CN104914229A - 多参数高温高压大直径岩心夹持器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够在高温高压条件下实现多参数测量的大直径岩心夹持器，该岩心夹持器包括由筒体、胶筒和上下堵头组成的环形空间和岩心室，配合测量电极，加热、加压装置，可外接测量设备、温度控制器及高压恒速泵。本发明具有耐高压耐高温效果好，无污染，设计简单，操作方便，多参数同时测量，测试结果稳定准确等特点，能够实现最高温度150℃，最大压力70Mpa下的渗透率，声波，地层因素，气驱法或半渗隔板法测饱和度指数以及多相流驱替等各项岩石物理参数的实验分析测量。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探开发中对岩心材料分析装置领域，适用于模拟储层条件下大直径岩心的各项物性参数测量和开展大直径岩心实验分析研究。
背景技术
随着油气勘探的深入和勘探技术的进步，非均质性储层已成为油气勘探的目的层位，其储层具有岩性、物性、孔隙结构复杂，强烈的非均质性等特点。对这些非均质性储层而言，标准岩样（直径2.5cm）的实验结果代表性变差，而大直径岩心实验能更有效地反映非均质性储层的地球物理性质。
作为储层条件下的岩心分析研究基础设备—岩心夹持器，主要由筒体、胶筒、封堵头和测量电极组成，其封堵头和筒体内径小，只能满足标准岩样（直径2.5cm）的岩心使用，针对大直径岩心（直径9cm）分析研究就无能为力；并且这类夹持器仅局限于测量常温常压下岩心电阻率，存在测量参数单一，测试条件有限等缺点，在为非均质地层评价提供参数方面存在一定的局限性 。因此，为给非均质性储层提供更多，更精确的岩石物理参数，有必要研制一种能够模拟储层温度压力的大直径岩心夹持器，从而进一步开展大直径岩心实验分析研究。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种能模拟地层岩石所处的温度压力状态，实现储层条件下大直径岩心各项物性参数测量，进一步开展大直径岩心实验分析研究的高温高压大直径岩心夹持器。
其技术方案是：
高温高压大直径岩心夹持器，包括筒体、胶筒、封堵头和测量电极，胶筒置入筒体内，其特征是：所述的封堵头为筒状结构，其内径不小于胶筒的内径，封堵头与筒体两端连接后形成筒体与胶筒之间的密闭环形空间和胶筒内的岩心室，两个封堵头内均设有中空的调节块，两个测量电极分别置于调节块与岩心室上下端之间，两个测量电极的上端都设有内置声波探头，上下测量电极与上下堵头具有同一轴向的通孔，上封堵头通过阀门连接气源或液源，下封堵头通过阀门连接计量装置，在筒体上设有连通于密闭环形空间和外部的加压接口，在筒体的外部设有加热保温装置。
上述方案还包括：
所述的加热保温装置是在筒体外部盘绕加热丝后，外部包裹有保温层和外壳。
所述的加热保温装置还包括温度控制器；在下方的测量电极与岩心室结合部设有半渗隔板。
本发明由于采用了上述技术方案，因而具有一下特点：
测量电极采用耐高温高压材料，由钢块、内置声波探头和绝缘块组成，并且与上下堵头轴向相通。可依次进行岩心电阻率和声波速度的测量。内置声波探头端面均匀分布信号接触点，降低了横波信号对相位的要求。
由上下堵头、夹持器筒体和橡胶套组成的加压部分，由于上下堵头和筒体采用耐压不锈钢材料，橡胶套使用高强度耐高温绝缘材料，能耐压力70MPa。利用高压恒速泵通过压力接口对岩心室加压，模拟地层压力并实现对岩石样品的密封。
由不锈钢外壳、隔热棉和电热丝组成的加热部分，外接温度控制器对岩心室加温。
由上下堵头和测量电极组成驱替部分进行驱替，上端与气源或液源连接，下段接计量装置，能实现气驱、多相流驱和半渗隔板法驱替三种驱替方式。
本发明具有耐高压耐高温效果好，无污染，设计简单，操作方便，多参数同时测量，测试结果稳定准确等特点，能够实现最高温度150℃，最大压力70Mpa下的渗透率，声波，地层因素，气驱法或半渗隔板法测饱和度指数以及多相流驱替等各项岩石物理参数的实验分析测量。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构剖面示意图。
具体实施方式
参照附图1，本实施例的高温高压大直径岩心夹持器，包括上堵头1、下堵头2，筒体3、岩心室4、加压接口5、外壳6、出口7、进口8、测量电极9、橡胶套10、加热接口11、半渗隔板12、电阻丝13，隔热棉14和通孔15。测试岩心为直径9cm，长度10cm～20cm，端面平滑的规则圆柱形岩心。
其中上堵头1、下堵头2与筒体3通过螺栓连接固定后，由其内部的锥形环对橡胶套10两端密封，在筒体3和橡胶套10之间形成密闭的环形空间；与此同时在橡胶套10内形成岩心室。上下堵头和筒体采用耐压不锈钢材料，橡胶套使用高强度耐高温绝缘材料，能耐压力50MPa。利用高压恒速泵通过设在筒体上的压力接口对岩心室外部加压，模拟地层压力并实现对岩石样品的密封。
在筒体外部设置由不锈钢外壳6、隔热棉14和电热丝13组成的加热保温装置，通过加热接口11外接温度控制器对岩心室加温和保温。
两个测量电极9的上端都设有内置声波探头。在下方的测量电极与岩心室结合部设有半渗隔板12。上下测量电极与上下堵头具有同一轴向的通孔，上封堵头通过阀门连接气源或液源，下封堵头通过阀门连接计量装置。通过上堵头1、下堵头2和测量电极9中心通孔15进行驱替，能实现气驱、多相流驱和半渗隔板法驱替三种驱替方式。
Claims (3)
1.多参数高温高压大直径岩心夹持器，包括筒体、胶筒、封堵头和测量电极，胶筒置入筒体内，其特征是：所述的封堵头为筒状结构，其内径不小于胶筒的内径，封堵头与筒体两端连接后形成筒体与胶筒之间的密闭环形空间和胶筒内的岩心室，两个封堵头内均设有中空的调节块，两个测量电极分别置于调节块与岩心室上下端之间，两个测量电极的上端都设有内置声波探头，上下测量电极与上下堵头具有同一轴向的通孔，上封堵头通过阀门连接气源或液源，下封堵头通过阀门连接计量装置，在筒体上设有连通于密闭环形空间和外部的加压接口，在筒体的外部设有加热保温装置。
2.根据权利要求1所述的多参数高温高压大直径岩心夹持器，其特征是：所述的加热保温装置是在筒体外部盘绕加热丝后，外部包裹有保温层和外壳。
3.根据权利要求1或2所述的多参数高温高压大直径岩心夹持器，其特征是：所述的加热保温装置还包括温度控制器；在下方的测量电极与岩心室结合部设有半渗隔板。
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