CN1065936A

CN1065936A - 岩心气体渗透率仪

Info

Publication number: CN1065936A
Application number: CN 91107180
Authority: CN
Inventors: 严恕荪; 刘键平; 刘平
Original assignee: Geological Prospecting & Exploiting Research Academy Sichuan Petroleum Admini
Current assignee: Geological Prospecting & Exploiting Research Academy Sichuan Petroleum Admini
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1992-11-04

Abstract

本发明是一种石油天然气勘探开发中测定岩石油层物理性质参数的仪器装置，由岩心夹持器，橡胶套筒模具，压力测量仪，气体质量流量计、微型高压计量泵，高压氧气减压器及微机组成。本发明可测定全直径岩心9种直径、柱塞岩心3种直径和测定岩心水平及垂直以及致密岩石渗透率。具有操作自动化，减轻劳动强度，成本低和提高工效等优点。

Description

本发明涉及一种石油与天然气勘探开发中对岩石的油层物理性质测定仪器。

目前美国具有全直径岩心渗透率仪，柱塞岩心渗透率仪可供测定，但其缺点是测量范围较小，只能测定渗透率为1×10^-5μm²以上的岩石，同时只能测定岩心直径为φ2.54cm、φ6.3cm、φ9cm及φ11cm的渗透率;不能满足碳酸盐岩低渗透率的要求。

我国胜利油田仿制过美国的仪器能测定较高渗透率的全直径岩心渗透率仪，其测量范围和测量岩心直径与美国的近似;四川石油管理局研究院六十年代也研制过全直径岩心渗透率仪，但由于仪器过于笨重，操作极不方便，而未能推广应用。

本发明的目的是克服现有渗透率测定仪不能测定低渗透率的岩石和测定岩心不同大小直径少，以及仪器笨重，操作不便等缺点而设计的一种岩心气体渗透仪;该仪器能测定渗透率为1×10^-5μm²以下的岩石，又可以测定全直径岩心9种直径和柱塞岩心的3种直径，具有操作自动化，减轻劳动强度及提高工效等优点。

本发明由岩心夹持器、橡胶套筒模具、压力测量仪、气体质量流量计，微型高压计量泵，高压氧气减压器及微机组成。岩心夹持器（见图1）其侧面对称地开了两个孔，用侧向接头籍以测定水平渗透率，该接头上带有φ18×5.7及φ20.6×2.4的O型盘根，由O型盘根与橡胶套筒上的硫化咀子接触而产生密封。测垂直渗透率时，把两个侧向接头换为两个堵头。岩心夹持器有三种不同规格：即外径φ155、φ130长均为312mm，能测定直径φ63、φ66、φ68、φ70、φ72、φ74、φ107.6、φ103及φ105长100mm的岩心;其中φ70的橡胶套筒尚能测定长为57mm的岩心。以上9种尺寸的岩心用两种规格的夹持器即可测定，达到一器多用。

小岩心夹持器，外径φ90，长200mm能测定φ25.4、φ25、φ23种直径，长度为20-50mm的岩样。

两个大岩心夹持器其变径方法采取在岩心室盖上加套子的措施。从而使三对岩心室盖与φ63×φ66、φ63×φ68、φ70×φ72、φ70×φ74、φ74×φ101.6、φ74×φ103及φ74×φ105、7种规格的套子套上后使用，节约了九对岩心室盖的加工，简化了设备，节约了开支。

橡胶套筒模具，由压膜、心轴及嵌件组成（见附表）利用19根心轴，加丁睛橡胶可制成水平与垂直渗透率橡胶套筒的加工，形成了系统的加工工序（见图2、图3、图4）

压力测量仪由5个档次的压力传感器组成，精度由0.4级提高到0.2级，它们是：0-0.01MPa，0-0.1MPa;0-1MPa;0-10MPa。（入口压力）和0-20MPa（环压：0.5级）。微机与压力测量仪相联结，压力传感器将管道中的岩心入口压力变换为毫伏级电压信号，将此信号送入压力测量仪进行高精度放大为0-5V模拟电压供微机进行A/D转换时使用。

采用TMF-G气体质量流量计，精度±1.5%，该流量计备有0-10mA标准电流信号输出，测量范围为0-3L/h，带旁通可扩大量程为0-200L/h。气体质量流量计核心部分是流量传感器，由安装在通过岩心的气体出口管道上的测量电桥和补偿电桥组成。测量电桥的不平衡输出反映了管道内气体的流量。将测量电桥的输出信号送入运算放大器放大为毫安级电流。原仪表输出端加接500Ω±0.1%精密电阻，变换为0-5V模拟电压供微机进行A/D转换时使用。

采用WZj-Ⅰ微型高压计量泵（电动泵）体积小，其最高工作压力可达25MPa，工作介质用清水，节约成本，不污染岩心，3分钟内即可加压完毕，既节省体力，又提高了工效。该泵装在自行设计的夹持器柜内。

现研制制成6MPa的氧气减压器，能耐高压，简化了中间容器，又保证了安全。（一般氧气减压器只能加压1.4MPa不能满足本设备要求。）

本系统选用APPLE-Ⅱe微机通用A/D转换插件板，其核心器件为CMOS集成电路ADCO816为8位16通道A/D转换器，转换时间小于100μs;模拟电压信号用屏蔽线送入A/D转换器。

本系统选用了价格低廉、性能稳定的APPLE-Ⅱe微型计算机为便于人机对话，增加了联想式汉卡，它包括了全部国标一、二级汉字库。在荧光屏汉字提示下逐步进行操作，就能得到用汉字打印出的测定结果。

由于本发明可测全直径岩心9种直径，柱塞岩心3种直径。（美国只能测定3种直径）可测定岩心的水平渗透率、垂直渗透率及致密岩渗透率，测量下限为1×10^-8-1μm²;电动泵加压，与微机联结实现计算、打印报告自动化;橡胶套筒经久耐用，成本较低。

图面说明：

图1岩心夹持器总体图

1-手柄;8-O型盘根;

2-岩心室盖;9-O型盘根;

3-壳体;10-侧向接头;（母扣）

4-O型盘根;11-侧向接头;（公扣）

5-橡胶套筒;12-O型盘根;

6-岩心垫;13-岩心;

7-O型盘根;14-手柄球。

图2，水平渗透率心轴图;

图3，垂直渗透率心轴图;

图4，岩心橡胶套筒压胶模总体图。

1-心轴1;8-手把;

2-心轴2;9-内六角螺钉M6×25

3-定位板;10-嵌件心轴Ⅰ;

4-上模;11-嵌件心轴Ⅱ;

5-定位板;12-手把

6-下模;13-内六角螺钉M6×25

7-定位钉;φ12×19×110

图5柱塞岩样橡胶套模具总体图

1-橡胶套筒模具上盖;3-橡胶套筒模具外壳;

2-橡胶套筒模具下盖;4-橡胶套模具心轴。

图6，水平渗透率橡胶套筒图

图7，垂直渗透率橡胶套筒图

图8，柱塞岩样橡胶套筒图

图9，岩心气体渗透率仪流程图

1或8-气瓶;25-质量流量计;

2-φ6×3不锈钢管;26-微机;

3-干燥塔;27-电动泵;

4-压力调节器;28-岩心夹持器;

10-干燥塔;

7-定值器;

24-压力测量仪;

图10微机数据采集与处理框图

图11，岩心气体渗透率仪整机配套示意图

1、2-岩心夹持器;7-微机屏幕;

3-夹持器柜;8-磁盘驱动器;

4-操作台;9-键盘;

5-气体质量流量计;10-打印机;

6-压力测量仪;11-微机操作台。

图12，岩心气体渗透率仪操作台图

附表全直径岩心渗透率橡胶套模具配套一览表

结合图9具体实施方式如下：

开启荧光屏显示器电源26，把程序软盘插入左侧驱动器中，启动主机电源使程序调入主机中，程序输完后，荧光屏将自动显示，按操作步骤输入各项参数。将钻取的岩心30烘干，放入橡胶套筒31中，然后再将橡胶套筒放入岩心夹持器28中，启动电动泵27加环压;开气瓶1或8，调节调压阀4或7。视岩样致密或疏松程度加入口压力，打开压力测量仪24中19-22之任一阀门，则显示入口压力，输入微机26中，入口压力稳定后，待一定时间后气体通过岩心经气体质量流量计中显示mA数，由标准电阻转换成mV后输入微机26中，此时微机自动采集气体流量与压力，按要求测4次入口压力，4次气体流量，数据显示在屏幕上，可存盘，可打印，按要求关机，放入口压力及环压取出岩心，测量过程完毕。

Claims

1、一种岩心气体渗透率仪，其特征在于由岩心夹持器，橡胶套筒膜具、压力测量仪，气体质量流量计、高压氧气

减压器及微机组成。

2、如权利要求1所述岩心气体渗透率仪，其特征在于岩心夹持器由高强度钢制成，大岩心夹持器其侧面开两个孔，用侧向接头连接可测水平渗透率，测垂直渗透率时把侧向接头换为两个堵头。

3、如权利要求1所述岩心气体渗透率仪，其特征在于橡胶套筒模具由压膜、心轴及嵌件组成。

4、如权利要求1所述岩心气体渗透率仪，其特征在于压力测量仪由0-0.01MPa、0-0.1MPa，0-1MPa，0-10MPa及0-20MPa5个档次的压力传感器组成。