入注入气以增加气体缓冲罐中的注入气的压力，当监测气体缓冲罐的出口端阀门处的压力和反应釜的入口端阀门处的压力达到实验所需压力且稳定时，关闭活塞中间容器的出口端阀门，并打开反应釜的入口端阀门，气体缓冲罐中的注入气进入反应釜中进行扩散；步骤四，利用压力传感器和恒温箱中的温度传感器记录数据变化，记录时间间隔为0.5-10min，当扩散一段时间后，如果3h内压力的变化小于5KPa时，则认为扩散已经达到平衡；步骤五，通过压力数据处理单元处理数据，获得扩散系数。 8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述注入气包括氮气、二氧化碳和C1-C4气态烃类中的一种或多种；优选地，所述地层流体包括离子液体和/或原油。 9.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述扩散系数符合式(1)：其中，Pt为扩散时间为t时的扩散压力；D0为扩散系数；H为反应釜中待测离子溶液或原油的高度；t为扩散时间；Peq为扩散平衡压力；Zg为气体的压缩因子；Ceq(P)为平衡压力Peq时气体的浓度；R为理想气体常数；T为实验温度；扩散时间为t时的扩散压力Pt符合如下式(2)计算公式，和扩散系数D0符合如下式(3)计算公式： Pt＝a1exp(-b1t)+a2exp(-b2t)+c 式(2) 其中，Pt为扩散时间为t时的扩散压力；a1、a2、b1、b2、c为拟合公式中的常数值；D0为扩散系数；H为反应釜中待测离子溶液或原油的高度。 10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于：还包括确定扩散的初始压力的过程，其中，扩散的初始压力符合以下公式：注气前气体缓冲罐中的压力P0，符合如下式(4)计算公式：气体缓冲罐与反应釜连通后的气体状态方程，如下式(5)： P1(V0+V1)＝Z1nRT 式(5) P1符合如下式(6)计算公式：其中，P1为扩散初始压力；P0为气体缓冲罐中的压力；V0为气体缓冲罐的体积；V1为管线及反应釜空腔体积；Z0和Z1分别为P0和P1两个压力条件下注入气的压缩因子；R为理想气体常数；T为实验温度；n为注入气物质的量。
所属类别：	发明专利