恒定流量和恒定压力泵在深层花岗岩化学刺激中的主要作用是以极其稳定的速率将化学刺激剂或超纯水注入岩心。这种精度是维持模拟储层压力环境和准确测量岩石对化学处理的物理响应的机械先决条件。
核心要点：在深层花岗岩实验中，科学有效性依赖于区分机械噪声和实际物理变化。这些泵提供了严格的流量控制，这是应用达西定律所必需的，使研究人员能够精确量化化学反应如何在高温高压下改变岩石渗透率。
精确模拟的力学原理
精确的流体注入
泵的基本任务是将流体——特别是化学刺激剂或超纯水——输送到岩心中。在深层花岗岩模拟中，系统必须克服显著的背压才能模拟地下的深层条件。
保持稳定性
这些实验的成功不仅仅需要高压；它需要高稳定性。无论致密的で花岗岩地层提供多大的阻力，泵都必须保持不偏离的流速。
实现科学测量
达西定律的基础
计算“等效渗透率”是这些实验的最终目标。该计算直接源自达西定律。
由于达西定律依赖于流速和压降之间的关系，因此精确的流量控制是不可或缺的。如果流速发生有效波动，计算渗透率的数学基础就会崩溃。
捕捉微小波动
花岗岩是一种致密、低渗透性的岩石，这意味着其结构的变化可能是微妙的。化学刺激会引起矿物溶解（孔隙扩张）或沉淀（孔隙堵塞）。
这些物理变化会导致渗透率发生微小波动。高精度泵可确保这些微小变化被数据捕获，而不是丢失在不稳定的注入系统产生的噪声中。
理解权衡
灵敏度与鲁棒性
虽然这些泵提供了深层花岗岩工作所需的高精度，但它们是精密仪器。为了维持所需的“高度稳定的流速”，系统必须没有气泡和泄漏。即使是轻微的机械偏差，在数据中也可能看起来像地质变化。
精度的成本
在深层花岗岩模拟所需的高压下实现真正无脉冲、恒定的流量通常需要复杂的双活塞或注射器泵设计。与标准工业泵相比，这种复杂性增加了设置时间和维护要求。
为您的实验做出正确选择
为确保您的岩心驱替实验产生有效数据，请根据您的具体分析目标来调整您的设备使用：
- 如果您的主要重点是渗透率计算：确保泵的流速稳定性规格足够高，以消除达西定律计算中的流动噪声。
- 如果您的主要重点是化学反应分析：验证泵材料是否与所使用的特定化学刺激剂兼容，以防止腐蚀改变注入速率。
您的渗透率数据的完整性直接与注入泵的稳定性成正比。
总结表：
| 特征 | 在深层花岗岩实验中的功能 | 科学影响 |
|---|---|---|
| 精确注入 | 以固定速率向高背压注入刺激剂/水 | 准确模拟深层储层环境 |
| 流速稳定性 | 在流体输送过程中消除脉冲和机械噪声 | 确保达西定律计算的有效性 |
| 压力控制 | 维持恒定压力以模拟地下条件 | 允许检测微小的渗透率波动 |
| 材料完整性 | 抵抗化学刺激剂的腐蚀 | 防止系统故障并保持流体纯度 |
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参考文献
- Zhenpeng Cui, Bo Feng. Experimental Study on the Effect and Mechanism of Chemical Stimulation on Deep High-Temperature Granite. DOI: 10.3389/feart.2022.893969
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
