CN105758582A - 多孔介质中流体流动启动压力的测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔介质中流体流动启动压力的测量装置和方法，其中，该方法包括：将多孔介质装入多孔介质夹持器，利用围压泵对多孔介质施加围压；利用流体注入设备向多孔介质通入流体，在多孔介质夹持器的进口端建立压力，当多孔介质夹持器的出口端有流体流出时，关闭多孔介质夹持器的进口阀；利用数据采集设备采集压力传感器的压力随时间的衰减变化情况，当压力稳定不变时，确定该稳定的压力值为多孔介质中流体流动的最小启动压力。本发明在多孔介质两端建立流动压差，关闭进口阀，采集进口端压力随时间的变化情况，根据稳定段确定启动压力。该方法能可靠快捷地得到启动压力，测量结果不受外在因素影响，准确度较高，且花费时间短。

Description

多孔介质中流体流动启动压力的测量装置和方法

技术领域

本发明涉及多孔介质中流体渗流和岩层封闭性评价技术领域，尤其涉及一种多孔介质中流体流动启动压力的测量装置和方法。

背景技术

在油气藏开发过程中，油气藏盖层密封性评价、渗流规律研究等过程，都需要了解流体在多孔介质中渗流的最小启动压力。现有的启动压力确定方法主要为压差-流量实验方法，通过测量不同压差下的流量曲线向压力轴线性延伸，流量等于0对应的压力就认为是启动压力。

该方法实验过程存在以下问题：

(1)实验数据计量误差、围压变化等外在因素都会造成直线斜率变化，从而对线性延伸得到的启动压力造成很大误差；

(2)非牛顿流体、储层伤害造成的微粒运移等会造成压差-流量曲线不是直线，造成延伸得到的启动压力发生偏差；

(3)实验需要多个稳定的试验点，早期由于不知道启动压力大小，需要从很小的流量开始进行实验，实验周期长。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种多孔介质中流体流动启动压力的测量装置和方法，以至少解决现有的多孔介质中流体流动启动压力的测量方法误差大，实验周期长的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多孔介质中流体流动启动压力的测量装置，包括：多孔介质夹持器，所述多孔介质夹持器的进口端连接至流体注入设备，出口端连接至流体收集设备；所述进口端设有进口阀；所述进口阀与所述进口端之间设置有压力传感器；所述多孔介质夹持器还连接至围压泵，所述围压泵用于维持多孔介质的围压，保证流体从所述多孔介质的进口流入，出口流出；所述压力传感器连接至数据采集设备，所述数据采集设备用于采集压力传感器的压力随时间的衰减变化情况，并确定当压力稳定不变时的压力值为所述多孔介质中流体流动的最小启动压力。

在一个实施例中，在所述流体注入设备与所述多孔介质夹持器构成的驱替管路上连接有流体过滤器，用于对所述流体进行过滤。

在一个实施例中，所述流体注入设备包括：驱替泵以及连接至所述驱替泵的中间容器，所述中间容器还连接至所述多孔介质夹持器的进口端；所述中间容器用于存放流体，所述驱替泵用于驱替所述流体进入所述多孔介质。

在一个实施例中，在所述围压泵与所述多孔介质夹持器构成的围压管路上连接有围压传感器，所述围压传感器连接至所述数据采集设备，所述数据采集设备还用于采集围压传感器的压力，并输出该压力值。

在一个实施例中，所述流体收集设备为流体体积计量管。

根据本发明的另一个方面，提供了一种多孔介质中流体流动启动压力的测量方法，基于上述多孔介质中流体流动启动压力的测量装置实现，所述方法包括：将多孔介质装入多孔介质夹持器，利用围压泵对所述多孔介质施加围压；利用流体注入设备向所述多孔介质通入流体，在所述多孔介质夹持器的进口端建立压力，当所述多孔介质夹持器的出口端有流体流出时，关闭所述多孔介质夹持器的进口阀；利用数据采集设备采集压力传感器的压力随时间的衰减变化情况，当压力稳定不变时，确定该稳定的压力值为多孔介质中流体流动的最小启动压力。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述数据采集设备输出压力时间曲线。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述数据采集设备采集围压传感器的压力，并输出该压力值。

通过本发明的多孔介质中流体流动启动压力的测量装置和方法，在多孔介质两端建立流动压差，然后关闭夹持器进口端的阀门，采集进口端压力得到压力随时间的降落曲线，根据该曲线的稳定段确定启动压力。本发明能够可靠快捷地得到启动压力，测量结果不受外在因素影响，准确度较高，且所花费的时间短。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例的多孔介质中流体流动启动压力的测量装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的多孔介质中流体流动启动压力的测量装置的另一优选结构示意图；

图3是本发明实施例的多孔介质中流体流动启动压力的测量方法的流程图；

图4是应用本发明的测量方法得到的压力时间曲线示意图；

图5是应用现有的常规测量方法得到的压差流量曲线示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种多孔介质中流体流动启动压力的测量装置，基于该装置，能够可靠、快捷地测量多孔介质中流体流动启动压力。其中，多孔介质可以是岩心。

图1是本发明实施例的多孔介质中流体流动启动压力的测量装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：多孔介质夹持器10，多孔介质夹持器10的进口端连接至流体注入设备20，出口端连接至流体收集设备30。

进口端设有进口阀40；进口阀40与进口端之间设置有压力传感器50。

多孔介质夹持器10还连接至围压泵60，围压泵60用于维持多孔介质的围压，使得围压大于多孔介质内部的压力，保证流体从多孔介质的进口流入，出口流出。

压力传感器50连接至数据采集设备70，数据采集设备70用于采集压力传感器50的压力随时间的衰减变化情况，并确定当压力稳定不变时的压力值为多孔介质中流体流动的最小启动压力。

通过上述方案，在多孔介质两端建立流动压差，采集进口端压力得到压力随时间的降落曲线，根据该曲线的稳定段确定启动压力。该方法能够可靠快捷地得到启动压力，测量结果不受外在因素影响，准确度较高，且所花费的时间短。

在一个实施例中，如图2所示，流体注入设备20可以包括：驱替泵21以及连接至驱替泵21的中间容器22，中间容器22还连接至多孔介质夹持器10的进口端。中间容器22用于存放流体，驱替泵21用于驱替流体进入多孔介质。具体的，驱替泵21可以通过手动直接控制，也可以通过电脑23进行远程控制。

在流体注入设备20与多孔介质夹持器10构成的驱替管路上可以连接有流体过滤器80，用于对流体进行过滤。滤掉流体中的杂质，可以防止杂质堵塞多孔介质中的孔，对测量结果产生影响。

如图2所示，在围压泵60与多孔介质夹持器10构成的围压管路上可以连接有围压传感器90，用于测量具体的围压值。围压传感器90可以连接至数据采集设备70，数据采集设备70还用于采集围压传感器90的压力，并输出该压力值，供相关人员查看。

如图2所示，可以在进口阀40与进口端之间设置多个压力传感器50，例如，两个，以保证所采集的压力值的准确，进而测量结果精确度更高。具体的，压力传感器50可以选用高精度压力传感器。

压力传感器50、围压传感器90可以通过接口设备71与数据采集设备70连接，进行数据传输。

在一个实施例中，流体收集设备30可以为流体体积计量管，不仅可以收集流出的流体，有利于环境整洁，还可以得到测量过程所使用的流体体积，方便相关人员整理数据。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种多孔介质中流体流动启动压力的测量方法，可以基于上述实施例所描述的装置实现。

图3是本发明实施例的多孔介质中流体流动启动压力的测量方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S301，将多孔介质装入多孔介质夹持器，利用围压泵对多孔介质施加围压。

步骤S302，利用流体注入设备向多孔介质通入流体，在多孔介质夹持器的进口端建立压力，当多孔介质夹持器的出口端有流体流出时，关闭多孔介质夹持器的进口阀。

步骤S303，利用数据采集设备采集压力传感器的压力随时间的衰减变化情况，当压力稳定不变时，确定该稳定的压力值为多孔介质中流体流动的最小启动压力。

通过上述方案，在多孔介质两端建立流动压差，然后关闭夹持器进口端的阀门，采集进口端压力得到压力随时间的降落曲线，根据该曲线的稳定段确定启动压力。该方法能够可靠快捷地得到启动压力，测量结果不受外在因素影响，准确度较高，且所花费的时间短。

上述方法还可以包括：数据采集设备输出压力时间曲线，供相关人员查看和审核。

上述方法还可以包括：数据采集设备采集围压传感器的压力，并输出该压力值，供相关人员查看。

对同一块岩心分别用本发明实施例所述的方法和常规的压差流量法进行实验，并结合图4和图5对应用本发明方法得到的测量结果和应用常规方法得到的测量结果进行对比说明。

图4是应用本发明的测量方法得到的压力时间曲线示意图，由图4可知，最终确定的启动压力为0.189MPa。对于常规测量方法，得到多组压差与流量的对应值，在坐标轴上进行连线描绘，得到图5所示的压差流量曲线示意图，通过数学回归方法得到流量为0时对应的压力值，具体的，对于图5所示的曲线y＝5×10^-5x+2×10^-6(或记为y＝5e^-5x+2e^-6)，令y＝0，求取对应的x值，即得到启动压力为-0.1MPa。根据实际情况可知，常规方法得到的结果不可靠。

需要说明的是，本发明实施例所述的测量装置和方法，也适用于求取油气藏盖层突破压力以及求取岩石对流体的封闭能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多孔介质中流体流动启动压力的测量装置，其特征在于，包括：

多孔介质夹持器，所述多孔介质夹持器的进口端连接至流体注入设备，出口端连接至流体收集设备；

所述进口端设有进口阀；所述进口阀与所述进口端之间设置有压力传感器；

所述多孔介质夹持器还连接至围压泵，所述围压泵用于维持多孔介质的围压，保证流体从所述多孔介质的进口流入，出口流出；

所述压力传感器连接至数据采集设备，所述数据采集设备用于采集压力传感器的压力随时间的衰减变化情况，并确定当压力稳定不变时的压力值为所述多孔介质中流体流动的最小启动压力。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述流体注入设备与所述多孔介质夹持器构成的驱替管路上连接有流体过滤器，用于对所述流体进行过滤。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述流体注入设备包括：驱替泵以及连接至所述驱替泵的中间容器，所述中间容器还连接至所述多孔介质夹持器的进口端；所述中间容器用于存放流体，所述驱替泵用于驱替所述流体进入所述多孔介质。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述围压泵与所述多孔介质夹持器构成的围压管路上连接有围压传感器，所述围压传感器连接至所述数据采集设备，所述数据采集设备还用于采集围压传感器的压力，并输出该压力值。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体收集设备为流体体积计量管。

6.一种多孔介质中流体流动启动压力的测量方法，基于权利要求1至5中任一项所述的多孔介质中流体流动启动压力的测量装置实现，其特征在于，所述方法包括：

将多孔介质装入多孔介质夹持器，利用围压泵对所述多孔介质施加围压；

利用流体注入设备向所述多孔介质通入流体，在所述多孔介质夹持器的进口端建立压力，当所述多孔介质夹持器的出口端有流体流出时，关闭所述多孔介质夹持器的进口阀；

利用数据采集设备采集压力传感器的压力随时间的衰减变化情况，当压力稳定不变时，确定该稳定的压力值为多孔介质中流体流动的最小启动压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述数据采集设备输出压力时间曲线。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述数据采集设备采集围压传感器的压力，并输出该压力值。