本發(fā)明涉及實驗儀器領(lǐng)域，具體涉及在石油開采中模擬微生物驅(qū)油作用的三維物理模擬實驗裝置。

背景技術(shù)：

微生物驅(qū)油提高采收率技術(shù)由于其高效、廉價、環(huán)保越來越受到人們的重視。為了進一步深入研究微生物驅(qū)油機理和提高工藝參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確性和可靠性，為此，研制新的微生物驅(qū)油物理模擬系統(tǒng)，利用它可以模擬微生物在多孔介質(zhì)中的生長、繁殖、衰亡和運移規(guī)律，以及激活劑和氧氣消耗、運移規(guī)律，進行微生物驅(qū)油提高采收率機理及注入?yún)?shù)優(yōu)化研究，為微生物驅(qū)提高采收率現(xiàn)場試驗方案設(shè)計提供理論依據(jù)。

由于微生物生長受溫度、壓力、氧氣、激活劑和時間等因素影響，因此，模型設(shè)計考慮模擬地層溫度、壓力、氧氣和激活劑供給，以及微生物在模型管中過流時間等因素，系統(tǒng)能有效模擬微生物在上述條件下在多孔介質(zhì)中的生長、繁殖、衰亡及運移過程。

現(xiàn)有的技術(shù)中沒有一種針對上述進行有效實驗的實驗儀器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置，產(chǎn)品開發(fā)目的：1、可以實時的檢測并存儲各流動參數(shù)，以及各實驗參數(shù)，例如裝液泵排量、恒速泵壓力和排量、溫度、氣體流速、模型管沿程各測點的壓力等；2、沿程取樣點取樣方便，并可以實現(xiàn)無菌、帶壓、密閉取樣。

本發(fā)明提供了下述技術(shù)方案：微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置，包括預(yù)處理模塊、流體模塊、模型本體總成、產(chǎn)出液計量模塊、計算機測控模塊、供電電源模塊、實驗輔助模塊，所述模型本體總成包括活塞壓板、主活塞、壓緊活塞、高壓腔體、下壓板，所述主活塞與所述活塞壓板固定連接，所述高壓腔體與所述下壓板固定連接，所述主活塞與所述高壓腔體活塞配合，所述壓緊活塞與所述高壓腔體活塞配合，所述壓緊活塞與所述活塞壓板固定連接，所述高壓腔體設(shè)有兩只的進氣口；所述主活塞、高壓腔體、下壓板三者圍成樣品腔，所述樣品腔中置有泥砂、原油、水、高壓氣混合物。

所述活塞壓板、主活塞、下壓板均為矩形拉伸體，所述下壓板設(shè)有與所述樣品腔連通的第一取樣口；所述活塞壓板設(shè)有與所述樣品腔連通的第二取樣口；所述下壓板還設(shè)有與所述樣品腔連通的測壓口、井口；所述下壓板劃分成至少四塊的矩形的第一區(qū)塊，所述第一取樣口位于所述第一區(qū)塊的中心；所述活塞壓板1劃分成至少四只的矩形的第二區(qū)塊，所述第二取樣口位于所述第二區(qū)塊的中心。

所述模型本體總成置于恒溫箱內(nèi)。

所述微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置還包括高壓氣瓶、地層水中間容器、原油中間容器、微生物中間容器、激活劑中間容器，所述高壓氣瓶、地層水中間容器、原油中間容器、微生物中間容器、激活劑中間容器與所述模型本體總成相連。

所述壓緊活塞的數(shù)量為20只。

本發(fā)明的有益效果如下：所述模型本體總成包括活塞壓板1、主活塞2、壓緊活塞3、高壓腔體4、下壓板5，主活塞2與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4與下壓板5固定連接，主活塞2與高壓腔體4活塞配合，壓緊活塞3與高壓腔體4活塞配合，壓緊活塞3與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4設(shè)有兩只的進氣口11；主活塞2、高壓腔體4、下壓板5三者圍成樣品腔6，樣品腔6中置有泥砂、原油、水、高壓氣混合物，本裝置結(jié)構(gòu)緊密。

本技術(shù)方案在于給模型本體總成輸入氣、水、油、砂；并提供高壓；通過恒溫箱提供恒定的溫度。并且輸入適當(dāng)?shù)奈⑸?；從而真實再現(xiàn)了地下情況，模擬微生物的驅(qū)油作用對石油開采的影響。可以實時的檢測并存儲各流動參數(shù)，以及各實驗參數(shù)，例如裝液泵排量、恒速泵壓力和排量、溫度、氣體流速、模型管沿程各測點的壓力等。沿程取樣點取樣方便，并可以實現(xiàn)無菌、帶壓、密閉取樣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述模型本體總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本模型本體總成的立體示意圖。

圖4是圖1的仰視圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。

圖1、2、3、4中：活塞壓板1、主活塞2、壓緊活塞3、高壓腔體4、下壓板5、樣品腔6、第一取樣口7、第二取樣口8、測壓口9、井口10、進氣口11、恒溫箱12、高壓氣瓶13、地層水中間容器14、原油中間容器15、微生物中間容器16、激活劑中間容器17、注入泵18、覆壓泵19、第一緩沖容器20、第二緩沖容器21、第二緩沖容器22、氣液分離計量管23、回壓閥24。

微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置，包括預(yù)處理模塊、流體模塊、模型本體總成、產(chǎn)出液計量模塊、計算機測控模塊、供電電源模塊、實驗輔助模塊，所述模型本體總成包括活塞壓板1、主活塞2、壓緊活塞3、高壓腔體4、下壓板5，主活塞2與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4與下壓板5固定連接，主活塞2與高壓腔體4活塞配合，壓緊活塞3與高壓腔體4活塞配合，通過壓緊活塞3與高壓腔體4的配合，在通過下述進氣口11充入高壓氣體，實施主活塞2與下壓板5之間的封閉和打開。如圖所示所述進氣口11含有兩只，兩只的所述進氣口11交替使用，實現(xiàn)本模型本體總成的密封和打開，原理是氣動加壓原理。

壓緊活塞3與活塞壓板1固定連接，高壓腔體4設(shè)有兩只的進氣口11；主活塞2、高壓腔體4、下壓板5三者圍成樣品腔6，樣品腔6中置有泥砂、原油、水、高壓氣混合物。

活塞壓板1、主活塞2、下壓板5均為矩形拉伸體，下壓板5設(shè)有與樣品腔6連通的第一取樣口7；活塞壓板1設(shè)有與樣品腔6連通的第二取樣口8；下壓板5還設(shè)有與樣品腔6連通的測壓口9、井口10；下壓板5劃分成至少四塊的矩形的第一區(qū)塊，第一取樣口7位于第一區(qū)塊的中心；活塞壓板1劃分成至少四只的矩形的第二區(qū)塊，第二取樣口8位于第二區(qū)塊的中心。第一取樣口7為含油飽和度取樣點，將本體平均劃分成36個區(qū)域，在每個區(qū)域的中間位置設(shè)置取樣口，共36個取樣口，液體取樣口位于模型本體正上方。第二取樣口8為氣液取樣點，將本體平均劃分成9個區(qū)域，在每個區(qū)域的中間位置設(shè)置取樣口，共9個取樣口，液體取樣口位于模型本體正下方。測壓點設(shè)定21個測壓口，測壓口位于模型本體正上方；井口為九點法，井距離模型邊15mm，可模擬一注四采。

模型本體總成置于恒溫箱12內(nèi)。

微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置還包括高壓氣瓶13、地層水中間容器14、原油中間容器15、微生物中間容器16、激活劑中間容器17，高壓氣瓶13、地層水中間容器14、原油中間容器15、微生物中間容器16、激活劑中間容器17與模型本體總成相連。地層水中間容器14、原油中間容器15均采用兩只。從而能進行交替使用，微生物中間容器16用于向模型本體總成中輸入微生物，激活劑用于激發(fā)微生物的活性、促進微生物的作用速率，加快實驗進程。

微生物驅(qū)油作用三維物理模擬實驗裝置還包括注入泵18、覆壓泵19、第一緩沖容器20、第二緩沖容器21、第二緩沖容器22、氣液分離計量管23，氣液分離計量管23管接回壓閥24，回壓閥24管接模型本體總成，回壓閥24連接第二緩沖容器22，覆壓泵19連接恒溫箱12。

壓緊活塞3的數(shù)量為二十只。通過對模型四周二十個壓緊活塞3加壓，壓模型大活塞，模型大活塞再壓緊填砂；小活塞直徑75mm，模型面積與20個小活塞面積比為7.247。加壓密封強勁。

在確保實現(xiàn)系統(tǒng)各項功能的前提下，做到系統(tǒng)長時間運行可靠、穩(wěn)定和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。實驗操作可以實現(xiàn)無人值守，數(shù)據(jù)采集，實驗操作均可由工控計算機自動控制。整套系統(tǒng)外觀美化、操作方便、實用、噪音低、無環(huán)境污染。

技術(shù)參數(shù)：1、模型本體總成耐壓3mpa，規(guī)格800×800×50mm；2、注入泵18為恒速恒壓泵：量程20ml/min，工作壓力50mpa，流量控制精度±0.1%；3、恒溫箱：2組，控溫范圍：室溫～150℃，控溫精度±0.1℃，噪聲<60分貝。4、電源：交流380v，功率15kw。

地層水中間容器：活塞式，容積10l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量2臺。材質(zhì)：316不銹鋼

原油中間容器：活塞式，容積10l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量2臺。材質(zhì)：316不銹鋼

微生物中間容器：活塞式，容積5l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量1臺。材質(zhì)：316不銹鋼。

激活劑中間容器：活塞式，容積5l，壓力32mpa，帶加熱控溫系統(tǒng)，超溫保護系統(tǒng)，溫控范圍室溫-150℃，控溫精度±0.5℃。數(shù)量1臺。材質(zhì)：316l不銹鋼。