致密储层流体相态实验模型及致密储层流体相态实验方法

技术特征：
1.一种致密储层流体相态实验模型，其中，该模型包括透明基质；所述透明基质内部设置相态实验区、第一流体通道和第二流体通道；所述透明基质设置有第一流体注入孔和第一流体排出孔；其中，所述相态实验区包括至少两个不相交的微米尺度通道和至少两个不相交的纳米尺度通道；所述微米尺度通道的宽度和深度均为微米级，所述微米尺度通道的深度均为纳米级；所述第一流体通道、第二流体通道的宽度和深度均为微米级；各微米尺度通道的入口端分别与所述第一流体通道连接，各微米尺度通道的出口端分别与所述第二流体通道连接；各纳米尺度通分别与微米尺度通道连接；所述第一流体注入孔与所述第一流体通道连通，用以实现为第一流体通道供给流体；所述第一流体排出孔与所述第二流体通道连通，用以实现排出来自第二流体通道的流体。2.根据权利要求1所述的模型，其中，存在纳米尺度通道设置于相邻的微米尺度通道之间且连接这对相邻的微米尺度通道；优选地，各纳米尺度通道均设置于相邻的微米尺度通道之间且连接这对相邻的微米尺度通道；更优选地，各相邻的微米尺度通道之间分别设置有连接此相邻的微米尺寸通道的纳米尺度通道；更优选地，存在相邻的微米尺度通道之间设置有至少两个纳米尺度通道；进一步优选地，设置于同一组相邻的微米尺度通道之间的各纳米尺度通道相互平行。3.根据权利要求1或2所述的模型，其中，各微米尺度通道相互平行；各纳米尺度通道与微米尺度通道垂直。4.根据权利要求1-3任一项所述的模型，其中，存在两个纳米尺度通道与一个微米尺度通道相连接形成十字形通道；优选地，当微米尺度通道两侧均设置与其连接的纳米尺度通道时，该微米尺度通道与其两侧的纳米尺度通道连接形成的通道均为十字形通道。5.根据权利要求1所述的模型，其中，所述透明基质内部进一步设置第一储液池，所述第一储液池与所述第一流体通道的入口端连接；优选地，所述第一储液池的宽为1mm以上、深度为100μm以上；优选地，所述透明基质内部进一步设置第一注入流体通道，所述第一注入流体通道的一端与所述第一储液池连接、另一端与所述第一流体注入孔连接；优选地，所述透明基质进一步设置第二流体排出孔，所述透明基质内部进一步设置第二排出流体通道，所述第二排出流体通道设置于相态实验区与第一储液池之间，且所述第二排出流体通道的一端与所述第一流体通道连接、另一端与所述第二流体排出孔连接；所述透明基质内部进一步设置第二储液池，所述第二储液池与所述第二流体通道的出口端连接；优选地，所述第二储液池的宽为1mm以上、深度为100μm以上；优选地，所述透明基质进一步设置第二流体注入孔，所述透明基质内部进一步设置第二注入流体通道，所述第二注入流体通道的一端与所述第二储液池连接、另一端与所述第二流体注入孔连接；优选地，所述透明基质内部进一步设置第一排出流体通道，所述第一排出流体通道设置于相态
实验区与第二储液池之间，且所述第一排出流体通道的一端与所述第二流体通道连接、另一端与所述第一流体排出孔连接；优选地，所述透明基质内部进一步设置绝缘阻隔区；所述透明基质进一步设置绝缘阻隔区气体注入孔，所述绝缘阻隔区气体注入孔与所述绝缘阻隔区连通；所述绝缘阻隔区设置于所述相态实验区与所述第一储液池之间，和/或，所述绝缘阻隔区设置于所述相态实验区与所述第二储液池之间。6.根据权利要求1所述的模型，其中，相态实验区中的微米尺度通道的内表面采用碳酸钙涂层修饰；优选地，所述碳酸钙涂层的厚度为100nm-300nm；所述透明基质为石英材质。7.根据权利要求1-6任一项所述的模型，其中，所述微米尺度通道的宽度为2μm-100μm、深度为1μm-10μm；所述纳米尺度通道的宽度为微米级；优选地，所述纳米尺度通道的宽度为2μm-10μm；所述纳米尺度通道的深度为10nm-700nm；各所述流体通道的深度为20-50μm、宽度为100-300μm。8.根据权利要求1-7任一项所述的模型，其中，所述纳米尺度通道底部采用氮化硅涂层修饰；优选地，所述模型通过下述方式制备得到：片材获取步骤：获取两块透明基质片材分别作为透明基质基底片片材和透明基质盖片片材；透明基质基底片片材修饰：在透明基质基底片片材一个表面上修饰一层氮化硅层，在氮化硅层上进一步修饰一层二氧化硅层，得到修饰后的透明基质基底片片材；其中，所述二氧化硅层的厚度与纳米尺寸通道的深度相同；透明基质基底片获取步骤：在修饰后的透明基质基底片片材上，以修饰了氮化硅层和二氧化硅层的一面为刻画面进行所述透明基质内部设置的结构的刻画，得到透明基质基底片；透明基质盖片获取步骤：对透明基质盖片片材进行穿孔得到各所述注入孔和各所述排出孔，进而得到透明基质盖片；模型封装步骤：将透明基质盖片与透明基质基底片紧密贴合，完成模型封装；可选择地碳酸钙涂层修饰步骤：对透明基质内部设置的微米尺度通道的内表面涂敷碳酸钙涂层。9.一种致密储层流体相态实验方法，其中，该方法使用权利要求1-8任一项所述的致密储层流体相态实验模型进行，其中，该方法包括：致密储层流体相态实验模型进行实验流体饱和；在不同实验温度下，分别向饱和实验流体后的致密储层流体相态实验模型注入实验流体至模型内实验流体达到不同的实验压力，显微镜下观察不同实验温度、不同实验压力下微米尺度通道和纳米尺度通道内实验流体相态的变化并进行记录；基于不同实验温度、不同实验压力下微米尺度通道和纳米尺度通道内实验流体相态的变化，确定实验流体的相态曲线。10.一种致密储层流体相态实验方法，其中，该方法使用权利要求1-8任一项所述的致
密储层流体相态实验模型进行，该方法包括：致密储层流体相态实验模型进行第一实验流体饱和；在实验温度下，向饱和第一实验流体后的致密储层流体相态实验模型注入第二实验流体至第二实验流体充满模型内微米尺度通道的一半体积时停止；然后同时恒速注入第一实验流体和第二实验流体直至模型内流体达到实验压力，显微镜下观察微米尺度通道和纳米尺度通道内第一实验流体和第二实验流体的两相界面并进行记录；基于微米尺度通道和纳米尺度通道内第一实验流体和第二实验流体的两相界面情况，确定第一实验流体和第二实验流体的混相情况。

技术总结
本发明提供了一种致密储层流体相态实验模型及致密储层流体相态实验方法。该模型包括透明基质；透明基质内部设置相态实验区、第一流体通道和第二流体通道；所述透明基质设置有第一流体注入孔和第一流体排出孔；相态实验区包括至少两个不相交的微米尺度通道和至少两个不相交的纳米尺度通道；微米尺度通道的宽度和深度均为微米级，微米尺度通道的深度均为纳米级，第一流体通道、第二流体通道的宽度和深度为微米级；各微米尺度通道的入口端分别与第一流体通道连接、出口端与第二流体通道连接；各纳米尺度通分别与微米尺度通道连接；第一流体注入孔与第一流体通道连通；第一流体排出孔与所述第二流体通道连通。与所述第二流体通道连通。与所述第二流体通道连通。


技术研发人员：徐飞 李俊键 刘奔 于馥玮 马梦琪 姜汉桥 苏航 张宝瑞 贾洪革 汪绪刚 周福建 吴立新
受保护的技术使用者：中国石油大学(北京)
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2022/5/5