CN109915126A - 含油岩石的渗吸采出程度的测定方法和渗吸试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采研究领域，公开了一种含油岩石的渗吸采出程度的测定方法和渗吸试验装置。所述测定方法包括：第一步，测量含油岩石在第一渗吸液中所受到的重力，并获取第一重力数据；第二步，渗吸第一预定时间后，再次测量含油岩石所受到的重力，并获取第二重力数据；第三步，测量含油岩石在第二渗吸液中所受到的重力，并获取第三重力数据；第四步，根据第一重力数据、第二重力数据、第三重力数据、第一渗吸液的密度、第二渗吸液的密度和含油岩石渗吸出的渗吸油的密度计算出渗吸油的体积，第五步，根据渗吸油的体积和含油岩石的相关参数计算出渗吸采出程度。通过上述测定方法能够更加准确的得出含油岩石中的渗吸油的采出程度。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采研究领域，具体地涉及含油岩石的渗吸采出程度的测定方法和渗吸试验装置。
背景技术
致密岩油藏属于非常规石油资源类型，多赋存在低孔隙度、低渗透率的非常规储层。并且，由于地层水的长期浸泡，地下岩石都表现出了亲水的特性。当油水两相共存于岩石孔隙中，由于湿润性的差异，使得油水界面呈弯液面。弯液面两侧压力不相等，油相压力高于水相压力从而形成压力差，由该压力差而形成的作用力为毛细管力，在毛细管力的作用下，水将进入岩石孔隙从而把原油驱替出来，即为渗吸过程。
目前，渗吸作用成为研究致密油藏及低渗透油藏的重要机理。在研究致密、低渗的含油岩石的渗吸作用时，需要计量渗吸产油量，计量渗吸过程中产油量的方法通常采用称重法，即将含油岩石悬挂浸入地层水中，含油岩石与天平连接，利用岩石重力、浮力与天平支持力三力受力平衡，通过读取天平的数据可求取岩石渗吸过程中的重力变化，然后根据重量变化和油的密度等参见进行进一步计算，得出产油量。
但是，随着渗吸过程的进行，含油岩石逐渐置于地层水和原油的混合溶液中，溶液的密度逐渐减小，而溶液的整体体积不变，使得岩石所受浮力逐渐减小，该浮力的变化对计量结果造成的影响无法估量，导致计量结果存在误差，同时，随着渗吸过程的进行，地层水不断挥发，含油岩石所受的浮力也随着地层水的挥发而发生变化，同样导致计量结果不够精确。
因此，希望有一种方法能够克服或者至少减轻现有技术的上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的含油岩石的渗吸采出程度计算不精确的问题，提供含油岩石的渗吸采出程度的测定方法，该方法能够有效提高含油岩石的渗吸采出程度的计算精度。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种含油岩石的渗吸采出程度的测定方法，所述测定方法包括：
第一步，将含油岩石放置于渗吸瓶中，并向所述渗吸瓶中充入第一渗吸液至预定水位线处，通过重力感测装置测量所述含油岩石所受到的重力，并获取第一重力数据；
第二步，使得所述含油岩石渗吸第一预定时间后，向所述渗吸瓶中再次充入所述第一渗吸液至预定水位线处，通过所述重力感测装置测量所述含油岩石所受到的重力，并获取第二重力数据；
第三步，将所述渗吸瓶中的所述第一渗吸液排空，并向所述渗吸瓶中充入第二渗吸液至所述预定水位线处，其中，所述第二渗吸液的密度大于所述第一渗吸液的密度，通过所述重力感测装置测量所述含油岩石所受到的重力，并获取第三重力数据；
第四步，根据所述第一重力数据、所述第二重力数据、所述第三重力数据、所述第一渗吸液的密度、所述第二渗吸液的密度和所述含油岩石渗吸出的渗吸油的密度计算出所述渗吸油的体积，
第五步，根据所述渗吸油的体积、所述含油岩石的含油饱和度、所述含油岩石的孔隙度和所述含油岩石的体积计算出所述含油岩石的渗吸采出程度。
优选地，所述第一渗吸液为地层水，所述第二渗吸液为盐水，其中，所述盐水的密度大于所述地层水。
优选地，所述地层水的密度比所述盐水的密度大0.05～0.3g/cm3。
优选地，沿重力方向，所述渗吸瓶的顶部形成有计量管，所述计量管包括与所述渗吸瓶的内部腔室连通的内管和套设于所述内管的外周的外管，其中，所述内管和所述外管之间形成有计量间隙，所述内管的顶部与所述计量间隙连通，所述计量间隙的底部形成有密封底板，所述预定水位线为所述内管的顶部边缘。
优选地，所述渗吸油包括漂浮于所述第一渗吸液或所述第二渗吸液的表面的漂浮油和粘滞于所述含油岩石的表面的粘滞油。
优选地，所述漂浮油的采出程度计算公式为：
其中，在上述计算公式中，
S0表示所述含油岩石的含油饱和度，单位为％；
Φ表示所述含油岩石的孔隙度，单位为％；
V表示所述含油岩石的体积，单位为cm3；
Rf表示所述含油岩石渗吸所述第一预定时间后所述漂浮油的采出程度，单位为％；
ΔVf表示所述含油岩石渗吸所述第一预定时间后，采出的所述漂浮油的体积，单位为cm3。
优选地，在所述漂浮油的采出程度计算公式中，所述漂浮油的体积ΔVf包括根据计算公式：计算的第一数值和从所述渗吸瓶的读数部读出的第二数值，其中，
当所述第一数值和所述第二数值之间的差值小于或者等于预定差值时，所述漂浮油的体积ΔVf为所述第一数值和所述第二数值的平均数；
当所述第一数值和所述第二数值之间的差值小于或者等于预定差值时，需重新计算和/或读取所述漂浮油的体积，
在上述计算公式中，
mi表示所述含油岩石渗吸所述第一预定时间后，所述含油岩石在所述第一渗吸液中的质量，mi根据所述第二重力数据获取，单位为g；
m0表示所述含油岩石在初始状态时在所述第一渗吸液中的质量，m0根据所述第一重力数据获取，单位为g；
ρw表示所述第一渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ρo表示所述渗吸油的密度，单位为g/cm3。
优选地，所述粘滞油的采出程度计算公式为：
式中，
其中，在上述计算公式中，
S0表示所述含油岩石的含油饱和度，单位为％；
Φ表示所述含油岩石的孔隙度，单位为％；
V表示所述含油岩石的体积，单位为cm3；
mi表示所述含油岩石渗吸所述第一预定时间后，所述含油岩石在所述第一渗吸液中的质量，mi根据所述第二重力数据获取，单位为g；
m0表示所述含油岩石在初始状态时在所述第一渗吸液中的质量，m0根据所述第一重力数据获取，单位为g；
Ra表示所述含油岩石渗吸所述第一预定时间后所述粘滞油的采出程度，单位为％；
mm表示所述含油岩石在所述第二渗吸液中的质量，mih根据所述第一重力数据获取，单位为g；
ρw表示所述第一渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ρo表示所述渗吸油的密度，单位为g/cm3；
ρh表示所述第二渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ΔVa表示所述含油岩石渗吸所述第一预定时间后，采出的所述粘滞油体积，单位为cm3。
本发明第二方面提供一种渗吸试验装置，所述渗吸试验装置包括：渗吸瓶，所述渗吸瓶包括用于容纳待渗吸样本的内部腔室和形成有刻度的读数部，所述渗吸瓶形成有渗吸液入口和渗吸液出口，所述渗吸液出口能够在封闭状态和打开状态之间切换；以及支撑部，所述支撑部能够将所述待渗吸样本支撑于所述内部腔室；重力感测装置，所述重力感测装置能够感测所述待渗吸样本所受到的重力并输出重力数据；第一储液瓶，所述第一储液瓶用于存储第一渗吸液，所述第一储液瓶的第一流体出口与所述渗吸液入口通过第一连接管路连接，所述第一连接管路具有导通状态和断开状态；第二储液瓶，所述第二储液瓶用于存储第二渗吸液，所述第二储液瓶的第二流体出口与所述渗吸液入口通过第二连接管路连接，所述第二连接管路具有导通状态和断开状态。
优选地，沿重力方向，所述渗吸瓶包括形成于所述渗吸瓶的底部的供所述待渗吸样本通过的样本开口和可拆卸的安装于所述渗吸瓶的底部的底座，所述底座能够密封所述样本开口。
优选地，沿重力方向，所述读数部包括位于所述渗吸瓶的顶部的计量管，所述计量管包括与所述内部腔室连通的内管和套设于所述内管的外周的外管，其中，所述内管和所述外管之间形成有计量间隙，所述内管的顶部与所述计量间隙连通，所述计量间隙的底部形成有密封底板。
优选地，所述计量间隙的底部形成有能够在导通状态和断开状态之间切换的排出管路；和/或所述支撑部包括安装于所述重力感测装置的支架和安装于所述支架的悬挂线，所述悬挂线远离所述支架的一端能够延伸穿过所述内管将所述待渗吸样本悬挂于所述内部腔室。
优选地，所述渗吸试验装置还包括恒温箱，所述渗吸瓶、所述支撑部、所述重力感测装置、所述第一储液瓶和所述第二储液瓶设置于所述恒温箱内；和/或所述渗吸液出口位于所述渗吸瓶的底部。
通过上述技术方案，在上述含油岩石的渗吸采出程度的测定方法中，在渗吸瓶上设置预定水位线，每次测量含油岩石所受到的重力时，均将第一渗吸液保持在预定水位线处，避免因渗吸液蒸发、渗吸出的漂浮油影响实现数据，保证了试验结果的精确度。此外，在第三步中，将渗吸瓶中的第一渗吸液更换为密度不同的第二渗吸液，在含油岩石所受到的浮力不同的情况下再次测量其所受到的重力，获取第三重力数据，根据第一重力数据、第二重力数据、第三重力数据、第一渗吸液的密度、第二渗吸液的密度和含油岩石渗吸出的渗吸油的密度计算渗吸油的体积，降低第一渗吸液在渗吸出渗吸油后变成水油混合液导致密度变化对试验结果的影响，从而能够进一步提高试验结构的准确性，通过上述方法得出的渗吸油的采出程度的参数对于渗吸机理研究、估计实际致密储油层的渗吸开采效果以及提高致密储油层的采收率具有重要的指导意义。
附图说明
图1是粘滞油附着于含油岩石的表面的图片；
图2是根据本发明的一种实施方式的渗吸试验装置的示意图。
附图标记说明
1-第一储液瓶，2-第二储液瓶，3-三通阀，4-渗吸瓶，41-内管，42-外管，5-含油岩石，6-支撑部，61-支架，62-悬挂线，7-重力感测装置，8-底座，9-出口阀，10-恒温箱，11-排出管路，12-排出阀。
具体实施方式
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指沿重力方向的上、下，“内、外”是指相对于产品自身轮廓的内、外，该方位词仅用于描述产品的结构，无论产品在生产、运输过程中如何放置，只要其结构与本申请中的渗吸试验装置结构相同，均落入本发明的保护范围。
根据本发明的一个方面，提供一种含油岩石的渗吸采出程度的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括：
第一步，将含油岩石5放置于渗吸瓶4中，并向渗吸瓶4中充入第一渗吸液至预定水位线处，通过重力感测装置7测量含油岩石7所受到的重力，并获取第一重力数据；
第二步，使得含油岩石5渗吸第一预定时间后，向渗吸瓶4中再次充入所述第一渗吸液至预定水位线处，通过重力感测装置7测量含油岩石5所受到的重力，并获取第二重力数据；
第三步，将渗吸瓶4中的所述第一渗吸液排空，并向渗吸瓶4中充入第二渗吸液至所述预定水位线处，其中，所述第二渗吸液的密度大于所述第一渗吸液的密度，通过重力感测装置7测量含油岩石5所受到的重力，并获取第三重力数据；
第四步，根据所述第一重力数据、所述第二重力数据、所述第三重力数据、所述第一渗吸液的密度、所述第二渗吸液的密度和含油岩石5渗吸出的渗吸油的密度计算出所述渗吸油的体积，
第五步，根据所述渗吸油的体积、含油岩石5的含油饱和度、含油岩石5的孔隙度和含油岩石5的体积计算出含油岩石5的渗吸采出程度。
在上述含油岩石的渗吸采出程度的测定方法中，在渗吸瓶上设置预定水位线，每次测量含油岩石5所受到的重力时，均将第一渗吸液保持在预定水位线处，避免因渗吸液蒸发、渗吸出的漂浮油影响实现数据，保证了试验结果的精确度。此外，在第三步中，将渗吸瓶4中的第一渗吸液更换为密度不同的第二渗吸液，在含油岩石5所受到的浮力不同的情况下再次测量其所受到的重力，获取第三重力数据，根据第一重力数据、第二重力数据、第三重力数据、第一渗吸液的密度、第二渗吸液的密度和含油岩石5渗吸出的渗吸油的密度计算渗吸油的体积，降低第一渗吸液在渗吸出渗吸油后变成水油混合液导致密度变化对试验结果的影响，从而能够进一步提高试验结构的准确性，通过上述方法得出的渗吸油的采出程度的参数对于渗吸机理研究、估计实际致密储油层的渗吸开采效果以及提高致密储油层的采收率具有重要的指导意义。
第一渗吸液和第二渗吸液的具体类型可根据试验需要进行适当的选择，其中，为了更好的模拟真实的油藏，所述第一渗吸液为地层水(地层水是指油藏边部和底部的边水和底水、层间水以及与原油同层的束缚水的总称)，所述第二渗吸液为盐水，其中，所述盐水的密度大于所述地层水。在实际试验过程中，地层水也可根据所需模拟的油藏的具体情况进行人工配比。
所述第一渗吸时间可根据含油岩石的油藏致密程度和试验需求进行适当的选择，目前，含油岩石的渗吸时间从几个小时到几个月不等。
为了进一步提高试验结果的精确度，所述地层水的密度比所述盐水的密度大0.05～0.3g/cm3，且进一步优选为所述地层水的密度比所述盐水的密度大0.1～0.2g/cm3，例如，所述地层水的密度约为1.08g/cm3，所述盐水的密度约为1.18g/cm3。
进一步的，沿重力方向，渗吸瓶4的顶部形成有计量管，所述计量管包括与渗吸瓶4的内部腔室连通的内管41和套设于内管41的外周的外管42，其中，内管41和外管42之间形成有计量间隙，内管41的顶部与计量间隙连通，所述计量间隙的底部形成有密封底板，所述预定水位线为内管41的顶部边缘，位于内管41和外管42之间的计量间隙体积小，从而能够更加准确的读取数据，提高测定结果的精确度。具体地，含油岩石5渗吸第一预定时间后，可向渗吸瓶4中再次充入第一渗吸液，使得漂浮于第一渗吸液顶部的漂浮油溢出渗吸瓶4，流入到计量间隙内，便于读取漂浮油的体积，且使得渗吸瓶4内部主要为第一渗吸液，使得重力感测装置7所感测到数据更为贴近真实数据。
所述渗吸油包括漂浮于所述第一渗吸液或所述第二渗吸液的表面的漂浮油和粘滞于含油岩石5的表面的粘滞油。参见图1，在含油岩石5的渗吸过程中，渗吸出的油部分漂浮在渗吸瓶的上方，形成漂浮油，部分由于动力不足附着在含油岩石5的表面，形成粘滞油，尤其在原油黏度较大和温度较低时，粘滞油附着在岩石表面的现象更加明显。具体地，漂浮油是指从浸泡在水中的含油岩石中被水置换出的油，当油滴足够大时，油滴在浮力的作用下漂浮到水面，这部分油称为漂浮油；粘滞油是指从浸泡在水中的含油岩石中被水置换出的油，当油滴不够大时，油滴粘滞在岩石表面，这部分油称为粘滞油，并且在致密油藏采用多段多簇大规模压裂开发的情况下，裂缝面(相当于岩石外表面)就会粘滞一部分的粘滞油。测量出漂浮油、粘滞油各自的体积，以及漂浮油、粘滞油的比例，对于油田开发设计中计算油井的产量及采收率，是非常重要的基础参数。目前，本领域技术人员对油水置换的认识，只有对漂浮油的认识，并且目前针对含油岩石的渗吸采出油量、程度等参数的测定方法也只是对漂浮油的测定，没有认识到岩石外表面有粘滞油的存在，这部分粘滞油的存在阻碍了后续原油的产出，对原油开采有较大的影响，对其测量，并掌握它的规律，致密油藏的开采有着重大意义。
优选地，所述漂浮油的采出程度计算公式为：
其中，在上述计算公式中，
S0表示含油岩石5的含油饱和度，单位为％；
Φ表示含油岩石5的孔隙度，单位为％；
V表示含油岩石5的体积，单位为cm3；
Rf表示含油岩石5渗吸所述第一预定时间后所述漂浮油的采出程度，单位为％；
ΔVf表示含油岩石5渗吸所述第一预定时间后，采出的所述漂浮油的体积，单位为cm3。
在上述漂浮油的采出程度的计算公式中，所述漂浮油的体积ΔVf包括根据计算公式：计算的第一数值和从所述渗吸瓶的读数部读出的第二数值，其中，
当所述第一数值和所述第二数值之间的差值小于或者等于预定差值时，所述漂浮油的体积ΔVf为所述第一数值和所述第二数值的平均数；
当所述第一数值和所述第二数值之间的差值小于或者等于预定差值时，需重新计算和/或读取所述漂浮油的体积，
在上述计算公式中，
mi表示含油岩石5渗吸所述第一预定时间后，含油岩石5在所述第一渗吸液中的质量，mi根据所述第二重力数据获取，单位为g；
m0表示含油岩石5在初始状态时在所述第一渗吸液中的质量，m0根据所述第一重力数据获取，单位为g；
ρw表示所述第一渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ρo表示所述渗吸油的密度，单位为g/cm3。
在整个渗吸过程中，渗吸产出的漂浮油将上浮至第一渗吸液或第二渗吸液的顶部，从而能能够通过渗吸瓶4上的相应的读数部读取产出的漂浮油的高度差，然后即可计算出漂浮油的体积的第二数值，该第二数值可通过漂浮油根据计算公式计算出的第一数值进行比对，二者相互验证，可有效提高漂浮油体积的精确度。
所述粘滞油的采出程度计算公式为：
式中，
其中，在上述计算公式中，
S0表示含油岩石5的含油饱和度，单位为％；
Φ表示含油岩石5的孔隙度，单位为％；
V表示含油岩石5的体积，单位为cm3；
mi表示含油岩石5渗吸所述第一预定时间后，含油岩石5在所述第一渗吸液中的质量，mi根据所述第二重力数据获取，单位为g；
m0表示含油岩石5在初始状态时在所述第一渗吸液中的质量，m0根据所述第一重力数据获取，单位为g；
Ra表示含油岩石5渗吸所述第一预定时间后所述粘滞油的采出程度，单位为％；
mih表示含油岩石5在所述第二渗吸液中的质量，mih根据所述第一重力数据获取，单位为g；
ρw表示所述第一渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ρo表示所述渗吸油的密度，单位为g/cm3；
ρh表示所述第二渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ΔVa表示含油岩石5渗吸所述第一预定时间后，采出的所述粘滞油体积，单位为cm3。
ΔVf表示为i时刻相对于初始时刻渗吸水置换的粘滞油的体积，单位为cm3。
上述漂浮油和粘滞油的体积的推导过程如下：
含油岩石的原始含油体积为：
在初始状态时，含油岩石5在第一渗吸液中，满足以下第一方程式：
m0+ρw(Vo+Vwi+Vr)＝ρoVo+ρwVwi+ρrVr
含油岩石5在第一渗吸液中渗吸第一预定时间后，满足以下第二方程式：
mi+ρw(Vo+Vwi+Vr+ΔVa)
＝ρo(Vo-ΔVf)+ρw(Vwi+ΔVa+ΔVf)+ρrVr
含油岩石5在第二渗吸液中，满足以下第三方程式：
mih+ρh(Vo+Vwi+Vr+ΔVa)
＝ρo(Vo-ΔVf)+ρw(Vwi+ΔVa+ΔVf)+ρrVr
由第一方程式和第二方程式可得，漂浮油的体积为：
由第一方程式和第三方程式可得，粘滞油的体积为：
其中，在上述计算式中：
Vo表示为含油岩石5的初始含油体积(可根据含油岩石样本的制备过程各种原料的重量变化、原油的密度确定)，单位为cm3；
Vwi表示为岩样束缚水(从油气运移角度考虑，当油气从生油层运移到砂岩储层时，由于油、水、气对岩石的润湿性差异和毛细管力的作用，运移的油气不可能把岩石孔隙中的水完全驱替出去，会有一定量的水残存在岩石孔隙中。这些水多数分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面。由于特殊的分布和存在状态，这一部分水几乎是不流动的，因而被称为不可动水。又由于这部分水的存在与分布明显受固体性质影响，所以也称为束缚水或残余水)的体积(岩样束缚水的体积也可根据含油岩石样本的制备过程中各种原料的重量变化、制备过程中用水的密度确定)，单位为cm3；
ρr表示为岩样骨架(指含油岩石5去除水、油后的岩石骨架部分)密度(岩样骨架的密度可在含油岩石样本制备时测量所使用的岩样骨架确定)，单位为g/cm3；
Vr表示为岩样骨架的体积(岩样骨架的体积可在含油岩石样本制备时测量所使用的岩样骨架确定)，单位为cm3；
ΔVf表示为渗吸出的漂浮油体积，单位为cm3；
ΔVa表示为渗吸出的粘滞油体积，单位为cm3。
含油岩石5的形状可根据试验需求进行适当的选择，其体积V可根据含油岩石5的具体形状选择适当的计算公式，例如，当含油岩石5形成为圆柱体结构时，其中，在该公式中，L表示含油岩石5的长度，单位为cm；D表示含油岩石的直径，单位为cm。
其中，在实验室中测定含油岩石5的渗吸油的采出程度时，通常为向已有的岩石样本中充入水和油的方式获取试验用的含油岩石样本，含油岩石5的相关参数S0、Φ、V、Vo、Vwi、Vr、ρr、渗吸油的密度ρo、第一渗吸液的密度ρw、第二渗吸液的密度ρh均为已知参数。在需要情况下，也可选用其他适当的含油岩石样本，通过适当的方法获取S0、Φ、V、ρo、Vo、Vwi、Vr、ρr等相关参数即可。mi、m0、mih可分别根据重力感测装置7感测出的第一重力数据、第二重力数据、第三重力数据确定，其中，该重力感测装置7可以是显示重力数值的力度计，也可以是显示对应的重量数值的电子天平等设备，使用者可根据使用需求进行适当的选择，优选为电子天平，直接读数即可得到mi、m0、mih数值。
其中，渗吸瓶4中的第一渗吸液、第二渗吸液的充入和排出可通过任意适当的方式实施，例如，在外置容器中存储第一渗吸液和第二渗吸液，在需要添加时即从渗吸瓶4上的开口添加，需要放出时即从渗吸瓶4上开口处方式抽吸设备抽出内部液体，或者倾倒渗吸瓶4即可。
其中，渗吸瓶4中的第一渗吸液、第二渗吸液的充入和排出可通过任意适当的方式实施，例如，在外置容器中存储第一渗吸液和第二渗吸液，在需要添加时即从渗吸瓶4上的开口添加，需要放出时即从渗吸瓶4上开口处方式抽吸设备抽出内部液体，或者倾倒渗吸瓶4即可。使用者也可选择其他适当的设备，能够实现上述试验步骤即可。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种渗吸试验装置，参见图2，所述渗吸试验装置包括：渗吸瓶4，渗吸瓶4包括用于容纳待渗吸样本的内部腔室和形成有刻度的读数部，渗吸瓶4形成有渗吸液入口和渗吸液出口，所述渗吸液出口能够在封闭状态和打开状态之间切换；以及支撑部6，支撑部6能够将所述待渗吸样本支撑于所述内部腔室；重力感测装置7，重力感测装置7能够感测所述待渗吸样本所受到的重力并输出重力数据；第一储液瓶1，第一储液瓶1用于存储第一渗吸液，第一储液瓶1的第一流体出口与所述渗吸液入口通过第一连接管路连接，所述第一连接管路具有导通状态和断开状态；第二储液瓶2，第二储液瓶2用于存储第二渗吸液，第二储液瓶2的第二流体出口与所述渗吸液入口通过第二连接管路连接，所述第二连接管路具有导通状态和断开状态。
上述渗吸试验装置的重力感测部7能够实时感测待渗吸样本的重量，便于检测试验进程，且第一储液瓶1和第二储液瓶2分别通过第一连接管路和第二连接管路与渗吸液入口连接，便于向渗吸瓶4中添加适当的渗吸液。并且，该渗吸试验装置特别适用于实施上文所述的含油岩石的渗吸采出程度的测定方法，便于试验人员实施上述步骤，降低试验人员的劳动强度，便于监控试验过程，且能够提高试验结果的精确度。
待渗吸样本可通过渗吸瓶4上的渗吸液出口、入口等任意适当的开口放置到渗吸瓶4内部，但是由于渗吸液出口、入口等尺寸有限，尺寸较大的待渗吸样本难以通过，进一步的，沿重力方向，渗吸瓶4包括形成于渗吸瓶4的底部的供所述待渗吸样本通过的样本开口和可拆卸的安装于渗吸瓶4的底部的底座8，底座8能够密封所述样本开口，带渗吸样本可经位于渗吸瓶4的底部的样本开口放置到渗吸瓶4内部，且样本开口位于渗吸瓶4的底部，便于待渗吸样本放置，避免体积较大的样本在放置过程中损坏渗吸瓶，参见图2，渗吸瓶4的底部可整体开放以形成为所述样本开口。渗吸瓶4的底部可通过任意适当的方式密封安装至底座8，例如，螺纹连接。
读数部的具体结构可根据实际需要进行适当的选择，例如，形成于渗吸瓶的瓶身上的刻度等，参见图2，在图示优选实施方式中，沿重力方向，所述读数部包括位于渗吸瓶4的顶部的计量管，计量管尺寸小，能够更加清楚、准确的读出漂浮油的体积，提高读数部的精确度。进一步的，所述计量管包括与所述内部腔室连通的内管41和套设于内管41的外周的外管42，其中，内管41和外管42之间形成有计量间隙，内管41的顶部与所述计量间隙连通，所述计量间隙的底部形成有密封底板，计量间隙的尺寸更小，使得计量管的读数精确度更高，外管42的外壁形成有刻度。由于上述渗吸试验装置应用于含油岩石的渗吸试验时，渗吸产出油的产量较小且产油速度较慢，内管41和外管42直径差不应过大，优选为0.5-3mm，且进一步优选为1-2mm，从而能够更准确的读数，且设置于外管42上的刻度的最小计量单位为0.1ml。并且，通过在外管42上设置有刻度，能够在渗吸产油的过程中直观的观察到产出的漂浮油的油量，并得出相应的漂浮油体积和产油速度，其中，内管41的直径优选为6～8mm，从而能够更准确的读数。
进一步的，所述计量间隙的底部形成有能够在封闭状态和打开状态之间切换的排出管路11，如上文所述，为了使得计量管的读数精确，计量间隙的尺寸较小，导致其容量有限，设置于计量间隙底部的排出管路11，可以在计量间隙满了以后及时排出渗吸出的油液，保障渗吸装置的正常使用。并且，在渗吸试验完成后，也可通过排出管路11简便快捷的排出其内部油液，便于设备清洁、复原。其中，排出管路11上设置有排出阀12，以通过操作该排出阀12导通或者断开排出管路11。
支撑部6的结构可根据实际需要进行适当的选择，例如，设置于底座8上的支架等。在图示实施方式中，支撑部6包括安装于重力感测装置7的支架61和安装于支架61的悬挂线62，悬挂线62远离支架7的一端能够延伸穿过内管42将所述待渗吸样本悬挂于所述内部腔室，重力感测装置7可通过支撑部6感测到待渗吸样本所受到的重力的变化。如上文所述，该重力感测装置7可以是显示重力数值的力度计，也可以是显示对应的重量数值的电子天平等设备，使用者可根据使用需求进行适当的选择，优选为高精度的电子天平，例如，该电子天平的精确度为0.0001g。
悬挂线62可选取任意适当的材质，该材质需要具有足够强度和稳定性，能够稳定的悬挂待渗吸样本，且不会与渗吸液发生化学反应，在图示优选实施方式中，悬挂线62为铜丝，且铜丝的直径小于内管41的直径，避免铜丝无法穿过内管41。
进一步的，所述渗吸试验装置还包括恒温箱10，渗吸瓶4、支撑部6、重力感测装置7、第一储液瓶1和第二储液瓶2设置于恒温箱10内，为渗吸过程提供稳定、适宜的外部环境。
渗吸液入口和渗吸液出口的位置可根据实际需要进行适当的选择，其中，渗吸液出口优选为位于渗吸瓶4的底部，便于渗吸液的快速排出。渗吸液出口处设置出口阀9，以根据需要封闭或打开渗吸液出口。
再次参见图2，第一连接管路和第二连接管路靠近渗吸瓶4的部分合并为一根管路，且在接口位置设置三通阀3，该三通阀3可选择导通渗吸液入口和第一储液瓶1或者导通渗吸液入口和第二储液瓶2。
下面，结合本申请的图示优选实施方式中的渗吸试验装置对本申请的含油岩石的渗吸采出程度的测定方法进行描述，具体如下：
第一步，打开三通阀3至使得第一储液罐1与渗吸液入口导通，向渗吸瓶4中充入第一渗吸液(即地层水)至渗吸瓶4的内管41的顶部边缘处，关闭三通阀3，然后重力感测装置7感测到第一重力数据；
第二步：渗吸第一预定时间后，再次打开三通阀3，向渗吸瓶4中充入第一渗吸液(即地层水)至渗吸瓶4的内管41的顶部边缘处，然后关闭三通阀3，接收重力感测装置7感测到的第二重力数据；
第三步，打开出口阀9，将渗吸瓶4内的第一渗吸液排空，打开三通阀3至使得第二储液罐2与渗吸液入口连通，向渗吸瓶4中充入第二渗吸液(即盐水)至渗吸瓶4的内管41的顶部边缘处，关闭三通阀3，然后重力感测装置7感测到第三重力数据；
第四步，根据所述第一重力数据、所述第二重力数据、所述第三重力数据、所述第一渗吸液的密度、所述第二渗吸液的密度和所述含油岩石渗吸出的渗吸油的密度计算出漂浮油和渗吸油的体积；
第五步，读取计量间隙内漂浮油的体积与上述漂浮油的计算结构进行比对，然后最终确定漂浮油的体积；
第六步，根据所述渗吸油的体积、含油岩石5的含油饱和度、含油岩石5的孔隙度和含油岩石5的体积计算出含油岩石5的渗吸采出程度。
此外，在实际试验过程中，还可多次重复上次步骤，获取多组数据后通过计算平均值等方式，进一步提高测定结果的精确度。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种含油岩石的渗吸采出程度的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括：
第一步，将含油岩石(5)放置于渗吸瓶(4)中，并向所述渗吸瓶(4)中充入第一渗吸液至预定水位线处，通过重力感测装置(7)测量所述含油岩石(5)所受到的重力，并获取第一重力数据；
第二步，使得所述含油岩石(5)渗吸第一预定时间后，向所述渗吸瓶(4)中再次充入所述第一渗吸液至预定水位线处，通过所述重力感测装置(7)测量所述含油岩石(5)所受到的重力，并获取第二重力数据；
第三步，将所述渗吸瓶(4)中的所述第一渗吸液排空，并向所述渗吸瓶(4)中充入第二渗吸液至所述预定水位线处，其中，所述第二渗吸液的密度大于所述第一渗吸液的密度，通过所述重力感测装置(7)测量所述含油岩石(5)所受到的重力，并获取第三重力数据；
第四步，根据所述第一重力数据、所述第二重力数据、所述第三重力数据、所述第一渗吸液的密度、所述第二渗吸液的密度和所述含油岩石(5)渗吸出的渗吸油的密度计算出所述渗吸油的体积，
第五步，根据所述渗吸油的体积、所述含油岩石(5)的含油饱和度、所述含油岩石(5)的孔隙度和所述含油岩石(5)的体积计算出所述含油岩石(5)的渗吸采出程度。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第一渗吸液为地层水，所述第二渗吸液为盐水，其中，所述盐水的密度大于所述地层水。
3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述地层水的密度比所述盐水的密度大0.05～0.3g/cm3。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，沿重力方向，所述渗吸瓶(4)的顶部形成有计量管，所述计量管包括与所述渗吸瓶(4)的内部腔室连通的内管(41)和套设于所述内管(41)的外周的外管(42)，其中，所述内管(41)和所述外管(42)之间形成有计量间隙，所述内管(41)的顶部与所述计量间隙连通，所述计量间隙的底部形成有密封底板，所述预定水位线为所述内管(41)的顶部边缘。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的测定方法，其特征在于，所述渗吸油包括漂浮于所述第一渗吸液或所述第二渗吸液的表面的漂浮油和粘滞于所述含油岩石(5)的表面的粘滞油。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述漂浮油的采出程度计算公式为：
其中，在上述计算公式中，
S0表示所述含油岩石(5)的含油饱和度，单位为％；
Φ表示所述含油岩石(5)的孔隙度，单位为％；
V表示所述含油岩石(5)的体积，单位为cm3；
Rf表示所述含油岩石(5)渗吸所述第一预定时间后所述漂浮油的采出程度，单位为％；
ΔVf表示所述含油岩石(5)渗吸所述第一预定时间后，采出的所述漂浮油的体积，单位为cm3。
7.根据权利要求6所述的测定方法，其特征在于，在所述漂浮油的采出程度计算公式中，所述漂浮油的体积ΔVf包括根据计算公式：计算的第一数值和从所述渗吸瓶的读数部读出的第二数值，其中，
当所述第一数值和所述第二数值之间的差值小于或者等于预定差值时，所述漂浮油的体积ΔVf为所述第一数值和所述第二数值的平均数；
当所述第一数值和所述第二数值之间的差值小于或者等于预定差值时，需重新计算和/或读取所述漂浮油的体积，
在上述计算公式中，
mi表示所述含油岩石(5)渗吸所述第一预定时间后，所述含油岩石(5)在所述第一渗吸液中的质量，mi根据所述第二重力数据获取，单位为g；
m0表示所述含油岩石(5)在初始状态时在所述第一渗吸液中的质量，m0根据所述第一重力数据获取，单位为g；
ρw表示所述第一渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ρo表示所述渗吸油的密度，单位为g/cm3。
8.根据权利要求5所述的测定方法，其特征在于，所述粘滞油的采出程度计算公式为：
式中，
其中，在上述计算公式中，
S0表示所述含油岩石(5)的含油饱和度，单位为％；
Φ表示所述含油岩石(5)的孔隙度，单位为％；
V表示所述含油岩石(5)的体积，单位为cm3；
mi表示所述含油岩石(5)渗吸所述第一预定时间后，所述含油岩石(5)在所述第一渗吸液中的质量，mi根据所述第二重力数据获取，单位为g；
m0表示所述含油岩石(5)在初始状态时在所述第一渗吸液中的质量，m0根据所述第一重力数据获取，单位为g；
Ra表示所述含油岩石(5)渗吸所述第一预定时间后所述粘滞油的采出程度，单位为％；
mih表示所述含油岩石(5)在所述第二渗吸液中的质量，mih根据所述第一重力数据获取，单位为g；
ρw表示所述第一渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ρo表示所述渗吸油的密度，单位为g/cm3；
ρh表示所述第二渗吸液的密度，单位为g/cm3；
ΔVa表示所述含油岩石(5)渗吸所述第一预定时间后，采出的所述粘滞油体积，单位为cm3。
9.一种渗吸试验装置，其特征在于，所述渗吸试验装置包括：
渗吸瓶(4)，所述渗吸瓶(4)包括用于容纳待渗吸样本的内部腔室和形成有刻度的读数部，所述渗吸瓶(4)形成有渗吸液入口和渗吸液出口，所述渗吸液出口能够在封闭状态和打开状态之间切换；以及
支撑部(6)，所述支撑部(6)能够将所述待渗吸样本支撑于所述内部腔室；
重力感测装置(7)，所述重力感测装置(7)能够感测所述待渗吸样本所受到的重力并输出重力数据；
第一储液瓶(1)，所述第一储液瓶(1)用于存储第一渗吸液，所述第一储液瓶(1)的第一流体出口与所述渗吸液入口通过第一连接管路连接，所述第一连接管路具有导通状态和断开状态；
第二储液瓶(2)，所述第二储液瓶(2)用于存储第二渗吸液，所述第二储液瓶(2)的第二流体出口与所述渗吸液入口通过第二连接管路连接，所述第二连接管路具有导通状态和断开状态。
10.根据权利要求9所述的渗吸试验装置，其特征在于，沿重力方向，所述渗吸瓶(4)包括形成于所述渗吸瓶(4)的底部的供所述待渗吸样本通过的样本开口和可拆卸的安装于所述渗吸瓶(4)的底部的底座(8)，所述底座(8)能够密封所述样本开口。
11.根据权利要求9所述的渗吸试验装置，其特征在于，沿重力方向，所述读数部包括位于所述渗吸瓶(4)的顶部的计量管，所述计量管包括与所述内部腔室连通的内管(41)和套设于所述内管(41)的外周的外管(42)，其中，所述内管(41)和所述外管(42)之间形成有计量间隙，所述内管(41)的顶部与所述计量间隙连通，所述计量间隙的底部形成有密封底板。
12.根据权利要求11所述的渗吸试验装置，其特征在于，
所述计量间隙的底部形成有能够在导通状态和断开状态之间切换的排出管路(11)；和/或
所述支撑部(6)包括安装于所述重力感测装置(7)的支架(61)和安装于所述支架(61)的悬挂线(62)，所述悬挂线(62)远离所述支架(7)的一端能够延伸穿过所述内管(42)将所述待渗吸样本悬挂于所述内部腔室。
13.根据权利要求9-12中任意一项所述的渗吸试验装置，其特征在于，
所述渗吸试验装置还包括恒温箱(10)，所述渗吸瓶(4)、所述支撑部(6)、所述重力感测装置(7)、所述第一储液瓶(1)和所述第二储液瓶(2)设置于所述恒温箱(10)内；和/或
所述渗吸液出口位于所述渗吸瓶(4)的底部。
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