高温高压多功能岩心硫沉积测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种高温高压多功能岩心硫沉积测试装置及方法，所述的硫沉积测试装置包括驱替系统、地层条件模拟系统、数据采集系统和数据处理系统；所述的硫沉积测试方法包括测试环境构建、在线测量元素硫沉积量、在线观察元素硫沉积过程和硫沉积前后岩样渗透率变化测试等步骤。本发明的有益效果是实现了真实岩心硫沉积形成过程的可视化展示、硫沉积量的实时在线测量和因硫沉积引起岩心渗透率变化的动态计算，能够实时准确动态评价硫沉积对储层渗透率的伤害程度，具有自动化程度高、安全性好、准确度高、耐高温高压、抗腐蚀强等优势。

主权项

高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：它包括驱替系统、地层条件模拟系统、数据采集系统和数据处理系统；所述的驱替系统包括取样器（1）、配样器（2）、气体增压泵（3）、恒速恒压泵（4）和中间容器（5），取样器（1）的取样口通过管路与配样器（2）的进样口连接，气体增压泵（3）的出口通过管路并联到配样器（2）的进样口；恒速恒压泵（4）的出口通过管路连接中间容器（5）的下端入口，气体增压泵（3）的出口还通过管路与中间容器（5）的上端入口连接，配样器（2）和中间容器（5）的出口通过管路与地层条件模拟系统连接；所述地层条件模拟系统包括恒温箱（6）、岩心夹持器（7）和高压视窗（8），岩心夹持器（7）和高压视窗（8）均置于恒温箱（6）内，岩心夹持器（7）和高压视窗（8）的进样口通过管路与驱替系统的配样器（2）的出口和中间容器（5）的上端入口连接；所述高压视窗（8）包括上压盖（26）、下压盖（27）、进气口（28）、出气口（29）、填砂腔体（30）、观察窗口（31）和支撑架（32），填砂腔体（30）固定在支撑架（32）上，进气口（28）和出气口（29）分别位于填砂腔体（30）的两端并连通，观察窗口（31）位于填砂腔体（30）上方，上压盖（26）和下压盖（27）通过螺栓固定在支撑架（32）的上下部；所述的数据采集系统包括至少两个压力传感器（9）、温度传感器（25）、在线计量天平（10）和高清摄像机（12），压力传感器（9）分别置于岩心夹持器（7）的输入管路和输出管路，温度传感器（25）的探头置于恒温箱（6）的中部，岩心夹持器（7）悬吊于在线计量天平（10）下端的吊钩上，高清摄像机（12）置于恒温箱（6）外，压力传感器（9）、温度传感器（25）、在线计量天平（10）和高清摄像机（12）的输出分别与数据处理系统连接；所述的数据处理系统包括至少一台计算机（15）、置于计算机（15）内的数据采集板（14）和视频采集卡（16）以及运行在计算机（15）上的数据处理软件，计算机（15）通过数据采集板（14）的多路采集口分别与压力传感器（9）、温度传感器（25）和在线计量天平（10）的输出连接，计算机（15）通过视频采集卡（16）与高清摄像机（12）的输出连接。2．根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的驱替系统还包括两个手摇泵（17）和一个回压阀（18），手摇泵（17）的出口通过管路分别与岩心夹持器（7）的围压口和回压阀（18）的控制口连接；回压阀（18）的输入端口与岩心夹持器（7）和高压视窗（8）的输出管路连接，回压阀（18）的输出端口与分离器（22）的接口连接。3、根据权利要求2所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的数据采集系统还包括高精度天平（11），高精度天平（11）与分离器（22）连接。4、根据权利要求2所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的数据采集系统还包括至少一个流量计，流量计为大量程流量计（13）、中量程流量计（23）或小量程流量计（24）之一种或一种以上；流量计的入口端均通过管路与分离器（22）气体出口端连接，流量计的出口端通过排出管线连接到中和池，流量计的信号系统与数据采集板（14）连接。5．根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的恒温箱（6）和配样器（2）外面均设有隔离钢化玻璃罩，玻璃罩的上端设有硫化氢气体泄漏报警装置和防爆排风扇。6．根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的恒温箱（6）采用全密闭电热管加热。7．根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：整个装置的每一段管路均设有调节阀门（19），输入管路中均设有安全阀（21），岩心夹持器（7）设有放空阀（20），放空阀（20）的出口通过排出管线连接到外部中和池。8．高温高压多功能岩心硫沉积测试方法，其特征在于：它包括以下步骤：① 测试环境构建：建立基于由权利要求1所述的驱替系统、地层条件模拟系统、数据采集系统和数据处理系统组成的测试环境；② 在线测量元素硫沉积量：未通酸性气样前首先采用在线计量天平（10）测量含岩样的岩心夹持器（7）净重，然后打开阀门，将配样器（2）或中间容器（5）中的高含硫化氢气样注入岩样中，连续降低岩心夹持器（7）内部温度或压力，在线计量含元素硫沉积岩样的岩心夹持器的重量，其与净重的差值即是元素硫的沉积量；③ 在线观察元素硫沉积过程：让高含硫化氢气样流经高压视窗（8），高清摄像头透过恒温箱（6）的可视窗摄像高压视窗中硫沉积过程，并在计算机（15）的控制下定时连续抓拍图片； ④ 硫沉积前后的渗透率变化测试：未通酸性气样前，先用氮气测试岩样绝对渗透率，再将配样器（2）或中间容器（5）中的高含硫化氢气样注入岩样中，连续降低岩心夹持器（7）内部温度或压力，与此同时动态测定含元素硫沉积岩样两端的压力，实时计算气体的粘度、体积系数和偏差因子，再根据达西定律实时计算含元素硫沉积岩样的气测渗透率，动态评价硫沉积对岩样渗透率的伤害程度。