CN102071923A

CN102071923A - 岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备

Info

Publication number: CN102071923A
Application number: CN2010105625631A
Authority: CN
Inventors: 侯读杰; 张金川; 商鹏; 张小涛; 侯凯文; 薛冰; 史玉玲
Original assignee: 侯读杰
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明是有关于一种岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备。该方法包括：将岩芯放入岩芯逐次洗提器中；施加围压；沿岩芯逐次洗提器轴向注入溶液；根据设定的时间和转速收集被驱替出的原油。该岩芯逐次洗提器，包括桶体、盖体和防腐密封层；防腐密封层包围形成岩芯容腔，并与桶体内壁之间形成密封间隙；盖体和桶底上设有连通外界与岩芯容腔的孔；桶体侧壁上设有连通外界与密封间隙的孔。该设备包括恒流泵、岩芯逐次洗提器、围压加压器和收集装置，恒流泵、收集装置与岩芯容腔连通；围压加压器与密封间隙连通。本发明可分别驱替不同期次的岩芯残余油，以便推测油气成熟度以及充注期次等指标，从而真实准确的模拟油气成藏史。

Description

岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备

技术领域

本发明涉及岩芯洗提领域，特别是涉及一种岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备。

背景技术

岩芯洗提是油田勘探开发的基础工作，过去主要采用的脂肪抽提洗油方式，存在洗油效率低、周期长、有毒试剂挥发量大、安全性能差等方面的缺陷。近年来较为高效的洗油方法主要是驱替法、离心机法和高温高压法，例如，目前国内较常用的方法，是将岩芯研磨成碎屑，用石油醚浸泡萃取汲取上层清液，而后进行相应地球化学分析。但是，无论采用哪种方法，都存在如下缺陷：

1、现有的洗提方法只能提供各个成藏期次的混合原油，不能将不同期次的原油逐次驱替分离；

2、相应的后期检测也只能检测一段岩芯的平均混合组分，不能反映油气充注期次，而不同期次的原油组分和地球化学特征是存在着明显差异的，因此，按照现有方法洗提的混合原油和已探测或者产出的石油在成分上也存在差异；

3、现有的试验方法易受外界因素影响，一旦空气中含有的烃类成分吸附于碎屑上，将影响实验结果，而岩芯在研磨时也会受到外界的影响。

由此可见，现有的岩芯洗提方法和仪器仍存在有缺陷，而亟待加以改进，如何能创设一种可分别驱替不同期次的岩芯残余油，以便推测油气成熟度以及充注期次等指标，从而真实准确的模拟油气成藏史的新的岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备，实属当前本领域的重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种岩芯逐次洗提方法、岩芯逐次洗提器及其组成的设备，使其可分别驱替不同期次的岩芯残余油，以便推测油气成熟度以及充注期次等指标，从而真实准确的模拟油气成藏史，克服现有的岩芯洗提方法及仪器的不足。

为解决上述技术问题，本发明一种岩芯逐次洗提方法，包括以下步骤：A.将岩芯放入岩芯逐次洗提器中并密封；B.向岩芯逐次洗提器内施加围压；C.沿岩芯逐次洗提器轴向注入溶液，同时控制溶液的流速和溶液压力；D.根据设定的时间和转速收集被溶液驱替出的原油。

作为本发明的一种改进，所述的步骤C中加入的溶液为弱极性溶液；所述的步骤D之后还包括步骤E，当收集的原油明显减少时，沿岩芯逐次洗提器轴向注入强极性溶液，进行二次洗提和收集。

所述的步骤C之后还包括以下步骤：调节围压，保持围压大于溶液压力。

所述的围压比溶液压力大2～4MPa。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种应用于上述方法的岩芯逐次洗提器，包括密封连接的桶体和盖体，桶体内设有防腐密封层；防腐密封层包围形成岩芯容腔，并与桶体内壁之间形成密封间隙；盖体和桶体的桶底上均设有连通外界与岩芯容腔的孔；桶体侧壁上设有连通外界与密封间隙的孔。

作为上述岩芯逐次洗提器的改进，所述的防腐密封层为聚四氟乙烯材质，桶体和桶盖为钢材质。

所述的防腐密封层的厚度为2mm，岩芯容腔的直径为25mm。

所述的岩芯逐次洗提器的盖体上还设有调节岩芯容腔轴向空间的固定旋钮。

此外，本发明还提供了一种由上述岩芯逐次洗提器组成的岩芯逐次洗提设备，主要包括恒流泵、岩芯逐次洗提器、围压加压器和收集装置，其中：恒流泵的输入端与溶液容器连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器的盖体通入岩芯容腔；围压加压器的输入端与溶液容器连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器桶体的侧壁，通入防腐密封层与桶体内壁形成的密封间隙中；收集装置通过导流管穿过岩芯逐次洗提器的桶底和防腐密封层，与岩芯容腔连通。

作为上述设备的一种改进，所述的恒流泵连通岩芯容腔的导流管上还设置有压力表。

采用这样的设计后，本发明至少具有如下优点：

1、根据“先进后出”的原则，由实验装置模拟油气成藏历史时期的压力和流体充注速度对一段岩芯进行逐次洗提，可对得到的不同期次、不同组份的原油逐次驱替分离，并分别进行地球化学分析，推测出油气成熟度以及充注期次等多项指标；

2、通过从岩芯提取的石油的顺序，可以帮助我们了解这一地区的石油来源，并重建一个合理的关于烃类化合物的运移和沉积过程；

3、本发明仪器密封性好，岩芯逐次洗提器能很好的隔离岩芯与外界的联系，岩芯在实验过程中免受外界污染和影响；

4、仪器使用率高，在测试中尽可能的排除了人为误差，测量结果精确可信；

5、本发明的仪器组装简易、便于维护，操作简单、迅速，数据可靠、实用，不需要专业人员亦可操作，实验周期短；

6、目前，在国内外并无此类逐次洗提岩芯的专用设备，本发明弥补了岩芯逐次洗提设备的空白。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明岩芯逐次洗提设备的结构示意图。

图2是本发明岩芯逐次洗提器的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明岩芯逐次洗提设备主要包括恒流泵1、岩芯逐次洗提器2、围压加压器3和收集装置4。

其中，请配合参阅图2所示，岩芯逐次洗提器2用于夹持并逐次逐次洗提岩芯9，洗提过程中需承受高压。岩芯逐次洗提器2包括密封连接的桶体21和盖体22，桶体21内设有防腐密封层23。

防腐密封层23可选用聚四氟乙烯等材质，具有弹性，并能很好的防止有机溶剂的腐蚀。防腐密封层23的厚度约2mm，包围形成岩芯容腔，岩芯容器的直径优选25mm，岩芯洗提全过程均在该岩芯容腔中进行，基本不与外界空气接触，并且在实验进行中不必将岩芯粉碎，使岩芯与空气的接触面积达到最小。防腐密封层23与桶体21内壁之间形成密封间隙，用于加入围压。

桶体21和盖体22可采用金属钢等材质，具有较大的承压强度，通过螺栓等方式固定连接。盖体22和桶体21的桶底上均设有连通外界与岩芯容腔的孔，桶体21侧壁上设有连通外界与密封间隙的孔，还可在盖体22上设置调节岩芯逐次洗提器内腔轴向空间的固定旋钮。

恒流泵1以一定的流速和压力注入溶液，其输入端与溶液容器11连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器2的盖体22通入岩芯容腔。较佳的，在该导流管上还设置有压力表5，精密的显示溶液的压力值，并可在恒流泵1上设置流速设定键、启动/恢复键、暂停键等。

围压加压器3用于加围压于岩芯9，防止溶液从岩芯表面流过，保证残余油沿着岩芯纵向驱替。围压加压器3的输入端与溶液容器31连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器桶体21的侧壁，通入防腐密封层23与桶体21内壁形成的密封间隙中。围压加压器3的结构可如图所示，设有吸液阀32、排液阀33、旋转组件34和压力表35。

收集装置4用于收集岩芯洗提残余油，可将不同时间驱替出的岩芯洗提残余油分别收集，利于后期地球化学分析工作的进行。收集装置4通过导流管穿过岩芯逐次洗提器2的桶底和防腐密封层23，与岩芯容腔连通。

利用上述设备进行岩芯逐次洗提的方法，通常是在温度15～35℃、气压101324Pa±400Pa、相对温度65±15％的条件下进行，主要包括以下四个步骤。

步骤一，打开岩芯逐次洗提器2的盖体22，将符合规格的岩芯(例如直径为25mm，长度约6～10cm)放入岩芯逐次洗提器的桶体21中，盖好盖体22，拧紧螺栓，使盖体22与桶体21密封。之后，转动固定旋钮，调节岩芯逐次洗提器内腔的轴向空间，使岩芯前后不留空隙。

步骤二，使围压加压器3的吸液阀32处于开放状态、排液阀33处于关闭状态，逆时针转动旋转组件34，使围压加压器3吸液；之后，关闭吸液阀35、开启排液阀33，顺时针转动旋转组件34，使围压加压器3排液，增加岩芯逐次洗提器2内岩芯9的围压。通过压力表35可读出围压加压器3的压力，更便于控制。通过围压加压器3将溶液充入防腐密封层23与桶体21内壁形成的密封间隙中，从而向防腐密封层施加围压，使岩芯容腔内不留空隙，促使溶液全部从岩芯内部孔隙流过，保证实验的可靠性。

步骤三，打开恒流泵1，沿岩芯逐次洗提器2轴向注入溶液，同时控制溶液的流速和溶液压力。较佳的，流速控制在5ml/min，溶液压力保持1000Psi以下。当流速确定时，溶液压力基本确定，可适当改变围压大小，以保证围压比溶液压力大2～4MPa。恒流泵1提供稳定的流速或压力，从而以一定的流速洗提岩芯，避免流速不同对洗提效果的影响。

步骤四，收集装置4根据设定的时间(通常为两分钟)和转速收集被溶液驱替出的原油，避免人为疏忽而造成的误差，使实验自动化程度提高，更加高效可靠。较佳的，将步骤三驱替出的岩芯残余油按所在孔隙不同而分别收集，便于后期的化学分析，从而更易得出油气的充注期次。

较佳的，可利用不同极性的试剂先后对岩芯进行两次洗提，以分别冲洗岩芯中大、小孔隙的剩余油。例如，在步骤三中利用二氯甲烷等极性较弱的溶液，进行第一次洗提和收集，得到较大岩芯空隙中的原油；在步骤四收集到的原油明显减少时，利用三氯甲烷和甲醇1∶1的混合物，进行二次洗提和收集，由于该混合物溶液的极性较强，可以洗提出较小岩芯空隙中的残余油，从而更利于分离、分析不同期次的原油。

在原油形成过程中，晚期形成的原油易于将早期形成的原油挤入更小的孔隙中。依据这一原理，当进行岩芯洗提实验时，晚期形成的石油将优先被驱替，相反的早期形成的原油将较晚被驱替，即“先进后出”原理。接收端早期收集的溶液为成熟度较高，晚期形成于大孔隙中的原油；而晚期收集的溶液为成熟度较低，早期形成并被挤入小孔隙中的原油。

本发明利用了上述“先进后出”的规律，通过模拟油气成藏历史时期的压力与流体充注速度，对一段岩芯进行逐次洗提，将砂岩内的残余油按孔隙度由大到小逐渐驱替。按收集时间的先后差异，我们将得到的不同期次或不同孔隙度中的原油。分别对驱替出的不同期次的残余油进行GC(气相色谱)、GC-MS(色谱-质谱)、GC-MS-MS(色谱-质谱-质谱)分析后，将所有结果综合分析，可推测出油气成熟度以及充注期次等多项指标，能够更加真实准确的模拟油气成藏史。这样对岩芯有顺序的逐次洗提与分析能够单独对一部分石油做细致的分析，从而更好的反演实际充注流程，判断这一地区是否过去蕴含了比现今产出的石油更早期的石油。针对国内部分油气田进入后期开发阶段的状况，更要求对这一地区的油气成藏史有详细了解，此实验设备弥补了这一技术空缺，有很大的应用价值，对地区油气勘探和石油地球化学分析有重大意义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种岩芯逐次洗提方法，其特征在于包括以下步骤：

A.将岩芯放入岩芯逐次洗提器中并密封；

B.向岩芯逐次洗提器内施加围压；

C.沿岩芯逐次洗提器轴向注入溶液，同时控制溶液的流速和溶液压力；

D.根据设定的时间和转速收集被溶液驱替出的原油。

2.根据权利要求1所述的岩芯逐次洗提方法，其特征在于：

所述的步骤C中加入的溶液为弱极性溶液；

所述的步骤D之后还包括步骤E，当收集的原油明显减少时，沿岩芯逐次洗提器轴向注入强极性溶液，进行二次洗提和收集。

3.根据权利要求1所述的岩芯逐次洗提方法，其特征在于所述的步骤C之后还包括以下步骤：

调节围压，保持围压大于溶液压力。

4.根据权利要求2所述的岩芯逐次洗提方法，其特征在于所述的围压比溶液压力大2～4MPa。

5.一种应用于权利要求1-4中任一项所述方法的岩芯逐次洗提器，其特征在于包括密封连接的桶体和盖体，桶体内设有防腐密封层；

防腐密封层包围形成岩芯容腔，并与桶体内壁之间形成密封间隙；

盖体和桶体的桶底上均设有连通外界与岩芯容腔的孔；

桶体侧壁上设有连通外界与密封间隙的孔。

6.根据权利要求5所述的岩芯逐次洗提器，其特征在于所述的防腐密封层为聚四氟乙烯材质，桶体和桶盖为钢材质。

7.根据权利要求5所述的岩芯逐次洗提器，其特征在于所述的防腐密封层的厚度为2mm，岩芯容腔的直径为25mm。

8.根据权利要求5所述的岩芯逐次洗提器，其特征在于所述的岩芯逐次洗提器的盖体上还设有调节岩芯容腔轴向空间的固定旋钮。

9.一种由权利要求5所述岩芯逐次洗提器组成的岩芯逐次洗提设备，其特征在于主要包括恒流泵、岩芯逐次洗提器、围压加压器和收集装置，其中：

恒流泵的输入端与溶液容器连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器的盖体通入岩芯容腔；

围压加压器的输入端与溶液容器连接，输出端通过导流管穿过岩芯逐次洗提器桶体的侧壁，通入防腐密封层与桶体内壁形成的密封间隙中；

收集装置通过导流管穿过岩芯逐次洗提器的桶底和防腐密封层，与岩芯容腔连通。

10.根据权利要求9所述的岩芯逐次洗提设备，其特征在于所述的恒流泵连通岩芯容腔的导流管上还设置有压力表。