CN104122181A - 入井液对储层渗透率损害评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种入井液对储层渗透率损害评价装置；二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器一端分两支，一支依次连接中间容器A、泵体，另一支依次连接旁通阀、下游截止阀、回压器和计量器；另一端连接增压器和围压泵；岩心夹持器由两端装置和密封装置组成，两端装置由一端带有中心孔的堵头、压力传感器，另一端由带中心孔的堵头、压力传感器和污染液接口组成；密封装置有加热系统，压力传感器和温度传感器；入井液污染系统由中间容器B连接污染泵和真空泵组成；中间容器B通过污染液接口与二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器内连接管连接；本装置可模拟不同温度、压力和真空度的井下条件，为不同渗透率储层入井液对储层渗透率损害提供了评价手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种入井液对储层渗透率损害评价装置。
背景技术
多孔介质是岩石最重要特征之一，其内部存在着孔洞和裂纹，即孔隙，孔隙中充满了水、油、气等流体。渗透率是描述水、油、气在岩石孔隙中的运输能力的关键物理参数。对于油气开采，渗透率是油气储层评价与预测的重要指标之一，同时由于入井液的侵入与储层岩石或流体发生各种物理化学反应，造成储层渗透率损害，从而造成对储层渗透率的误判，影响油气储层的评价；入井液入井后对渗透率的损害也是保护储层流体研究的重要方法。
对于同一类岩石，由于其生成环境和内部结构的不同，其渗透率变化很大，有的可达几个数量级的差异；不同类岩石的渗透率变化范围更大，甚至达到十个数量级；即使同一块岩心，不同的部位，其渗透率变化也差异较大。用同一种方法很难对渗透率变化范围大的岩石进行评价，同时不同类型岩石与入井液接触后发生的物理化学反应程度不同，渗透率变化有时会超出某种测试方法的边界条件，限制了保护储层入井液的研究。
目前将渗透率测试方法分为稳态法和非稳态法，非稳态法由于测试方法没有或不完全穿过岩心，其测试数据的准确性有待进一步探讨。现有常规达西定律岩心渗透率测试仪仅适合渗透率高于0.5×10-3μm2岩心测试，无法测试低渗，超低渗透率岩心。而石油领域应用的低渗、超低渗透率测试方法主要是提高常规达西定律渗透率测试的压力（既使提高压力，常很难得到结果），压力降法、脉冲法、核磁共振法等非稳态法很难准确描述真实渗透率性质。
发明内容
本发明的目的是提供一种入井液对储层渗透率损害评价装置，该装置利用两个岩心夹持器（一个为两个轴向力，一个为三个轴向力）模拟井下环境，温度、压力等条件，发挥平流泵的作用，在其常规功能基础上，通过中间容器与振荡器相连，在岩心一端形成实验所需的各种波形，通过穿过岩心后波形发生的变化计算出渗透率损害程度。为不同渗透率储层入井液对储层渗透率损害和保护储层入井液研究提供了重要的评价手段。该装置的入井液污染系统，考虑到不同入井液流变性各不相同，储层类型和不同井深条件，其污染方法相差较大，本装置设计出的污染系统充分考虑上述这些因素。
所述的岩心渗透率渗透率测试的模拟装置结构是由储层模拟系统、入井液污染系统、控制系统和计算机采集处理系统组成，其中储层模拟系统由二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器组成；计算机采集处理系统由压力传感器、温度传感器及计算机数据处理系统组成，其特征在于：控制系统的结构是：二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器一端有两支，一支依次连接中间容器A、泵体，另一支依次连接旁通阀、下游截止阀、回压器和计量器；另一端连接增压器和围压泵；岩心夹持器由两端装置和密封装置两部分组成，两端装置由一端带有中心孔的堵头、压力传感器，另一端由带中心孔的堵头、压力传感器和污染液接口组成；密封装置有加热系统，压力传感器和温度传感器。
所述的入井液污染系统由中间容器B连接污染泵和真空泵组成；中间容器B通过污染液接口与二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器内连接管连接。
所述的污染液接口端部嵌入部分为其上分布有孔的筛网，孔的直径为0.15～2mm之间；外层依次装有封头、压帽，堵头和端盖。
所述的泵体的结构为平流泵通过管线与压力阀连接、并接入振荡器与密闭容器和管线相连，密闭容器内部容积为1～2L。
本发明所述的两个岩心夹持器，一个为两个方向轴向力，一个是三个方向轴向力。可模拟不同温度、压力和真空度，更切实模拟井下条件，不仅为渗透率测试，而且为入井液损害评价提供有力的技术保障。
本发明所述的入井液对储层渗透率损害评价装置：
（1）测试渗透率范围广，一台仪器可完成从10～10-7×10-3μm2的渗透率测试，克服不同样品选择不同测试仪器，或对某一范围渗透率无法测试的不足。还克服某一些测试方法中边界不清，尤其是入井液对储层损害导致渗透率严重下降时，超出边界条件，无法判断，致使保护储层入井液的研究无法细化，本项研究也为入井液的研究提供了有力保障。
（2）提供一种入井液对储层渗透率损害评价装置。油气开采过程中，不可避免需使用各种入井液，保护储层入井液是油气开采各环节不可避免的侵入液，这种损害是不可逆的。本模拟装置以石油钻井、采油环节中入井液特点和不同井深要求，设计了不同温度、压力和真空度条件下入井液污染系统，为储层损害和室内进行保护储层入井流体的研究提供技术支撑。
（3）该装置设计了两种不同类型的岩心夹持器，通过不同轴向力条件下渗透率的变化，进行渗透率测试、入井液污染和保护储层入井液研究提供更真实地反映储层条件。
该模拟装置可以用于测试油、天然气、煤层气、页岩气等储层的渗透率和入井液对储层的损害。入井液包括钻井液、洗井液、修井液、压井液、射孔液、压裂液、酸化液。
附图说明
图1入井液对储层渗透率损害评价装置示意图，
图2是装置污染液接口的结构示意图。
图3是装置泵体的结构示意图。
图中：1、泵体，2、中间容器，3、压力传感器，4、两轴岩心夹持器，5、三轴岩心夹持器，6、温度传感器，7、增压器，8、围压泵，9、下游截止阀，10、回压阀，11、计量器，13、旁通阀，15、污染泵，16、真空泵，17、筛网，18、封头，19、压帽，20、堵头，21、端盖，22、平流泵，23、压力阀，24振荡器，25、密闭容器。
具体实施方式
中间容器：SD-2山东中石大石仪科技有限公司
两轴岩心夹持器：φ50×（10～100）mm山东中石大石仪科技有限公司
两轴岩心夹持器：φ38×（10～70）mm山东中石大石仪科技有限公司
三轴岩心夹持器：50×50×（10～100）mm湖北荆州市现代石油科技发展有限公司
三轴岩心夹持器：38×38×（10～70）mm湖北荆州市现代石油科技发展有限公司
密闭容器：300×400×800mm山东中石大石仪科技有限公司
振荡器：SJ深圳市松季电子有限公司
计算机软件流程：山东中石大石仪科技有限公司
入井液对储层渗透率损害评价装置；由储层模拟系统、入井液污染系统、控制系统和计算机采集处理系统组成，其中储层模拟系统由二轴岩心夹持器4和三轴岩心夹持器5组成；计算机采集处理系统由压力传感器3、温度传感器6及计算机数据处理系统组成，其特征在于：控制系统的结构是：二轴岩心夹持器4和三轴岩心夹持器5一端分两支，一支依次连接中间容器2A、泵体1，另一支依次连接旁通阀13、下游截止阀9、回压器10和计量器11；另一端连接增压器7和围压泵8；岩心夹持器由两端装置和密封装置两部分组成，两端装置由一端带有中心孔的堵头、压力传感器3a、压力传感器3b，另一端有带中心孔的堵头、压力传感器3c、压力传感器3d和污染液接口组成；密封装置有加热系统，压力传感器和温度传感器6a、温度传感器6b、温度传感器6c、温度传感器6d。
所述的入井液污染系统由中间容器2B连接污染泵15和真空泵16组成；中间容器2B通过污染液接口与二轴岩心夹持器4和三轴岩心夹持器5内连接管连接。
所述的污染液接口端部嵌入部分为其上分布有孔的筛网17，孔的直径为0.15～2mm之间；外层依次装有封头18、压帽19，堵头20和端盖21。
泵体的结构为平流泵22通过管线与压力阀23连接、并接入振荡器24与密闭容器25和管线相连，密闭容器内部容积为1～2L。
实施例1
图1，入井液污染的渗透率损害评价装置设置测试温度为180℃，其两个岩心夹持器尺寸分别为φ50×100mm和50×50×100mm，计算机采集处理系统由压力传感器、温度传感器及计算机数据处理系统组成，压力传感器安装7个，分别安装在岩心夹持器的X轴、Y轴、Z轴和两个岩心夹持器的两端，一端一个；温度传感器4个，分别安装于每个岩心夹持器两端，一端一个。传感器收集到的数据直接输入计算机进行处理。图2，外径为15mm，内径为10mm，长度为10mm，筛网孔径为1.00mm、18目，封头18由橡胶“O”型，再加上堵头20和压帽19以螺纹连接，形成密闭污染液接口。泵体内的密闭容器为1L，通过管线与振荡器相连，再通过管线与压力阀和平流泵相连，以利于产生波形。本实施例采用两种不同类型的岩心夹持器，相互并联在一起。实验时，将致密砂岩岩心放入到岩心夹持器内，岩心夹持器的围压为10MPa，一端与中间容器2和泵体1相连，另一端与下游截止阀9、回压器10和计量器11，并将旁通阀和放空阀与岩心夹持器连接。测试过程中，先测试岩心的渗透率，再进行入井液污染，再测试污染后的渗透率，通过污染前和污染后渗透率的对比，计算渗透率损害率。
实施例2：
与实施例1基本相同，不同点是岩心夹持器尺寸分别为φ38×60mm和3.8×3.8×60mm，筛网孔径为0.6mm、30目。
Claims (3)
1.一种入井液对储层渗透率损害评价装置；是由储层模拟系统、入井液污染系统、控制系统和计算机采集处理系统组成，其中储层模拟系统由二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器组成；计算机采集处理系统由压力传感器、温度传感器及计算机数据处理系统组成，其特征在于：控制系统的结构是：二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器一端有两支，一支依次连接中间容器A、泵体，另一支依次连接旁通阀、下游截止阀、回压器和计量器；另一端连接增压器和围压泵；岩心夹持器由两端装置和密封装置两部分组成，两端装置由一端带有中心孔的堵头、压力传感器，另一端有带中心孔的堵头、压力传感器和污染液接口组成；密封装置有加热系统，压力传感器和温度传感器；
所述的入井液污染系统由中间容器B连接污染泵和真空泵组成；中间容器B通过污染液接口与二轴岩心夹持器和三轴岩心夹持器内连接管连接。
2.根据权利要求1所述的入井液对储层渗透率损害评价装置，其特征在于：所述的污染液接口端部嵌入部分为其上分布有孔的筛网，孔的直径为0.15～2mm之间；外层依次装有封头、压帽，堵头和端盖。
3.根据权利要求1所述的入井液对储层渗透率损害评价装置，其特征在于：泵体的结构为平流泵通过管线与压力阀连接、并接入振荡器与密闭容器和管线相连，密闭容器内部容积为1～2L。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |