CN101074913A - 一种人造非均质岩心饱和水的实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人造非均质岩心饱和水的实验方法。解决了现有的岩心饱和水的实验方法工作效率低、测试精度低和费用高的问题。该岩心饱和水的实验方法包括下列步骤：(1)测量人造非均质岩心外观长度、宽度和高度，计算岩心几何体积V；(2)使用电子天平称岩心干重G₁；(3)岩心放入含有拟饱和水的容器中，岩心必须被水淹没，然后将容器放入真空干燥箱内，抽空3h；(4)将岩心从容器中取出，使用电子天平称岩心湿重G₂；(5)计算岩心孔隙体积V’和含水饱和度或孔隙度Φ：V’＝G₂－G₁；Φ＝V’/V。该方法具有操作简单、测试精度高和岩心制作费用低的特点。

Description

一种人造非均质岩心饱和水的实验方法

技术领域：

本发明涉及石油开发技术领域一种岩心实验方法，是一种人造非均质岩心饱和水的实验方法。一种人造非均质岩心饱和水的实验方法

背景技术：

随着油田开发规模扩大和时间延长，提高采收率技术研究愈来愈受到重视。在提高采收率技术研究中，人造非均质岩心驱替实验是评价化学驱油剂性能优劣的重要技术手段，实验结果是决定化学驱矿场实施方案的重要依据。

现有物理模型是将人造非均质岩心(几何尺寸：高×宽×长＝4.5cm×4.5cm×30cm或4.5cm×30cm×30cm)用环氧树脂浇铸，只在岩心两个端面预留进出口，模型通过公锥、阀门和管线与外部设备相连，岩心和物理模型实物见图1。

物理模拟实验的重要环节之一是模型抽空饱和水。国内外现有实验过程包括以下几个步骤：第一步，关闭两个阀门中的一个，另一闸门通过管线与真空泵相连。第二步，启动真空泵，保持-0.1MPa下抽空6h以上。第三步，关闭闸门，停止抽真空。第四步，用胶皮软管将模型与刻度玻璃移液管相连，将拟饱和水倒入移液管，排出软管和闸门中的气体。第五步，记录移液管初始液位刻度，打开模型上与移液管相连闸门，直至液位降至最低刻度为止，关闭闸门，添加水至初始液位。重复上述第五步，直至移液管液位不再下降为止。模型饱和水量等于添加水量的总和。

从上述实验过程可以看出，该物理模型饱和水方法存在诸多问题，可以概括为：

1.岩心抽空饱和水所需时间长，效率低；

2.因岩心四周侧面被环氧树脂包裹，部分区域真空度达不到预定值，导致饱和水量不足，进而影响后续实验步骤的测试精度；

3.岩心饱和水量用移液管计量，计量误差大；

4.岩心需要用环氧树脂密封，制作工艺复杂，材料和人工费用高。

发明内容：

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种人造非均质岩心饱和水的实验方法，该方法操作简单、测试精度高和岩心制作费用低。

本发明的技术方案是：该岩心饱和水的实验方法包括下列步骤：

(1)、测量岩心长度、宽度和高度，计算岩心几何体积V；

(2)、使用电子天平称岩心干重G₁；

(3)、岩心放入含有拟饱和水的容器中，岩心必须被水淹没，然后将容器放入真空干燥箱内，抽空3h；

(5)、将岩心从容器中取出，使用电子天平称岩心湿重G₂；

(6)、计算岩心孔隙体积V’和含水饱和度或孔隙度Ф：

                 V’＝G₂-G₁

                 Ф＝V’/V。

与现有的方法比较，本发明具有以下优点：

1.抽空时间由原来的6h缩短为3h，一次抽空岩心从2块增加到4块以上，提高工作效率4倍。

2.岩心完全裸露在真空环境中，岩心各处真空度一致，孔隙饱和水程度高、效果好。

3.采用“称重量法”替代“测体积法”，测试精度由0.1g提高到0.01g，提高测试精度10倍。

4.减小了移液管测试操作强度和工作量。

5.减少了岩心制作环氧树脂密封环节，可以降低材料和人工费用1倍。

6.采用环氧树脂进行密封处理的物理模型，其最高耐压值为1MPa，而本方法要求采用岩心夹持器作为密封手段进行后续实验，耐压值可以提高到10MPa，耐压能力提高10倍。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

在室内温度和常压条件下，水的密度为1g/mL。因此，用测量体积方法测得的水体积mL数等于用电子天平称得的质量或重量g数。

岩心饱和水所涉及仪器和主要功能如下：

1.游标尺：测量岩心几何尺寸。

2.电子天平：测量岩心饱和水前后的干重和湿重。

3.真空干燥箱：提供负压环境，排除岩心中气体，促使拟饱和水进入岩心孔隙。

应用实例1：

“岩心1”为浇铸岩心，“岩心2”为未浇铸岩心。

1几何尺寸测量

利用游标尺测量几何尺寸，“岩心1”的高×宽×长＝4.51cm×4.48cm×30.2cm，其体积为V₁＝610.2mL。“岩心2”的高×宽×长＝4.50cm×4.49cm×30.1cm，其体积为V₂＝608.2mL。

2水体积测量

“岩心1”采用现有实验方法饱和水，移液管测得的水体积为V’_w1＝159.6mL，扣除岩心阀门和端面处滞留的水体积2.3mL，岩心实际饱和水体积为V_w1＝157.3mL。“岩心2”采用本发明方法饱和水，使用电子天平称“岩心2”干重G₁＝1096.21g；“岩心2”放入含有拟饱和水的容器中，然后将容器放入真空干燥箱内，抽空3h；将“岩心2”从容器中取出，使用电子天平称其湿重G₂＝1255.77g；G₂-G₁＝159.56g，饱和水质量为159.56g，若考虑水密度为1g/mL，则饱和水体积为V_w2＝159.56mL。

3孔隙度计算

“岩心1”：φ₁＝V_w1/V₁＝157.3/610.2＝25.5％。

“岩心2”：φ₂＝V_w2/V₂＝159.56/608.2＝26.2％

“岩心1”的孔隙度为25.5％，“岩心2”孔隙度为26.2％。前者比后者低0.7％，表明现有实验方法饱和水不充分。

Claims (1)

1、一种人造非均质岩心饱和水的实验方法，其包括下列步骤：

(1)、测量岩心长度、宽度和高度，计算岩心几何体积V；

(2)、使用电子天平称岩心干重G₁；

(3)、岩心放入含有拟饱和水的容器中，岩心必须被水淹没，然后将容器放入真空干燥箱内，抽空3h；

(4)、将岩心从容器中取出，使用电子天平称岩心湿重G₂；

(5)、计算岩心孔隙体积V′和含水饱和度或孔隙度Φ：

         V′＝G₂-G₁

         Φ＝V′/V。