CN106323402A - 岩心驱替实验的流量测量方法及其流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种岩心驱替实验的流量测量方法及其流量测量装置，其中，流量测量方法包括：步骤1，将压力装置、岩心样本与收集装置通过管道顺次连通；步骤2，在收集装置和管道内注入驱替液；步骤3，在收集油相和气相的收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过第一浮标区分油相和驱替液界面，通过第二浮标区分油相和气相界面；步骤4，通过压力装置对岩心样本进行驱替，并通过收集装置获取岩心样本内的油相和气相；步骤5，根据第一浮标和第二浮标，获取岩心样本内油相和气相的体积。通过本发明提供的流量测量方法能够解决现有技术中实验数据不准确的问题。

Description

岩心驱替实验的流量测量方法及其流量测量装置

技术领域

本发明涉及流量测量技术领域，具体而言，涉及一种岩心驱替实验的流量测量方法及其流量测量装置。

背景技术

目前，在对致密岩进行驱替实验的过程中，通过获取致密岩内的水、油和气的流量，能够获得地层中岩心整体内部的流体体积。

由于致密岩具有孔隙度和渗透率低的特点，因此在对致密岩进行驱替实验时，驱替速度慢，驱替出的油相和气相量很小，再考虑到油相挥发等因素的影响，实验中流量的测量误差相对较大。并且，现有技术中采用敞口量筒来进行计量，该方法无法捕获气相，无法对气相流量进行统计。因此，现有技术中，为了克服该缺陷，在细玻璃管内加注一段粘稠液体进行封堵，通过该装置来获取气相。

现有技术中由于致密岩驱替出的油相和气相量小，并且如果驱替出的油相颜色较淡则会造成油水界面和油气界面难以分辨，使实验人员很难进行计量统计，造成实验数据不准确。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种岩心驱替实验的流量测量方法及其流量测量装置，以解决现有技术中实验数据不准确的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种岩心驱替实验的流量测量方法，包括：步骤1，将压力装置、岩心样本与收集装置通过管道顺次连通；步骤2，在收集装置和管道内注入驱替液；步骤3，在收集油相和气相的收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过第一浮标区分油相和驱替液界面，通过第二浮标区分油相和气相界面；步骤4，通过压力装置对岩心样本进行驱替，并通过收集装置获取岩心样本内的油相和气相；步骤5，根据第一浮标和第二浮标，获取岩心样本内油相和气相的体积。

进一步地，在执行步骤3之前，测量方法还包括：步骤6，在收集装置内注入油相和气相。

进一步地，在执行步骤4之前，测量方法还包括：步骤7，测量实际地层的压力，获取实际地层的压力值；步骤8，根据实际地层的压力值，对管道和收集装置内的驱替液施加压力。

进一步地，步骤5具体包括：步骤9，观察第一浮标和第二浮标，获取第一浮标和第二浮标的位置变化量；步骤10，根据第一浮标和第二浮标的位置变化量，计算岩心样本内油相和气相的体积。

根据本发明的另一方面，提供了一种岩心驱替实验的流量测量装置，测量装置包括：样本容纳装置，用于容纳岩心样本；压力装置，用于向岩心样本内注入驱替液；收集装置，用于收集岩心样本内的油相和气相；管道，用于将压力装置、样本容纳装置和收集装置顺次连通；用于区分油相与驱替液界面的第一浮标，设置在收集装置内；用于区分油相与气相界面的第二浮标，设置在收集装置内。

进一步地，测量装置还包括：压力控制阀，设置在收集装置的末端。

进一步地，管道包括：第一管道，用于连通样本容纳装置和压力装置；第二管道，用于连通样本容纳装置和收集装置；第三管道，用于连通收集装置和压力控制阀。

进一步地，测量装置还包括：加压组件，用于向管道和收集装置内加压。

进一步地，测量装置还包括：压力测量仪，用于检测管道内的压力值。

进一步地，测量装置还包括：缓冲容器，压力装置、样本容纳装置、收集装置和缓冲容器顺次连接。

进一步地，测量装置还包括：用于阻挡气体通过的过滤装置，设置在第三管道内。

应用本发明的技术方案，先通过管道将压力装置、岩心样本和收集装置顺次连通，并在收集装置和管道内注入驱替液，以做好前期准备工作，然后再收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过第一浮标区分油相与驱替液界面，通过第二浮标区分油相和气相界面，如此能够清晰地观察出岩心样本在驱替过程中，油相与气相的变化量，进而能够通过油相变化量计算出岩心样本的油相体积，通过气相变化量计算得出气相体积。如此能够准确得到岩心样本内油相和气相体积，提高实验准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的岩心驱替实验的流量测量方法的流程图；

图2示出了根据本发明又一实施例提供的岩心驱替实验的流量测量方法的流程图；

图3示出了根据本发明又一实施例提供的岩心驱替实验的流量测量方法的流程图；

图4示出了根据本发明又一实施例提供的岩心驱替实验的流量测量方法的流程图；

图5示出了根据本发明实施例提供的岩心驱替实验的流量测量装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、样本容纳装置；20、压力装置；30、收集装置；41、第一浮标；42、第二浮标；50、压力控制阀；61、第一管道；62、第二管道；63、第三管道；70、加压组件；80、压力测量仪；90、缓冲容器；100、半渗透隔板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种岩心驱替实验的流量测量方法，包括：

步骤1，将压力装置、岩心样本与收集装置通过管道顺次连通。

通过压力装置对岩心样本进行加压，其中，压力装置的工作压力可根据岩心样本参数的不同进行调整。通过收集装置对岩心样本内的油相和气相进行收集。具体地，岩心样本通过样本容纳装置夹持后，岩心样本的一端与压力装置连通，岩心样本的另一端与收集装置连通。其中，压力装置可设置为压力泵，收集装置可设置为容器，该容器具有导通状态和封闭状态的端口。

步骤2，在收集装置和管道内注入驱替液。

在本实施例中，对收集装置和管道内注入驱替液，以做好驱替实验的前期准备工作，并且通过在收集装置内注入驱替液，可通过驱替液排出收集装置内的空气，以降低收集装置内空气对气相测量带来的影响。

步骤3，在收集油相和气相的收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过第一浮标区分油相和驱替液界面，通过第二浮标区分油相和气相界面。

在进行驱替实验之前，在收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过第一浮标区分油相和驱替液的界面，通过第二浮标区分油相和气相的界面。如此能够较为准确地判断出油相和驱替液之间的分界线、油相和气相之间的分界线，避免由于岩心样本内油相颜色较浅无法判断其在收集装置中的位置的情况发生。

步骤4，通过压力装置对岩心样本进行驱替，并通过收集装置获取岩心样本内的油相和气相。

启动压力装置，通过压力装置对管道内的驱替液进行加压，进而将岩心样本内的油相和气相驱替至收集装置中。

步骤5，根据第一浮标和第二浮标，获取岩心样本内油相和气相的体积。

待收集装置将岩心样本内的油相和气相收集完毕后，通过观察第一浮标和第二浮标实验前和实验后的所在的位置，即可计算获取岩心样本内的油相和气相体积。

通过本发明实施例提供的岩心驱替实验的流量测量方法，先通过管道将压力装置、岩心样本和收集装置顺次连通，并在收集装置和管道内注入驱替液，以做好前期准备工作，然后再收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过第一浮标区分油相与驱替液界面，通过第二浮标区分油相和气相界面，如此能够清晰地观察出岩心样本在驱替过程中，油相与气相的变化量，进而能够通过油相变化量计算出岩心样本的油相体积，通过气相变化量计算得出气相体积。如此能够准确得到岩心样本内油相和气相体积，提高实验准确性。

如图2所示，在执行步骤3之前，该测量方法还包括步骤6，即在收集装置内注入油相和气相。

在本实施例中，在进行驱替实验之前，先在收集装置内注入一定量的油相和气相，能够预先区分油相和驱替液之间的界面、油相和气相之间的界面，如此能够增加测量油相变化量和气相变化量的准确度。

如图3所示，在执行步骤4之前，测量方法还包括：

步骤7，测量实际地层的压力，获取实际地层的压力值。

通过步骤7，预先对该岩心样本所在的地层进行压力测量，以获取实际地层中的压力值。

步骤8，根据实际地层的压力值，对管道和收集装置内的驱替液施加压力。

在本实施例中，其中，在收集装置的末端设置一个压力控制阀，当收集装置一侧的驱替液的压力大于预设值时，该压力控制阀处于打开状态；当收集装置一侧的驱替液的压力小于或等于预设值时，该压力控制阀处于关闭状态。根据测得的实际地层的压力值，对管道和收集装置内的驱替液施加压力，在施加压力前，可调节压力控制阀，使压力控制阀的预设压力稍大于压力装置的工作压力，具体地，该预设压力在10至20MPa范围内选取即可。调节后，对驱替液进行加压，使其与实际地层压力值相同，以营造高压环境，如此能够模拟通过实验模拟实际地层环境，进而能够更为准确的测量处岩心样本内的油相和气相值，并通过该实验真实反映实际地层环境中岩心内部的流体体积。此外，在进行驱替之前，将压力控制阀的预设压力调节为稍低于压力装置的工作压力，如此能够减少压力装置一侧与收集装置一侧的压力差，使整体装置保持稳定。

如图4所示，其中，步骤5具体包括：

步骤9，观察第一浮标和第二浮标，获取第一浮标和第二浮标的位置变化量。

在本实施例中，可通过光学或电磁仪器自动测量第一浮标和第二浮标的位置，通过仪器测量能够增加测量准确性。

步骤10，根据第一浮标和第二浮标的位置变化量，计算岩心样本内油相和气相的体积。

通过两个浮标的位移变化量再结合收集装置的尺寸，即可计算得出岩心样本内的油相和气相的体积。

如图5所示，本发明提供一种岩心驱替实验的流量测量装置，该测量装置包括样本容纳装置10、压力装置20、收集装置30、管道、第一浮标41和第二浮标42。通过管道将压力装置20、样本容纳装置10和收集装置30顺次连通。其中，样本容纳装置10用于对岩心样本进行夹持，压力装置20用于向岩心样本内注入驱替液，收集装置30用于收集岩心样本内的油相和气相。第一浮标41和第二浮标42均设置在收集装置30内，通过第一浮标41区分油相与驱替液的界面，通过第二浮标42区分油相与气相的界面。

应用本发明提供的岩心驱替实验的流量测量装置，通过样本容纳装置10固定岩心样本，通过压力装置20对岩心样本进行加压，通过收集装置30对岩心样本内的油相和气相进行收集，其中，通过在收集装置30内设置的第一浮标41区分油相和驱替液的界面，通过第二浮标42区分油相与气相界面，在实验时，通过观察第一浮标41和第二浮标42的变化即可清楚、准确测量油相和气相体积，进而提高了该驱替实验的准确性。

其中，在本实施例中，该测量装置还包括压力控制阀50，压力控制阀50设置在收集装置30的末端。具体地，压力装置20、样本容纳装置10、收集装置30以及压力控制阀50通过管道顺次连通。该压力控制阀50具有打开状态和关闭状态，当收集装置30一侧的压力大于压力控制阀50的预设压力时，压力控制阀50处于打开状态；当收集装置30一侧的压力小于或等于压力控制阀50的预设压力时，压力控制阀50处于关闭状态。通过设置压力控制阀50，能够减少压力装置20一侧与收集装置30一侧的压力差，使驱替过程中更加稳定。作为优选实施例，该压力控制阀50的预设压力值可调，如此方便工作人员根据实际情况进行调节。在本实施例中，该压力控制阀50采用回压阀。

具体地，该管道包括第一管道61、第二管道62以及第三管道63。其中，第一管道61用于连通样本容纳装置10和压力装置20，第二管道62用于连通样本容纳装置10和收集装置30，第三管道63用于连通收集装置30和压力控制阀50。

在本实施例中，该测量装置还包括加压组件70，加压组件70用于向管道和收集装置30内加压。具体地，加压组件70包括导管和阀门，加压组件70为两组，一组向压力装置20一侧的驱替液进行加压，另一组向收集装置30一侧的驱替液进行加压。具体地，加压组件70分为第一加压组件和第二加压组件，第一加压组件与第一管道61连通，第二加压组件与第三管道63连通。加压时，利用外界设备同时向第一加压组件和第二加压组件加压，并加压至同等压力，加压值可依据岩石样本所在的实际地层压力值而定，通过该加压组件70可模拟实际地层环境，使驱替得到的数据更加准确。

具体地，该测量装置还包括压力测量仪80，通过压力测量仪80检测管道内的压力值，作为优选实施例，在第一管道61和第三管道63上分别设置一个压力测量仪80，以检测样本容纳装置10两端的压力值。

在本实施例中，该测量装置还包括缓冲容器90，压力装置20、样本容纳装置10、收集装置30和缓冲容器90顺次连接。在进行驱替实验时，通过缓冲容器90能够对收集装置30一侧进行缓冲，避免开始时收集装置30所受压力过大。

在应用本实施例提供的装置进行实验时，首先可打开两组加压组件70的阀门，通过这两个阀门对整体装置注入驱替液，并通过注入驱替液的方式，使装置内的空气尽可能排出，以避免装置内空气对测量数据造成影响。其中，可在收集装置30上端设置一端口，通过该端口能够向收集装置30中预先注入一定体积的油和气，以使油相和驱替液界面、油相和气相界面相隔一定距离，便于实验人员进行区分，再将该端口封闭。其中，油相和驱替液的界面通过第一浮标41的位置确定，油相和气相的界面通过第二浮标42的位置确定。在通过加压组件70加压之前，先调节回压阀的预设压力值，使预设压力值大于压力装置20的工作压力。再通过加压组件70向压力装置20一侧和收集装置30一侧同时施加压力，使实验装置内的压力与岩心样本所在的地层环境压力相同，通过加压组件70能够模拟实际地层环境，使测得的数据更加准确。并且，为了保证岩心样本内驱替出的气体尽量汇聚在收集装置30内，可在第三管道63内设置过滤装置，具体地，该过滤装置靠近收集装置30的末端设置。在本实施例中，该过滤装置为半渗透隔板100，通过半渗透隔板100阻挡气体通过。做完上述准备工作后，先调低回压阀的预设压力值，使预设压力值稍低于压力装置20的工作压力值，如此使压力装置20侧与收集装置30侧的压力差值较小，保持整体驱替过程的稳定性。再对岩心样本进行驱替，岩心样本内的油相和气相在经过收集装置30时，由于驱替过程缓慢，油相和气相能够在收集装置30内充分分层，其油相和气相的变化量通过第一浮标41和第二浮标42测量得出，即可得到岩心样本内油相和气相的体积。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种岩心驱替实验的流量测量方法，其特征在于，包括：

步骤1，将压力装置、岩心样本与收集装置通过管道顺次连通；

步骤2，在所述收集装置和所述管道内注入驱替液；

步骤3，在收集油相和气相的所述收集装置内放入第一浮标和第二浮标，通过所述第一浮标区分油相和所述驱替液界面，通过所述第二浮标区分油相和气相界面；

步骤4，通过所述压力装置对所述岩心样本进行驱替，并通过所述收集装置获取所述岩心样本内的油相和气相；

步骤5，根据所述第一浮标和所述第二浮标，获取所述岩心样本内油相和气相的体积。

2.根据权利要求1所述的岩心驱替实验的流量测量方法，其特征在于，在执行所述步骤3之前，所述流量测量方法还包括：

步骤6，在所述收集装置内注入油相和气相。

3.根据权利要求1所述的岩心驱替实验的流量测量方法，其特征在于，在执行所述步骤4之前，所述流量测量方法还包括：

步骤7，测量实际地层的压力，获取实际地层的压力值；

步骤8，根据所述实际地层的压力值，对所述管道和所述收集装置内的驱替液施加压力。

4.根据权利要求1至4中任一项所述的岩心驱替实验的流量测量方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：

步骤9，观察所述第一浮标和所述第二浮标，获取所述第一浮标和所述第二浮标的位置变化量；

步骤10，根据所述第一浮标和所述第二浮标的位置变化量，计算所述岩心样本内油相和气相的体积。

5.一种岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置包括：

样本容纳装置(10)，用于容纳岩心样本；

压力装置(20)，用于向所述岩心样本内注入驱替液；

收集装置(30)，用于收集所述岩心样本内的油相和气相；

管道，用于将所述压力装置(20)、所述样本容纳装置(10)和所述收集装置(30)顺次连通；

用于区分油相与驱替液界面的第一浮标(41)，设置在所述收集装置(30)内；

用于区分油相与气相界面的第二浮标(42)，设置在所述收集装置(30)内。

6.根据权利要求5所述的岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置还包括：

压力控制阀(50)，设置在所述收集装置(30)的末端。

7.根据权利要求6所述的岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述管道包括：

第一管道(61)，用于连通所述样本容纳装置(10)和所述压力装置(20)；

第二管道(62)，用于连通所述样本容纳装置(10)和所述收集装置(30)；

第三管道(63)，用于连通所述收集装置(30)和所述压力控制阀(50)。

8.根据权利要求5所述的岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置还包括：

加压组件(70)，用于向所述管道和所述收集装置(30)内加压。

9.根据权利要求5所述的岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置还包括：

压力测量仪(80)，用于检测所述管道内的压力值。

10.根据权利要求5所述的岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置还包括：

缓冲容器(90)，所述压力装置(20)、所述样本容纳装置(10)、所述收集装置(30)和所述缓冲容器(90)顺次连接。

11.根据权利要求7所述的岩心驱替实验的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量装置还包括：

用于阻挡气体通过的过滤装置，设置在所述第三管道(63)内。