CN105974096A - 岩心流体饱和度耐压测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于岩心流体饱和度测量技术领域，目的是提供一种能重复使用、操作简便、测量准确度高的岩心流体饱和度耐压测量装置，包括釜体、胶筒、第一、第二堵头，釜体侧壁上设置围压注入口和围压出口，釜体内安装胶筒，胶筒的两端分别安装第一、第二堵头，第一堵头上设置压力注入口，第二堵头上设置压力排出口，釜体侧壁上设置多个注入通道和排出通道，压力注入口与注入通道连接，压力排出口与排出通道连接，胶筒的顶部和底部分别均匀设置多个电阻测点，釜体的侧壁上设置多个电阻率引出通道，金属导线的一端与电阻测点连接，另一端伸出釜体；胶筒的顶部和底部分别均匀设置多个压力测点，釜体的侧壁上设置多个压力引出通道，压力测点经金属管线与压力引出通道连接。

Description

岩心流体饱和度耐压测量装置

技术领域

本发明属于岩心流体饱和度测量技术领域，特别是涉及一种岩心流体饱和度耐压测量装置。

背景技术

在地质勘探和开采中，由于地下存在或残留大量剩余油，需要进一步勘探和开发，所以勘探开发研究人员就利用多种手段进行开采。在开采之前，必须评估地下油藏的储量及品位，以进一步评估开采的费用及利润。对于地下油藏品位的准确测定是一个世界级的难题，现在普遍采用的方法是对地下岩石中每一点油水含量即含油饱和度的测量，即对含油饱和度的测量。目前关于饱和度测量的主要方法有：X射线CT法、X射线吸收法、核磁共振法、微波吸收法和伽马射线衰减饱和度检测法，上述各方法均是测量模型剖面平均饱和度的变化，没有测量点饱和度的方法和仪器。目前进行地层物性研究的实验装置，模型采用环氧树脂浇灌成型方式进行包裹，每个模型仅能使用一次，且安装加工费时耗力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能重复使用、操作简便、测量准确度高的岩心流体饱和度耐压测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种岩心流体饱和度耐压测量装置，包括釜体、胶筒、第一、第二堵头，釜体的顶部安装上盖，釜体侧壁上设置围压注入口和围压出口，釜体内安装胶筒，胶筒的两端分别安装第一、第二堵头，第一、第二堵头的结构相同，第一、第二堵头内均匀分为多个区域，每个区域内分别设置便于液体流动的导流槽，第一堵头上在每个区域的中心位置分别设置压力注入口，第二堵头上在每个区域的中心位置分别设置压力排出口，釜体侧壁上设置多个注入通道和排出通道，压力注入口经注入管线与注入通道连接，压力排出口经排出管线与排出通道连接，胶筒的顶部和底部分别均匀设置多个电阻测点，釜体的侧壁上设置多个电阻率引出通道，电阻率引出通道内安装绝缘套，金属导线的一端与电阻测点连接，另一端穿过绝缘套伸出釜体；胶筒的顶部和底部分别均匀设置多个压力测点，釜体的侧壁上设置多个压力引出通道，压力测点经金属管线与压力引出通道连接。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述第一、第二堵头上分别安装定位螺柱。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述第一、第二堵头上不同区域之间通过密封圈隔绝。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述釜体为长方体形，胶筒为长方体形。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述釜体内顶部安装上支撑架，底部安装下支撑架，上、下支撑架上分别设置多个上、下支撑座，每个上、下支撑座上分别开设定位凹槽，釜体内后侧壁上安装多个后支撑座，每个后支撑座上开设定位凹槽，胶筒的顶部设置多个上定位块，底部设置多个下定位块，前侧设置多个前定位块，后侧设置多个后定位块，多个上定位块分别支撑在多个上支撑座上的定位凹槽内，多个下定位块分别支撑在多个下支撑座上的定位凹槽内，多个前定位块分别支撑在釜体前侧壁上，多个后定位块分别支撑在多个后支撑座上的定位凹槽内。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述注入通道的内端和外端分别安装第一、第二注入接头，排出通道的内端和外端分别安装第一、第二排出接头，压力注入口经注入管线与第一注入接头连接，压力排出口经排出管线与第一排出接头连接。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述压力测点包括设置在胶筒上的压铸口，压铸口内安装压力接头，压力引出通道的内端和外端分别安装第一、第二压力引出接头，压力接头经金属管线与第一压力引出接头连接。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述压铸口的外部安装金属固定环。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述电阻测点采用铜触点。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，进一步的，所述绝缘套与釜体之间设置密封圈进行密封。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

本装置采用胶筒对岩心进行整体夹持密封固定，并通过第一、第二堵头实现卡紧，可反复利用，避免了现有技术中通过环氧树脂浇灌成型方式不易反复利用的缺点，且安装方便，操作简便。本装置可耐高压达20MPa，通过釜体内的压力实现对岩样的夹持作用，通过围压模拟岩样的原始地层情况，在加围压的条件下，通过对岩样进行压力注入，模拟实际流程，胶筒上设置多个电阻测点和压力测点，可以同时测量胶筒内部压力场和电阻率分布场，实现了对岩心电阻率的测量，从而获得岩心饱和度分布特点。第一、第二堵头内均匀分为多个区域，可进行选择性的注入实验，每个区域内分别设置导流槽，对注入流体有引流作用，使注入液体均匀流入岩心内部，提高了测量准确度。

下面结合附图对本发明的岩心流体饱和度耐压测量装置作进一步说明。

附图说明

图1为本发明岩心流体饱和度耐压测量装置的主视图；

图2为图1中胶筒部分的放大图；

图3为本发明岩心流体饱和度耐压测量装置的俯视图；

图4为第一堵头的侧视图；

图5为第二堵头的侧视图；

图6为图3中A处放大图；

图7为图3中B处放大图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明岩心流体饱和度耐压测量装置包括釜体1、胶筒2、第一、第二堵头3、4，釜体1为长方体形，釜体1的顶部通过螺钉固定上盖11。釜体1侧壁上设置围压注入口和围压出口(图中未示出)。釜体1内顶部安装上支撑架12，底部安装下支撑架13，上、下支撑架12、13上分别设置多个上、下支撑座14、15，图中所示为3个，每个上、下支撑座14、15上分别开设定位凹槽16。釜体1内后侧壁上安装多个后支撑座17，图中所示为3个，每个后支撑座17上开设定位凹槽18。

胶筒2为长方体形，胶筒2的顶部设置多个上定位块21，底部设置多个下定位块22，前侧设置多个前定位块23，后侧设置多个后定位块24，多个上定位块21分别支撑在多个上支撑座14上的定位凹槽内，多个下定位块22分别支撑在多个下支撑座15上的定位凹槽内，多个前定位块23分别支撑在釜体1前侧壁上，多个后定位块24分别支撑在多个后支撑座17上的定位凹槽内，从而对胶筒2实现定位和固定。

胶筒2的两端分别安装第一、第二堵头3、4，第一、第二堵头3、4的结构相同，第一、第二堵头3、4内均匀分为多个区域，图中所示为三个区域，每个区域内分别设置便于液体流动的导流槽31，不同区域之间通过密封圈32隔绝。第一堵头3上在每个区域的中心位置分别设置压力注入口33，第二堵头4上在每个区域的中心位置分别设置压力排出口34。釜体1侧壁上设置多个注入通道5和排出通道6，注入通道5的内端和外端分别安装第一、第二注入接头51、52，排出通道6的内端和外端分别安装第一、第二排出接头61、62，压力注入口33经注入管线35与第一注入接头51连接，压力排出口34经排出管线36与第一排出接头61连接。釜体侧壁上设置注入通道和排出通道，压力注入口、压力排出口分别通过快速接头与注入通道、排出通道连接，便于整个装置的安装与拆卸。

第一、第二堵头3、4上分别安装定位螺柱37、38，用于调节胶筒2内腔的尺寸，以适用于各种尺寸的样品，对样品起到固定和保护的作用，保证样品和胶筒在釜体内运动和旋转的过程中不产生损坏。

胶筒2的顶部和底部分别均匀设置多个电阻测点7，电阻测点7的数量越多测量结果越准确，图中为9个，电阻测点7采用铜触点。釜体1的侧壁上设置多个电阻率引出通道71，电阻率引出通道71内安装绝缘套72，绝缘套72采用硬质工程塑料制成，绝缘套72与釜体1之间设置密封圈73进行密封，以保证环境压力。金属导线74的一端与电阻测点7连接，另一端穿过绝缘套72伸出釜体。绝缘套72采用快插方式安装在釜体上，便于拆装。绝缘套用于将金属导线和釜体进行绝缘，为测量岩心流体饱和度提供了保证。

胶筒2的顶部和底部分别均匀设置多个压力测点8，压力测点8包括设置在胶筒2上的压铸口81，压铸口81的外部安装金属固定环82，压铸口81内安装压力接头83，压力接头插入压铸口，即可实现密封，能实现快速接插和长期的密封性。压力接头83上连接金属管线84。压力测点的数量越多测量结果越准确，一般设置16个。釜体1的侧壁上设置多个压力引出通道9，压力引出通道9的内端和外端分别安装第一、第二压力引出接头91、92，金属管线84与第一压力引出接头91连接。釜体1侧壁上设置压力引出通道9，可将压力测点8通过管线引出以便于进行压力测量。

耐压性能及密封性能检测实验：

1、利用注入泵在围压注入口注入液体，直至围压出口有液体流出，然后在围压出口位置连接压力表，以表征围压压力，并用丝堵将各个第二压力引出接头封堵住；

2、将第二注入接头通过管线与另一个注入泵连接，并在第二排出接头处连接压力表；

3、首先对围压进行注入，注入压力设定为20MPa，再向岩样模型内注入驱替压力，注入压力为18MPa，保持48h后，压力表分别稳定在19.5MPa与16.7MPa，说明釜体能够承受20MPa压力，并且整个装置的密封性能良好。

通过万用表测量电阻测点位置及釜体的电阻，经过检测电阻测点位置能够导通，电阻测点与釜体不导通，说明本发明岩心流体饱和度耐压测量的绝缘性能良好，并能够通过电阻率测量法实现对岩样饱和度的测量。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置，使用时通过金属管线将第二压力接头与压力传感器连接，压力传感器的信号输出端与电脑的信号接收端口连接；将金属导线与电脑的信号接收端口连接。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置的测量过程为：

(1)测量之前首先把上盖11打开，把长方体形岩心10放入胶筒2内，然后往釜体1注入油，灌满之后盖上上盖11，用围压注入泵将釜体1内胶筒2外的围压打到10mpa；

(2)注水实验：将第二注入接头52通过管线分别与恒流注入泵连接，先向第一个压力注入口注入水，以2ml/min的速度注水，然后观察电脑主界面电阻率的变化，岩心10上与该压力注入口对应区域的电阻值会逐渐变小，其他区域的电阻值没有明显变化。当该区域电阻值不再变小时，向第二个压力注入口注入水，以此类推直到岩心10内所有区域的电阻值都不再变化，则饱和水实验完成；

(3)油驱水实验：先向第一个压力注入口注入油，以2ml/min的速度注油，然后观察电脑主界面电阻率的变化，岩心上与该压力注入口对应区域的电阻值会逐渐变小，其他区域的电阻值没有明显变化。当该区域电阻值不再变小时，向第二个压力注入口注入油，以此类推直到岩心内所有区域的电阻值都不再变化，则油驱水实验完成；

(4)水驱油实验：先向第一个压力注入口注入水，以2ml/min的速度注水，然后观察电脑主界面电阻率的变化，岩心上与该压力注入口对应区域的电阻值会逐渐变小，其他区域的电阻值没有明显变化。当该区域电阻值不再变小时，向第二个压力注入口注入水，以此类推直到岩心内所有区域的电阻值都不再变化，则水驱油实验完成。

通过上述第(2)、(3)、(4)步骤得出的饱和电阻值，可计算出岩心内各个区域的含水饱和度和含油饱和度。

本发明岩心流体饱和度耐压测量装置主要是对地层样品进行物理模拟，对模型的模拟岩样进行加持处理，通过加围压和注入压力来模拟地层压力和岩样的流动压力，通过模型模拟真实地层中岩样的实际情况，对岩样中不同压力点和电阻值等数据进行采集处理，从而得出岩心饱和度分布特点。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：包括釜体、胶筒、第一、第二堵头，釜体的顶部安装上盖，釜体侧壁上设置围压注入口和围压出口，釜体内安装胶筒，胶筒的两端分别安装第一、第二堵头，第一、第二堵头的结构相同，第一、第二堵头内均匀分为多个区域，每个区域内分别设置便于液体流动的导流槽，第一堵头上在每个区域的中心位置分别设置压力注入口，第二堵头上在每个区域的中心位置分别设置压力排出口，釜体侧壁上设置多个注入通道和排出通道，压力注入口经注入管线与注入通道连接，压力排出口经排出管线与排出通道连接，胶筒的顶部和底部分别均匀设置多个电阻测点，釜体的侧壁上设置多个电阻率引出通道，电阻率引出通道内安装绝缘套，金属导线的一端与电阻测点连接，另一端穿过绝缘套伸出釜体；胶筒的顶部和底部分别均匀设置多个压力测点，釜体的侧壁上设置多个压力引出通道，压力测点经金属管线与压力引出通道连接。

2.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述第一、第二堵头上分别安装定位螺柱。

3.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述第一、第二堵头上不同区域之间通过密封圈隔绝。

4.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述釜体为长方体形，胶筒为长方体形。

5.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述釜体内顶部安装上支撑架，底部安装下支撑架，上、下支撑架上分别设置多个上、下支撑座，每个上、下支撑座上分别开设定位凹槽，釜体内后侧壁上安装多个后支撑座，每个后支撑座上开设定位凹槽，胶筒的顶部设置多个上定位块，底部设置多个下定位块，前侧设置多个前定位块，后侧设置多个后定位块，多个上定位块分别支撑在多个上支撑座上的定位凹槽内，多个下定位块分别支撑在多个下支撑座上的定位凹槽内，多个前定位块分别支撑在釜体前侧壁上，多个后定位块分别支撑在多个后支撑座上的定位凹槽内。

6.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述注入通道的内端和外端分别安装第一、第二注入接头，排出通道的内端和外端分别安装第一、第二排出接头，压力注入口经注入管线与第一注入接头连接，压力排出口经排出管线与第一排出接头连接。

7.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述压力测点包括设置在胶筒上的压铸口，压铸口内安装压力接头，压力引出通道的内端和外端分别安装第一、第二压力引出接头，压力接头经金属管线与第一压力引出接头连接。

8.根据权利要求7所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述压铸口的外部安装金属固定环。

9.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述电阻测点采用铜触点。

10.根据权利要求1所述的岩心流体饱和度耐压测量装置，其特征在于：所述绝缘套与釜体之间设置密封圈进行密封。