CN105866008B - 一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪 - Google Patents
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Abstract
一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪，包括一个主箱体，在主箱体左右两边的端面连接有连接体，主箱体左右两侧的连接体和主箱体材质、规格、截面大小相同但长度不等，主箱体内对称设置有压力平衡室，采取对照实验的原理，将两块岩样放置在同一环境中同时进行两次渗吸实验，对比常规储层和非常规储层渗吸机理的差异；改变注入液体的排量、类型和浓度准确评价不同情况下储层自发渗吸规律；维持测量岩样两端压力相等，模拟现场实际生产过程中压裂液返排后的关井储层岩石憋压的状态，为现场实际生产制度优化提供依据；本发明对非常规储层渗吸机理研究和现场压裂液返排制度的研究具有一定的参考意义。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，研究目的层压裂作业后，压裂液进入储层内产生的自发渗吸现象，特别涉及一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪，模拟不同类型储层，压裂液浓度，压裂液体系下岩石的自发渗吸过程，测量渗吸量的大小，提出针对非常规储层渗吸机理研究的实验方法。
背景技术
随着世界油气资源需求量的不断扩大，非常规油气的勘探开发越来越受到重视。非常规储层主要指致密砂岩、泥页岩、致密灰岩等，其储层物性差一般空气渗透率小于1.0mD,孔隙度小于10％，纳米级孔喉系统发育，毛细管力会引发渗吸现象，并且较常规储层更为显著。国内对非常规油气资源开发主要依靠大排量、大液量条件下的体积压裂产生人工裂缝。油藏基质是油气储集的主要场所，裂缝系统是油气渗流的通道。储层岩石自发渗吸的能力随着岩石性质的改变而不断变化，利用室内的渗吸实验装置研究常规储层和非常规储层岩石的渗吸差异至关重要。
非常规油气开发过程中进行压裂施工后，现场数据显示压裂液只有50％的返排率。如果裂缝内与裂缝周围的压裂液不能及时返排，大量的液体就会破坏储层结构，因此研究不同压裂液体系下储层岩石的渗吸情况具有实际意义。
渗吸是多孔介质自发的吸入某种润湿流体的过程。水力压裂过程中，水通过裂缝表面滤失后在毛管力的作用下进入地层，水侵入裂缝附近形成了一个高含水饱和度、低气相渗透率的区域。压后立即返排会减少地层水的侵入深度，而返排后关井加快了渗吸作用，压力恢复反而降低了净侧限压力，反过来提高了储层渗透率。因此对模拟压后闷井储层自发渗吸现象具有参考价值，和预测现场实际生产中闷井所需要的时长具有指导作用。
目前，国内研究渗吸的室内试验主要利用称重法，将岩样放置在装有一定液体的烧杯中，通过监测和计量烧杯内液体下降的体积来记录岩石吸入量的变化过程。此方法设备太过简单，容易受温度和人为因素的影响而造成极大的误差，并且试验后信息单一不能合理真实的解释渗吸机理，具有很大的局限性。
对致密砂岩储层的开发，不论是油井还是注水井都可以利用渗吸作用使水分子置换出小孔道里的油滴，小孔道吸水大孔道排油是致密水湿砂岩渗吸驱油的主要机理。但国内目前缺乏验证性的实验室设备进行分析，因此研究非常规油气渗吸机理的新型测量仪非常必要。
发明内容
针对现有技术和资料的不足，本发明的目的在于提供一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪，目的在于相同条件下，对比常规和非常规储层自发渗吸机理的差异；准确评价不同压裂液注入储层时的自发渗吸机理；现场实际生产中，对压裂液返排后的关井时间进行预估。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪，包括一个主箱体1-1；在主箱体1-1的内部有一个圆柱体的空腔2-1，空腔2-1中间部位设置有实心隔板6将其分为左、右岩样放置室，左、右岩样放置室内分别设有圆形左岩样卡槽5-1和圆形右岩样卡槽5-2；紧邻圆形左、右岩样卡槽5-1、5-2下端分别设有排液孔道4-1、4-2；圆形左岩样卡槽5-1和圆形右岩样卡槽5-2的内侧分别设置有左橡胶圈7-1和右橡胶圈7-2，实心隔板6与左橡胶圈7-1构成左压力平衡室，实心隔板6与和右橡胶圈7-2构成右压力平衡室，主箱体1-1上部两个孔道3-1、3-2分别与对应的左、右压力平衡室相连通，在主箱体1-1左右两边的端面上分别设置有上、下螺纹15-1、15-2，与连接体1-2端面上的上、下螺杆16-1、16-2相配套。
所述的主箱体1-1左右两侧配置有连接体1-2，连接体1-2和主箱体1-1材质、规格、截面大小相同但长度不等；连接体1-2内部设有圆柱体空腔2-2，圆柱体空腔2-2内设置圆形卡槽5-3，主箱体1-1的空腔2-1和圆柱体空腔2-2位置、截面形状大小保持一致；在连接体的另外一侧连接有管道17-1，在管道17-1的进口端设置有控制液体进出的阀门18-2和压力传感器19-1；连接体出口端的下部设有排液管道17-2，在排液管道17-2的端口设有开关18-1。
所述的左压力平衡室和右压力平衡室的结构相同，对称设置，左压力平衡室上端孔道3-1内设有控制液体进出的开关18-5以及压力传感器19-4，左压力平衡室左下方在主箱体1-1的排液孔道4-1内设置开关18-3以及压力传感器19-2；右压力平衡室上端孔道3-2内设有控制液体进出的开关18-6以及压力传感器19-5；右压力平衡室右下方在主箱体1-1的排液孔道4-2内设置开关18-4以及压力传感器19-3；空腔内左卡槽20-1、右卡槽20-2分别用来限位左橡胶圈7-1、右橡胶圈7-2。
本发明的有益效果是：
目前国内对于常规储层和非常规储层自发渗吸机理的研究尚未取得新的突破，本发明采取对照实验的原理，将两种岩样放置在同一个环境中进行自发渗吸实验，避免了外部因素的干扰；可以准确的计量不同岩心渗吸量的大小，又能获得实验过程中注入液体的类型、排量和压力变化对于渗吸实验的影响程度，对探究不同压裂液体系下储层岩石的渗吸情况具有实际意义；调整测量岩样两端平衡压力后浸泡的时间，对模拟压后闷井储层自发渗吸现象具有参考价值，以及现场实际生产返排制度优化具有指导意义；对比两块岩样同时进行前后两次不同向渗吸实验后，每次排出液体成分(水或者油)的差异，对于验证非常规和常规储层岩石渗吸机理的本质差异提供有力依据。
附图说明
图1为本发明装置主箱体的结构示意图。
图2为本发明装置主箱体两端的连接体1-2示意图。
图3为本发明装置主箱体内的压力平衡室内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理作详细论述。
一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪，包括一个金属材质制成主箱体1-1，抗压抗高温性能良好；在主箱体1-1的内部有一个圆柱体的空腔2-1，空腔2-1中间部位设置有实心隔板6将其分为左、右岩样放置室，左、右岩样放置室内分别设有圆形左岩样卡槽5-1和圆形右岩样卡槽5-2用来固定待测岩样防止其移动；紧邻圆形卡槽5-1、5-2下端分别设有排液孔道4-1、4-2控制渗吸实验中液体进出；圆形左岩样卡槽5-1和圆形右岩样卡槽5-2的内侧分别设置有左橡胶圈7-1和右橡胶圈7-2，实心隔板6与左橡胶圈7-1构成左压力平衡室，实心隔板6与和右橡胶圈7-2构成右压力平衡室，主箱体1-1上部两个孔道3-1、3-2分别与对应的左、右压力平衡室相连通，注入液体进入左、右压力平衡室内会推动各自的左右橡胶圈向前移动到圆形左右卡槽为止，起到密封、隔档液体通过和维持压力的作用；在主箱体1-1左右两边的端面上分别设置有上、下螺纹15-1、15-2，与连接体1-2端面上的上、下螺杆16-1、16-2相配套。
所述的主箱体1-1左右两侧的连接体1-2构造完全一致；连接体1-2和主箱体1-1材质、规格、截面大小相同但长度不等；连接体1-2内部设有圆柱体空腔2-2，空腔内部同样用来放置岩样，圆柱体空腔2-2内设置圆形卡槽5-3，主箱体1-1的空腔2-1和圆柱体空腔2-2位置、截面形状大小保持一致；在连接体的另外一侧连接有管道17-1，在管道17-1的进口端设置有控制液体进出的阀门18-2和压力传感器19-1；连接体出口端的下部设有排液管道17-2，在排液管道17-2的端口设有开关18-1，排液管道17-2主要用于二次反向渗吸实验排出液的收集和计量。
所述的左压力平衡室和右压力平衡室的结构相同，对称设置，左压力平衡室上端孔道3-1内设有控制液体进出的开关18-5以及压力传感器19-4，左压力平衡室左下方在主箱体1-1的排液孔道4-1内设置开关18-3以及压力传感器19-2；右压力平衡室上端孔道3-2内设有控制液体进出的开关18-6以及压力传感器19-5；右压力平衡室右下方在主箱体1-1的排液孔道4-2内也设置开关18-4以及压力传感器19-3；空腔内左卡槽20-1、右卡槽20-2分别用来限位左橡胶圈7-1、右橡胶圈7-2，用来控制左橡胶圈7-1、右橡胶圈7-2在液压推动的作用下移动的范围。
本发明的工作方法如下：
1.安装好测量仪器设计配套所需要的待测岩样两块，将主箱体1-1与左右两个连接体1-2连接好；
2.通过连接体1-2外侧的管道17-1注入液体(水、盐水或者压裂液)，两端同时进行加压，打开排液孔道4-1、4-2，关闭其余液体进出的通道阀门，进行一次渗吸实验，并且记录压力传感器19-1的变化以及排液体积和成分；
3.当排液体积中油量不再增加时，关闭左、右橡胶圈7-1、7-2的孔道开关，打开压力平衡室上端的孔道阀门3-1,3-2，注水并两边同时进行加压，驱动橡胶圈向前移动。当压力传感器19-11与压力传感器19-4、压力传感器19-5显示的数据相同时停止加压，岩样两端保持相同的压力一段时间；
4.逐渐释放岩样两端的液压，并且排出压力平衡室和管道17-1内的液体，打开开关18-1、18-3和18-4，关闭左、右压力平衡室上端孔道3-1、3-2的开关，确认设备及岩样完好后，准备下次实验；
5.通过排液孔道4-1、4-2注入液态原油，同时逐渐进行加压，进行二次反向渗吸实验。并且记录压力传感器19-2和19-3的变化以及细管道17-2排液体积和成分；
6.记录不同岩样在相同实验条件下，两次不同方向连续渗吸实验过程中，常规岩样和非常规岩样排出液体的组分和体积，分析原因。
Claims (1)
1.一种不同储层渗吸机理对比研究测量仪，其特征在于，包括一个主箱体(1-1)，在主箱体(1-1)的内部有一个圆柱体的空腔(2-1)，空腔(2-1)中间部位设置有实心隔板(6)将其分为左、右岩样放置室，左、右岩样放置室内分别设有圆形左岩样卡槽(5-1)和圆形右岩样卡槽(5-2)；紧邻圆形左、右岩样卡槽(5-1、5-2)下端分别设有排液孔道(4-1、4-2)；圆形左岩样卡槽(5-1)和圆形右岩样卡槽(5-2)的内侧分别设置有左橡胶圈(7-1)和右橡胶圈(7-2)，实心隔板(6)与左橡胶圈(7-1)构成左压力平衡室，实心隔板(6)与右橡胶圈(7-2)构成右压力平衡室，主箱体(1-1)上部两个孔道(3-1、3-2)分别与对应的左、右压力平衡室相连通，在主箱体(1-1)左右两边的端面上分别设置有上、下螺纹(15-1、15-2)，与连接体(1-2)端面上的上、下螺杆(16-1、16-2)相配套；
所述的主箱体(1-1)左右两侧配置有连接体(1-2)，连接体(1-2)和主箱体(1-1)材质、规格、截面大小相同但长度不等；连接体(1-2)内部设有圆柱体空腔(2-2)，圆柱体空腔(2-2)内设置圆形卡槽(5-3)，主箱体(1-1)的空腔(2-1)和圆柱体空腔(2-2)位置、截面形状大小保持一致；在连接体的另外一侧连接有管道(17-1)，在管道(17-1)的进口端设置有控制液体进出的阀门(18-2)和压力传感器(19-1)；连接体出口端的下部设有排液管道(17-2)，在排液管道17-2的端口设有开关(18-1)；
所述的左压力平衡室和右压力平衡室的结构相同，对称设置，左压力平衡室上端孔道(3-1)内设有控制液体进出的开关(18-5)以及压力传感器(19-4)，左压力平衡室左下方在主箱体(1-1)的排液孔道(4-1)内设置开关(18-3)以及压力传感器(19-2)；右压力平衡室上端孔道(3-2)内设有控制液体进出的开关(18-6)以及压力传感器(19-5)；右压力平衡室右下方在主箱体(1-1)的排液孔道(4-2)内设置开关(18-4)以及压力传感器(19-3)；空腔内左卡槽(20-1)、右卡槽(20-2)分别用来限位左橡胶圈(7-1)、右橡胶圈(7-2)。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "低渗透砂岩油藏渗吸规律研究";华方奇等;《大庆石油地质与开发》;20030630;第22卷(第3期);全文 * |
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