一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置及方法，该装置包括注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统、数据采集处理系统；所述注入系统、预热系统、岩心夹持系统和流量检测系统通过管路依次连接；所述压力加载系统与岩心夹持系统连接；所述数据采集处理系统分别与注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统连接；所述注入系统包括气体注入系统和液体注入系统；气体注入系统与液体注入系统连接。本发明专利技术解决了现有的热解实验设备无法完成针对页岩油原位开采工艺的模拟研究，能够安全高效的完成评价页岩油原位热解开采效率的实验，且操作安全、适用性强，可以一机多用。

【技术实现步骤摘要】
一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置及测试方法
本专利技术涉及油气藏开发研究
，尤其涉及一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置及测试方法。
技术介绍
页岩油是指生成并滞留在烃源岩中，以游离或吸附状态赋存在地层微纳米级储集空间中，基本未运移或极短距离运移的低熟—半熟油气。页岩油是中国陆上潜力最大、最具战略性的石油接替资源，在国内外分布十分广泛，现如今页岩油的高效开发利用已经受到了广泛的关注。页岩油的开采主要有地面干馏和原位热解开采两种，目前中国页岩油资源的开发主要以地面干馏为主，但随着埋深的增加页岩油开采变得复杂化，开采成本和生产成本都有大幅增加，同时还需配备有采矿及大型尾气处理设施。相较之下，原位热解技术具有流程简单、成本低、开采效率高和环保等诸多优点在未来有着广泛的应用前景，原位热解开采技术是通过直接向地下油页岩层注热的方式，使油页岩中油母质发生热解反应生成页岩油及其相关产物。目前缺乏一套评价页岩油原位热解效能与驱替效率的设备与方法，现有评价页岩油热解性能的研究和设备集中热解反应前后页岩孔隙率及渗透性的对比上，对于页岩油热解性能与驱替效率的评价是割裂的，因此提出一种适用于页岩油原位开采，用于页岩油原位热解效能与驱替效率一体化评价装置及测试方法，在油气藏开发研究
有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一套能够指导页岩油合理开发开采，可以模拟研究油页岩原位热解开采，评价页岩油热解效能及驱替效率的装置及测试方法，同时可用于高温高压驱替实验一机多用。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，包括设备组成包括有注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统、数据采集处理系统。注入系统、预热系统、岩心夹持系统和流量检测系统通过管路依次连接；压力加载系统与岩心夹持系统连接；数据采集处理系统分别与注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统连接；注入系统包括气体注入系统和液体注入系统；气体注入系统与液体注入系统连接。注入系统包括气体注入系统和液体注入系统，其中气体注入系统组成包括气体注入系统包括依次顺序连接的气源、驱动阀、增压泵、高压贮罐、调压阀、入口气体流量计、入口控制阀；气源出口与驱动阀之间的管路上装有控制阀，在气源和控制阀之间的管路上设有压力表；调压阀和入口气体流量计之间的管路上设有调压阀压力表。入口气体流量计可实时采集入口气体流量数据。液体注入系统包括高压注入泵和中间容器；高压注入泵与中间容器连接，用于为页岩油原位热解开采驱替提供动力；中间容器并联有三个腔体，中间容器的出口设置在入口控制阀之后管路上。液体注入系统的管路连接在气体注入系统管路的入口控制阀之后。预热系统主要由预热器以及预热器温度监视器组成。预热器内部设有环形管路，高压气体液体由管路进入预热器内环型管路加热，预热器温度监视器通过插入内部的金属探针采集温度数据，驱替介质加热后由管线输入特制的高温高压三轴夹持系统中。岩心夹持系统即高温高压三轴夹持系统，高温高压三轴夹持系统上端口接有环压泵，环压泵配有环压流体压力传感器由计算机采集压力数据，下端口接有轴压泵配有轴压压力传感器由计算机采集压力数据，在高温高压三轴夹持系统底部接有回压泵和回压阀，夹持系统入口和出口分别接有入口压力表和出口压力表。高温高压三轴夹持系统流体出口端有出口气体口控制阀。流量检测系统包括冷凝管、电子天平、出口气体流量计和尾气处理装置；冷凝管与出口流体控制阀连接；高温高压三轴夹持系统的流体出口管路接有冷凝管，冷凝管之后依次接有电子天平和出口气体流量计，气体管路的末端接有尾气处理装置。优选的是，注入系统中的气动增压泵增压比1:80，最高输出压力50MPa，高压气体贮罐选用ZR-I型容器，体积1L，最高耐压50MPa，材质316L不锈钢，主要用于存储增压后的气体。配套的高压贮罐控制阀，最高入口压力69MPa，最高出口压力27MPa。所述的注入系统中的液体注入系统用的恒速恒压泵，工作压力30MPa,流速0.01-25mL/mivn,具有压力保护及位置上下限保护,泵头材料采用316L。优选的是，预热器为一内部设有蛇形螺旋盘管的筒状容器，使用蛇形螺旋盘管对驱替用气体和液体进行预加热，其中蛇形螺旋盘管采用直径长10m的管道制成。优选的是高温高压三轴夹持系统上部留有小孔，预热器温度传感器从小孔伸入夹持器内部热解反应釜。热解反应釜内径规格为适用流体介质：水、气、轻质油、中重质油；岩心夹持系统设置有加热器和保温层，加热器用于对岩心进行加热保温，加热器一般为电热管和控温仪表，保温层材料采用囊式玻纤。热解反应釜的釜体采用套筒式加热装置，可在套筒内内插可干烧的电热管，加热温度控制在范围：室温500℃，控温仪表采用高精度带PID调节的温度控制仪及高精度的温度传感器进行控温，控温精度±1℃，套筒外加囊式玻纤收紧保温可以在热解实验的同时进行岩石驱替实验，测试岩石热解对岩石驱替效率的影响。优选的是，在压力加载系统中，环压加载装置选用环压泵为环压跟踪泵，使用蓝宝石柱塞，无蠕动，环压跟踪稳定，精度1.0％，最大工作压力120Mpa，该泵配置通讯口，可由计算机进行操作，也可人工操作；轴压泵配套的轴向加载缸，最大流体压力100MPa，轴向岩心端面最大加载应力100MPa；高温高压三轴夹持器上的保温层设有为环压增压液进液管进入夹持器内部空间预留的凹槽。优选的是，流量检测系统所配备的电子天平最大量程2200g，精度0.01g，具有标准接口号计算机相连，可采集排出液体量，计算液体流量，也采集排除液体量，计算液体流量，电子天平称重所用容器出气管右接有冷凝器；冷凝器主要由蛇形螺旋盘管及水夹套组成，采用外通自来水快速冷却岩心流出的高温流体，出口段接气体流量计；气体流量计耐压10MPa，最大量程500mL/min，配有通讯口，可由计算机采集检测流量。优选的是，一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置装有温度监视器、入口流量计、出口流量计、电子天平通过数据采集卡实现与计算机连接，根据所采集的数据与流量监测系统所记录的数据计算岩心热解反应后渗透率K以及热解驱替效率。一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的测试方法，包括以下步骤：S1，实验岩心取自现场采集大块油页岩试件，将现场大块油页岩用保鲜膜包裹送回实验室，沿垂直于油页岩层理面采用岩石钻心机取直径25mm，长50mm的圆柱型试件，记录岩心此时质量m0；S2，根据装置流程将配件及管路系统连接好，接通设备电源打开设备总开关，打开所有设备开关，检查各监视器屏幕是否亮起且显示正常值；S3，可根据实验要求预先设定实验装置的密封性实验要求，对实验装置的密封性进行检查，若密封性符合实验要求则进行实验；若密封性不符合实验要求，按安装步骤检查管线系统连接，调整后重新检查实验装置的密封性，符合实验要求后进行实验；S4，卸下高温高压三轴夹持系统外裹的保温层及加热器，岩心塞进岩样围压包裹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，该装置包括注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统、数据采集处理系统；所述注入系统、预热系统、岩心夹持系统和流量检测系统通过管路依次连接；所述压力加载系统与岩心夹持系统连接；所述数据采集处理系统分别与注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统连接；所述注入系统包括气体注入系统和液体注入系统；气体注入系统与液体注入系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，该装置包括注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统、数据采集处理系统；所述注入系统、预热系统、岩心夹持系统和流量检测系统通过管路依次连接；所述压力加载系统与岩心夹持系统连接；所述数据采集处理系统分别与注入系统、预热系统、岩心夹持系统、压力加载系统、流量检测系统连接；所述注入系统包括气体注入系统和液体注入系统；气体注入系统与液体注入系统连接。


2.根据权利要求1所述的一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，所述气体注入系统包括依次顺序连接的气源(1)、驱动阀(4)、增压泵(5)、高压贮罐(6)、调压阀(7)、入口气体流量计(9)、入口控制阀(10)；气源(1)出口与驱动阀(4)之间的管路上装有控制阀(3)，在气源(1)和控制阀(3)之间的管路上设有压力表(2)；调压阀(7)和入口气体流量计(9)之间的管路上设有调压阀压力表(8)。


3.根据权利要求1所述的一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，所述液体注入系统包括高压注入泵(12)和中间容器(11)；高压注入泵(12)与中间容器(11)连接，用于为页岩油原位热解开采驱替提供动力；中间容器(11)并联有三个腔体，中间容器(11)的出口设置在入口控制阀(10)之后管路上。


4.根据权利要求1所述的一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，所述预热系统由预热器(13)以及预热器温度监视器(14)组成；预热器(13)内部设有环形管路来对管路内部的流体进行加热，加热后的流体由环形管路从预热器(13)底部出口流入岩心夹持系统；预热器温度监视器(14)通过插入预热器内部的金属探针来采集预热器(13)内部的温度数据。


5.根据权利要求1所述的一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，所述岩心夹持系统为高温高压三轴夹持系统，该系统包括加热器(17)、热解反应釜(18)和保温层(16)；热解反应釜(18)设置在加热器(17)内，热解反应釜(18)的顶部设有岩心夹持器温度监视器(15)；加热器(17)外围设有保温层(16)；保温层(16)上设有环压增压液进液管(28)；高温高压三轴夹持系统上端口接有环压泵(19)，环压泵(19)配有环压流体压力传感器；高温高压三轴夹持系统下端口接有轴压泵(21)，轴压泵(21)配有轴压压力传感器；在高温高压三轴夹持系统底部接有顺序连接的回压阀(27)和回压泵(20)；高温高压三轴夹持系统的流体入口处接有入口压力表(29)，高温高压三轴夹持系统流体出口端安装有出口流体控制阀(22)，高温高压三轴夹持系统流体出口端与出口流体控制阀(22)之间的管路上设有出口压力表(30)。


6.根据权利要求1所述的一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，所述流量检测系统包括依次顺序连接的冷凝管(23)、电子天平(24)、出口气体流量计(25)和尾气处理装置(26)；冷凝管(23)与出口流体控制阀(22)连接。


7.根据权利要求1所述的一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，其特征在于，所述数据采集处理系统为带有数据采集分析能力的计算机。


8.一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的测试方法，其特征在于，利用如权利要求1～7任意一项所述评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置，所述测试方法包括以下步骤：
S1，实验岩心取自现场采集大块油页岩试件，将现场大块油页岩用保鲜膜包裹送回实...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭肖，王胜元，高振东，李林凯，王永东，叶政钦，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51