高温高压破胶流动实验装置

高温高压破胶流动实验装置

一、仪器功能

仪器可在模拟地层压力，地层温度的条件下开展下列研究

1．液体渗透率测定

在一定的流速下使液体通过岩心，通过测定岩心的进出口压差和流过岩心的液体的流量，结合其它参数，根据达西定律计算岩心液体渗透率。

2．地层伤害（地层敏感性）评价

研究压裂液、钻井液、完井液等，对地层所造成的伤害。

外来物质与地层相容机理研究，如水敏、速敏、盐敏、酸敏、碱敏，正反向流动，体积流量，注系列流体等。

3．采油工艺研究，如酸化、压裂、堵水、调整注采剖面等实验。

 

二、主要技术参数

1．工作压力

环    压：50MPa

驱替压力：40MPa

压力测试精度：0.1%F·S

2．流量范围

    0.01～10mL/min

3．工作温度：150℃，控温精度：±1℃

4． 岩心规格：φ25×25-100mm  

5．电源：交流380V， 50HZ

6．总功率：6Kw

 

三、仪器的基本组成结构

该仪器主要由注入系统、破胶系统、模型系统、计量系统、自动控制系统、数据采集与处理系统组成。详见工作流程：

注入系统：由注入泵、中间容器、管阀件组成，可将各种流体按一定流量注入到模型内。

破胶系统：由注入泵、中间容器、过滤器、管阀件组成，可将凝胶加压通过滤网破胶。

模拟系统：由岩心夹持器、恒温箱、环压泵、回压系统等组成。

计量系统：包括压力测量、温度测量、液体流量计量等。

自动控制：计算机自动控制注入泵的流量，环压泵自动跟踪内压

数据采集处理：由各种数据采集卡、计算机、打印机、采集处理软件组成，可适时采集压力、温度、液体流量等参数，并对数据进行运算处理。

四、组成仪器各部件的技术规范

1．注入泵  破胶泵

型号HLB1040,工作压力40MPa，流量0. 01~10ml/min

泵可由计算机操作，也可人工面板操作。

2．中间容器

ZR-3型活塞式中间容器：容积：1000mL，耐压：40MPa，材质：304,  3只

ZR-3型活塞式破胶中间容器：容积：1000ml，耐压：40Mpa，材质：316L，2只

用于存储驱替介质，并起缓冲作用。

      3．岩心夹持器

适用岩心规格：φ25×100mm

工作压力：50Mpa

材    质：304

4．环压跟踪泵

环压跟踪泵自动跟踪驱替压力，维持驱替压力与环压的压差。

环压跟踪泵：型号：DJB-80

5．回压控制系统

用于控制岩心出口压力，控制范围：0-40MPa

回压泵：工作压力40MPa

回压缓冲容器：ZR-2型，1000mL、40MPa

回压阀：顶部加载式，40Mpa， 

6．恒温箱

工作温度：室温~150℃

工作室内尺寸：1400×750×850㎜（长×宽×高）

前后开门，内装照明灯，不锈钢材料制作

热风循环，采用PID调节控温技术，箱内温度均匀，控温精度高。

安装滚动脚轮，移动方便。

7．阀门、管线、管件及流程

采用DW6、DW3内卡套式高压阀门及管件，耐压70MPa，材质：304

设计正反驱替流程，可进行正反向驱替实验

8．计量系统

压力计量：环压压力变送器   60MPa    1只

          各测压点压力变送器  60MPa   2只

所有压力采用NHR-5100C压力数显表显示，也可通过数显表上的RS232口由计算机采集。

温度计量：采用pt100测温探头，XMT-7512ZX-RZ温控仪设定、控制、测量温度。

液体流量计量：采用天平称重法计算液体流量

天平型号：AL204，量程210g，精度0. 1mg

计算机自动采集计算流量值

9．数据采集系统

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI数据采集板适时采集压力、温度、流量。

10．自动控制系统

计算机可对下列外部设备进行控制

(1)．注入泵：通过泵的通讯接口，计算机可对泵的注入流量进行控制；

(2)．环压跟踪：计算机通过PCI 8360端子板自动控制环压泵及电磁阀的开关，维持驱替压力与环压的压差。

采集、测控系统框图

11．应用软件与数据处理

软件在windows 2000/xp环境下运行，采用VB编程。仪器工作流程显示在界面上，可实现人机对话，操作人员设定好参数后就可以实现无人值守，计算机可自动采集所有的压力、温度、流量，并控制泵的运行，环压泵的自动跟踪，压力换向阀的换向等。

计算机采集的数据经处理可生成原始数据报表、分析报表以及曲线图，同时生面数据库文件格式，以便用户灵活使用。

计算机：联想4900   19’’液晶显示

打印机：HP 1020

 

五、主要技术特征

1．装置采用模块化设计，可根据不同试验要求进行组合；

2．能模拟地层条件下进行高温高压驱替试验；

3．关键部件采用进口件，提高测试的可靠性、精确性；

4．实现计算机自动化控制、采集、处理；

5．环压跟踪注入压力，保持恒定压差；

6．仪器设计有正反向驱替流程，不用取出岩心，就可进行岩心正反向驱替试验；

7．仪器的结构合理、外型美观大方、操作方便、经久耐用；

8．选购件齐全，可根据不同试验要需要，选购我厂不同规格的模型，使仪器广泛应用于各种试验研究领域。

六、安    全

仪器的安全操作涉及到操作者的人身安全和仪器的正常使用寿命，设计时充分考虑了其安全性，可操作性

1．压力极限保护

  驱替泵、环压泵都设计极限保护压力，当泵压达到极限保护压力时自动停泵保护。

 

2．温度极限保护

  恒温箱设计极限保护温度，当恒温箱内温度达到极限保护温度时，仪器自动切断电源。

3．漏电保护

仪器发生漏电时会自动切断电源保护。

4．防烫伤保护

  仪器阀门操作手柄安装在恒温外，方便操作，防止烫伤，避免开门时温度下降。

5．每个中间容器都装有压力表，可监控加温时容器内压力变化情况，防止加温时液体膨胀，压力升高过载。

 

厂家提醒操作者注意如下要点：

* 仪器的各类仪表和计算机必须保证正确的电源输入，必须配有自动稳压保护装置。

* 仪器各部保证有良好的接地。

* 流程管汇各部的压力不高于设计压力，特别不能高于各种检测仪表的量程，使用气体加压时必须格外小心。

* 仪器的阀门设计为手动操作，请按试验步骤预先设计好试验流程走向，任何一阀门的操作错误均可能导致整个试验的失败。

* 系统在高温操作时，必须带有绝热手套，以免烫伤。

特别注意：加温时，由于液体受热膨胀，压力升高，时刻注意容器内液体压力，以防压力太高，超过容器使用压力。

 

七、安    装

仪器出厂时已全部安装就绪，并经过实际测试。为了方便包装运输，仪器分成不同部分包装，安装时请仔细参阅流程图。

安装工作也可由厂方技术人员和用户共同完成，以便用户进一步熟悉仪器，便于日后日常维护。

八、基本操作

1．岩样准备

⑴．岩样的钻取切割：将岩样钻成φ25的圆柱体，两端切割平整，切割面与轴线垂直。

钻取岩样方法参见SY/T5336

⑵．岩样的洗油

洗油方法按SY/T5336执行

⑶．岩样的烘干

岩样烘干温度控制在60～65℃，烘干24h后，每隔8h称重一次，两次称重的差值小于10mg时，记下岩样的实测质量。

⑷．测量岩样的几何尺寸：长度（L）、直径（D）。

⑸．岩样气体渗透率测定按SY/T5336进行。

⑹．岩样抽空饱和油（水），称湿重，计算岩样孔隙体积。

⑺．将饱和好油（水）的岩样浸泡在油（水）中，待用。

2．流程准备

保证储液容器、各种泵内液体充足，不足时请添加。

3．岩心的安装

从烧杯中取出预先饱和好的岩心，放入夹持器胶套内，装上夹持器堵头，顶紧岩样。

4．加环压密封岩样

⑴．手动加环压

将控制面板上手动、自动开关打到手动位置，打开环压泵开关，增压至需要压力值时，关环压泵开关。

⑵．自动加环压

将控制面板上手动、自动开关打到自动位置，在计算机实验程序上，点击实验开始键后，计算机自动控制环压泵的启动与停止，并自动跟踪驱替压力，维持环压与驱替压力差。

5．加回压

回压控制是通过对回压阀施加控制压力而实现的，外加控制压力最好是气体，以保证控制精度。当气体压力不足时可以用手动泵通过缓冲容器，用水顶气增压的方法，增加气体压力。

6．加温

先打开面板上恒温箱风机开关，再打开加热开关，在其控温仪上设定需加热的温度，温控仪自动控制恒温箱加热，至所需温度恒温。

温控仪温度设定方法详见温控仪使用说明书

也可在计算机上设定加热温度。

停止加热只需将加热开关断开，或将温控仪温度设定到低于环境温度。

7．正反向驱替

当岩心需要进行正反向驱替时，通过开关夹持器两端的三通阀改变液体流向来实现。详见流程图

8．真空系统

可用于对中间容器抽空装液。

将干岩心装入夹持器，可对岩心抽空饱和水。

打开真空泵开关，连通流程，就可对系统抽空。

当关闭真空泵后，要及时打开阀门放空以防回油。

9．实验评价

各种试验方法详见其实验评价行业标准。