本发明涉及一种高温高压岩心渗吸实验装置及方法，属于油气田开发渗吸采油技术领域。
背景技术
致密油气藏等非常规油气资源开发规模日益扩大，其高效开发技术是当前研究的技术热点。该类油藏由于储层致密、基质渗透率差，常规开采技术效果适应性较差，与此同时该类储层孔喉细小、毛管力强，因此利用毛管力作用通过渗吸进行油水置换是该类油藏重要机理和手段。
目前对于渗吸采油的实验研究多在常压条件下利用玻璃渗吸瓶等设备进行，与实际油藏高温高压环境相差较大，实验可靠性难以保证。此外通过体积法对渗吸出的油量进行计量也由于出油量少易受原油于容器壁面的挂壁效应影响而精度较差。此外还有通过质量法对渗吸出的油量进行计量的实验方法，但相关设备实现高温高压条件下实时连续计量时，存在设备设施复杂或耐温耐压强度较低等问题。因此有必要设计一种操作简单、耐温耐压可靠、计量准确的高温高压岩心渗吸测试装置及其实验方法，以实现岩心油藏条件下模拟渗吸及其准确计量。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种高温高压岩心渗吸实验装置。
本发明还提供一种利用上述实验装置在高温高压下进行岩心渗吸的实验方法。
本发明的技术方案如下：
一种高温高压岩心渗吸实验装置，包括渗吸测试系统、压力供给系统和温度控制系统；
渗吸测试系统包括渗吸室壳体、测试岩心和测试缸，测试岩心和测试缸置于渗吸室内，测试缸包括缸体以及位于缸体内的活塞，测试岩心悬挂在活塞底部，缸体与渗吸室壳体通过连通管线接通；
压力供给系统包括依次连接的储液桶、恒流泵、中间容器，中间容器通过供液管线与渗吸室连通；
温度控制系统包括依次连接的加热线缆、温度控制仪、温控电偶和温控电偶腔，加热线缆与渗吸室壳体底部的加热口连接，温控电偶腔一端插入渗吸室壳体内。
优选的，渗吸室壳体的底部开设有排液口。
优选的，渗吸室壳体的上方设有第一压力表，第一压力表通过测压管线与测试缸连接且测压管线上安装有第一阀门。
优选的，渗吸室壳体的一侧设有第二压力表，第二压力表通过测压管线与渗吸室连接且测压管线上安装有第二阀门。
优选的，恒流泵与中间容器之间连接的管线上安装有第三阀门。
优选的，中间容器内设有一分隔活塞，分隔活塞将中间容器内腔分成上下两个腔室，上腔室与渗吸室连接，下腔室与恒流泵连接。
优选的，缸体与渗吸室壳体之间的连通管线上安装有第四阀门。
优选的，测试岩心与活塞之间通过挂钩连接。
一种在高温高压环境下进行岩心渗吸实验的方法，利用上述的实验装置，包括以下步骤：
(1)准备实验材料：准备多个实验用岩心试样，测试记录岩心试样基本参数，并按照实验目的对岩心试样进行相应介质的饱和；根据实验要求配制不同的渗吸液；
(2)连接实验装置：将步骤(1)的岩心试样悬挂在活塞底部，加热口通过加热线缆连接温度控制仪，温度控制仪分别连接渗吸室壳体的加热口和热电偶，热电偶一端插入温控电偶腔；恒流泵入口连接储液桶、出口连接中间容器，中间容器内的上腔室装有步骤(1)配制的渗吸液并与渗吸室连接；
(3)向渗吸室供液：通过恒流泵向渗吸室内泵入渗吸液，直至渗吸液充满渗吸室；
(4)调节实验压力、温度：待渗吸室内充满渗吸液并达到实验要求压力后停泵；设定实验要求的温度，快速加热渗吸室及其内的渗吸液，关闭第四阀门；
(5)记录实验过程：实验开始，每一分钟读取一次第一压力表和第二压力表的示数，一小时后每10分钟读取一次，两小时后每60分钟读取一次；
(6)实验结束：按照实验要求完成实验后，关闭实验设备，取出岩心试样，最后清洁实验设备待下次实验使用。
优选的，还包括步骤(7)实验结果分析处理：按照式(ⅰ)求取岩心试样质量，并对实验结果进行相应分析
式中：m-渗吸过程岩心质量(g)；p1-测试缸活塞下端压力(pa)；
p2-测试缸活塞上端压力(pa)；a-活塞上(下)截面面积(cm2)；
f-测试缸活塞与缸体间最大静摩擦力(10-3n)；g-重力加速度(9.8m/s2)；
ρ-渗吸液密度(g/cm3)；v-岩心、活塞及挂钩总视体积(cm3)；
m1-活塞与挂钩总质量(g)。
本发明的有益效果在于：
本发明岩心渗吸实验装置为在高温高压环境下进行岩心渗吸实验提供了有效的实验设备，利用该实验装置能较好地模拟油藏环境下岩心的高温、高压渗吸过程。通过本发明实验方法读取测试缸活塞上下部压力差来换算得到测试岩心的实时质量，整个实验方法操作简单，测试结果准确，为在高温高压环境下的岩心渗吸实验结果分析提供了准确的数据。
附图说明
图1为本发明岩心渗吸实验装置的结构示意图；
其中：1、第一压力表；2、第一阀门；3、渗吸室壳体；4、第二压力表；5、第二阀门；6、测试岩心；7、温控电偶腔；8、温控电偶；9、温度控制仪；10、加热线缆；11、加热口；12、支架；13、工作液；14、第三阀门；15、恒流泵；16、渗吸液；17、中间容器；18、供液管线；19、第四阀门；20、连通管线；21、岩心挂钩；22、活塞挂钩；23、活塞；24、缸体；25、测压管线；26、排液口；27、储液桶。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种高温高压岩心渗吸实验装置，其主要包括渗吸测试系统、压力供给系统和温度控制系统三部分，其中：
渗吸测试系统包括渗吸室壳体3、测试岩心6和测试缸，渗吸室壳体3内的空腔为渗吸室，测试岩心6和测试缸置于渗吸室内，测试缸包括缸体24以及位于缸体内的活塞23，测试岩心6悬挂在活塞23底部，缸体24与渗吸室壳体3通过连通管线20接通；
压力供给系统包括依次连接的储液桶27、恒流泵15、中间容器17，中间容器17通过供液管线18与渗吸室连通；储液桶27中装有工作液，中间容器17内有一分隔活塞将中间容器内腔分成上下两个腔室，恒流泵15的出口与中间容器17的下腔室连通，中间容器的上腔室装有渗吸液。
温度控制系统包括依次连接的加热线缆10、温度控制仪9、温控电偶8和温控电偶腔7，加热线缆10与渗吸室壳体底部的加热口11连接，渗吸室壳体3内置有加热线圈，温控电偶腔7一端插入渗吸室壳体3内，温控电偶8插入到温控电偶腔7内。
渗吸室壳体3的上方设有第一压力表1，第一压力表1通过测压管线25与测试缸连接且测压管线上安装有第一阀门2。渗吸室壳体的一侧设有第二压力表4，第二压力表4通过测压管线与渗吸室连接且测压管线上安装有第二阀门5。缸体24与渗吸室壳体3之间的连通管线上安装有第四阀门19。
恒流泵15与中间容器17之间连接的管线上安装有第三阀门14。储液桶27与恒流泵15之间连接的管线上安装有阀门。
另外，渗吸室壳体3墩座在一支架12上，渗吸室壳体的底部开设有排液口26，后期可以将实验完成后的废液排出。
该套实验装置的工作原理：通过压力供给系统与温度控制系统提供岩心渗吸的油藏温度和压力条件，岩心渗吸过程中油水置换导致岩心重力发生变化，这一变化可以通过与岩心相连的测试缸活塞上下压差实时反映出来，从而实现油藏条件下岩心渗吸过程的实时、连续测试。测试过程开始前通过恒流泵向渗吸室内注入渗吸液并达到实验要求压力；通过温度控制仪及其配套温控电偶来加热渗吸室至实验要求温度，并保持恒温；测试过程关闭渗吸室-测试缸连通阀门，使测试缸活塞上部和下部成为两个独立的压力环境；实验过程中随着渗吸作用的进行测试岩心的质量发生变化，引起测试缸活塞上部和下部的压力差发生变化，通过读取第一压力表和第二压力表即可获得测试缸活塞上、下部的压力及其差值，从而通过相关关系式求得测试岩心的实时质量。
实施例2：
如实施例1所述的高温高压岩心渗吸实验装置，其不同之处在于：测试岩心6与活塞之间通过挂钩连接。活塞23底端连接一活塞挂钩22，测试岩心6顶端连接一岩心挂钩21，岩心挂钩21和活塞挂钩22勾连在一起，这样可以很方便地更换不同的测试岩心，方便进行不同的实验。
实施例3：
一种在高温高压环境下进行岩心渗吸实验的方法，利用实施例1所述的实验装置，包括以下步骤：
(1)准备实验材料：准备多个实验用岩心试样备用，测试记录岩心试样基本参数，基本参数包括孔隙度、渗透率，并按照实验目的对岩心试样进行相应介质的饱和(可建立束缚水,或仅饱和模拟油)；根据实验要求配制不同的渗吸液(渗吸液可选用不同矿化度水溶液、表面活性剂溶液、生物酶溶液)；
(2)连接实验装置：将步骤(1)的岩心试样悬挂在活塞底部，加热口通过加热线缆连接温度控制仪，温度控制仪分别连接渗吸室壳体的加热口和热电偶，热电偶一端插入温控电偶腔；恒流泵入口连接储液桶、出口连接中间容器，中间容器内的活塞上部装有步骤(1)配制的渗吸液并与渗吸室连接；
(3)向渗吸室供液：打开第三阀门，通过恒流泵向渗吸室内泵入渗吸液；
(4)调节实验压力、温度：待渗吸室内充满渗吸液并达到实验要求压力后停泵；设定实验要求的温度，快速加热渗吸室及其内的渗吸液，关闭第四阀门；
(5)记录实验过程：实验开始，每一分钟读取一次第一压力表和第二压力表的示数，一小时后每10分钟读取一次，两小时后每60分钟读取一次；
(6)实验结束：按照实验要求完成实验后，关闭实验设备，取出岩心试样，最后清洁实验设备待下次实验使用。
(7)实验结果分析处理：按照式(ⅰ)求取岩心试样质量，并对实验结果进行相应分析
式中：m-渗吸过程岩心质量(g)；p1-测试缸活塞下端压力(pa)；
p2-测试缸活塞上端压力(pa)；a-活塞上(下)截面面积(cm2)；
f-测试缸活塞与缸体间最大静摩擦力(10-3n)；g-重力加速度(9.8m/s2)；
ρ-渗吸液密度(g/cm3)；v-岩心、活塞及挂钩总视体积(cm3)；
m1-活塞与挂钩总质量(g)。
通过以上实验方法，可实时得到测试岩心的质量，进而可通过相关分析模拟不同高温高压环境下岩心渗吸的实验研究。