CN102175588A

CN102175588A - 一种大尺寸人造岩心孔隙度测量方法

Info

Publication number: CN102175588A
Application number: CN2011100063295A
Authority: CN
Inventors: 卢详国
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2011-09-07

Abstract

本发明涉及一种大尺寸人造岩心孔隙度测量方法，它解决了现有的岩心饱和水的实验方法工作效率低、测试误差大和岩心制作费用高等问题。该岩心饱和水的实验方法包括下列步骤：1、称量均质或非均质岩心干重G₁，几何尺寸为：高×宽×长=(2.5cm～8.5cm)×(2.5cm～cm8.5)×(10cm～60cm)；2将岩心放入容器金属容器内抽空3～5h；3、将岩心从容器中取出，称量岩心湿重G₂；4、将饱和水岩心放入水面与溢流孔持平的容器内，收集溢出水，称量溢出水质量G，G即为岩心几何体积V；5、计算岩心孔隙体积V^’=G₂-G₁和孔隙度F=V^’/V。该方法具有操作简单、测试精度高和岩心制作费用低等特点。

Description

一种大尺寸人造岩心孔隙度测量方法

技术领域

本发明涉及石油开发技术领域一种实验方法，尤其是是一种大尺寸人造岩心孔隙度测量方法。

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。

岩心密封处理通常采用2种方法，一种是使用环氧树脂浇铸岩心，只有两个端面预留进出口，通过公锥、阀门和管线与驱油泵相连。另一种方法是使用岩心夹持器，岩心在夹持器中被胶皮筒包裹，也只有岩心两个端面与外部连接。

驱油实验的重要环节之一是岩心抽空饱和水，计算孔隙度。对于上述两种岩心密封处理方式，其抽空饱和水都需要经历以下几个步骤：第一步，关闭两个阀门中的一个，另一闸门与真空泵相连。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，用胶皮软管将岩心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空气。第五步，记录移液管初始液位刻度，打开闸门，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。第六步，岩心饱和水体积等于各次饱和水量之和，计算孔隙度。

上述岩心饱和水实验过程存在诸多问题，可以概括为：1. 因岩心4个侧面被环氧树脂或胶皮筒包裹，只有一个端面直接与真空泵连接，这导致岩心抽空时间较长，效率较低，效果较差；2. 无论是采用环氧树脂浇铸密封还是夹持器胶皮筒包裹密封，岩心端面都存在一定量的“死体积”，该“死体积”难以准确计量，这直接影响岩心孔隙度的计算精度；3. 如果岩心采用环氧树脂密封处理，不仅制作工艺复杂、材料和人工费用高，而且使用后的废弃岩心处理难度较大，给环境保护带来不利影响。4. 如果采用岩心夹持器，则一次抽空岩心数量会受到夹持器数量的限制。5. 无论是采用环氧树脂浇铸密封还是夹持器胶皮筒包裹密封，岩心几何体积都是采用标尺丈量获取，由于岩心切割过程难以保证各处尺寸完全一致，采用平均长、宽和高计算的岩心几何体积误差较大，这必将影响岩心孔隙度的测量精度。

发明内容

为了克服现有测试方法的不足，本发明提供了一种大尺寸人造岩心孔隙度测量方法，该方法具有操作简单、测试误差小、工作效率高和岩心制作费用低等特点。

本发明采用的的技术方案是：该方法包括下列步骤：

（1）、称量均质或非均质岩心干重G₁，几何尺寸为：高×宽×长=(2.5cm～8.5cm)×(2.5cm～cm8.5)×(10cm～60cm)；

（2）将岩心放入容器金属容器内抽空3～5h；

（3）、将岩心从容器中取出，称量岩心湿重G₂；

（4）、将饱和水岩心放入水面与溢流孔持平的容器内，收集溢出水，称量溢出水质量G，G即为岩心几何体积V；

（5）、计算岩心孔隙体积V^’= G₂-G₁和孔隙度F=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以上缩短为3～5h，一次抽空岩心从2块增加到8块以上，提高工作效率8倍以上；2. 由于岩心完全裸露浸泡在真空环境的水中，岩心外表各处真空度一致，饱和水效率高、效果好；3. 采用“称质量法”替代“量尺寸法”确定岩心外观几何体积，测试精度平均提高了7.96%；4. 采用“称湿重G₂”代替刻度移液管计量饱和水体积，这不仅使测试精度由移液管的0.1cm³提高到电子天平的0.01cm³，而且也减轻了劳动强度和提高了工作效率；5. 将本饱和水方法和夹持器密封方法结合使用，不仅减少了岩心制作材料和人工费用，而且岩心耐压能力也从环氧树脂浇铸密封的1.0MPa提高到30MPa以上，耐压能力大幅度提高。

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，用电子天平称得水的质量g数应等于饱和水体积mL数。

实验所涉及仪器和主要功能如下：

1. 电子天平：测量岩心饱和水前后的干重和湿重。测量岩心放入容器后溢出水量即岩心外观几何体积。

2. 真空系统：包括真空泵和压力容器，提供负压环境，促使拟饱和水进入岩心孔隙。

3. 带溢流孔的容器：用于盛装拟饱和水，排泄岩心放入后高出溢流孔的水。

实施例1：

“岩心1”为环氧树脂浇铸岩心，“岩心2”为未浇铸岩心。

1. 针对“岩心1”的现有方法实验步骤：

（1）利用游标尺测量岩心各处几何尺寸，“岩心1”的平均“高′宽′长”=4.51cm ′4.48cm′30.20cm，几何体积为V₁=610.18mL。

（2）岩心饱和水体积，岩心与真空泵相连，抽空6h，然后用移液管测得的吸入岩心水体积为V^’ _w1=159.60mL，若扣除阀门、管线和岩心端面处滞留水体积2.3mL，则岩心实际饱和水体积为V_w1=157.30mL。

（3）孔隙度计算，f₁=V_w1÷V₁=157.30÷610.18=25.78%。

2. 针对“岩心2”的本方法实验步骤：

（1）称量“岩心2”干重G₁=1096.21g；

（2）将盛装岩心和水的容器放入真空干燥器内抽空3h，取出岩心称其湿重G₂=1255.77g。岩心饱和水质量m₂=G₂-G₁=1255.77g-1096.21g =159.56g，则饱和水体积为V_w2=m₂=159.56mL。

（3）将饱和水后的岩心放入盛满水且上部带有溢流孔的容器中，收集和称量溢流水质量m₁=608.21g，则岩心几何体积V₂=m₂=608.21mL。

（3）孔隙度计算，f₂=V_w2÷V₂=159.56÷608.21=26.23%。

“岩心1”和“岩心2”为同一批次岩心，其孔隙度应当相同。“岩心1”孔隙度为25.78%，“岩心2”孔隙度为26.23%，前者比后者低0.45%，表明现有实验方法饱和水还不充分。

实施例2：

现有8块未浇铸岩心，分别用“标尺测量法”和“排液称重法”测量其外观几何体积，测试结果见表1。

表1实验数据

从表1可以看出，对于同一块岩心，采用排液称重法测得的外观几何体积都比标尺测量法的低，标尺测量法的平均测试误差为7.96%。

Claims

1.一种大尺寸人造岩心孔隙度测量方法，该方法包括下列步骤：

(1)、称量均质或非均质岩心干重G₁，几何尺寸为：高×宽×长=(2.5cm～8.5cm)×(2.5cm～cm8.5)×(10cm～60cm)；

(2)将岩心放入金属容器内抽空3～5h；

(3)、将岩心从容器中取出，称量岩心湿重G₂；

(4)、将饱和水岩心放入水面与溢流孔持平的容器内，收集溢出水，称量溢出水质量G，G即为岩心几何体积V；

(5)、计算岩心孔隙体积V^’= G₂-G₁和孔隙度F=V^’/V。