CN110082272B - 一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置及方法,包括测量室、中间容器以及加温加压装置,其中中间容器是可开盖式中间容器,其上连接有螺丝圈、活塞、压力阀门、压力表、细钢管以及各种渗吸介质;加温加压装置包括压力阀门、压力表、可视化恒温箱以及白油液压泵;测量室与中间容器通过空心钢短节连接;加压装置通过液压管线对中间容器施加压力。本发明可以模拟并测量地层条件下(高温高压)渗吸脱油率,并且能够同时测量不同压力不同温度下的水驱油、油驱水以及气驱油或水的能力。
Description
技术领域
本发明涉及渗吸仪技术领域,特别涉及一种评价地层条件下岩心自发渗 吸的装置及方法。
背景技术
渗吸仪研究储层渗透性质,通过实验分析渗吸量、渗吸速度,预测产量 以及渗吸效率(通过一定时间内的出油量与原始饱和油量的比值),为油气 开采提供基本参数。目前已有一些用于测量渗吸的仪器装置及配套的测量方 法,但大部分都是用于常温常压的环境中,如彭昱强(彭昱强,用于自发渗 吸驱油的新型自吸仪:CN201233391Y)研发的渗吸装置虽然确保了岩心各个 面与渗吸溶液充分接触,仪器简单,同时固定了岩心位置,但不能施压、加 温;适用于高压环境中的张翼(张翼、樊剑、朱友益等,渗吸仪:CN102360001B) 的发明专利,未提及实验温度,仪器太笨重,在拆卸清洗各部分时容易破坏 接口,再加上各部分之间使用沉槽结构,可能多次拆卸后密封性能会下降; 西南石油大学的吕栋梁(吕栋梁、文白娟、唐海等,一种高温高压条件下渗 吸动态测定装置:CN104020098A)发明的用于高温高压条件下的渗吸装置, 将渗吸装置与传感器相结合,采用电脑直接读数与计算,降低了操作人员的 劳动强度,提高了记录的准确性,但只能进行水渗吸岩心实验。另外,针对 一些含油量少且渗透率低的岩心,若不对装置内表面进行处理,则会导致壁 面会有残留,导致极大的实验误差。
目前存在的装置只能进行水驱替油实验,测量方法和内容单一,不能全 面反映岩心的渗吸特性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置及 方法,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置及方法,包括可视化恒温箱和 设置于所述可视化恒温箱内部的第一中间容器、第二中间容器、第三中间容 器,其特征在于,所述可视化恒温箱内部设置有白油液压泵,所述第二中间 容器位于所述第一中间容器下方,所述第三中间容器位于所述第三中间容器 的一侧,所述第一中间容器、第二中间容器和第三中间容器之间设置有液压 管线,所述液压管线共设置有四个端口,所述第一中间容器、第二中间容器 和第三中间容器上均通过螺丝圈转动连接有容器盖,所述液压管线上的四个端口分别与所述第一中间容器、第二中间容器、第三中间容器上的容器盖和 白油液压泵相连接,所述第一中间容器、第二中间容器、第三中间容器内部 均设置有活塞,所述第一中间容器内部位于所述活塞上方放置岩心,所述第 二中间容器、第三中间容器上的容器盖内部均设置有细钢管,所述第二中间 容器、第三中间容器上的容器盖内部位于所述细钢管上方放置岩心,所述第 一中间容器、第二中间容器、第三中间容器上的容器盖均通过空心钢短节连 接有测量室,所述第一中间容器内部位于所述活塞上方设置有地层水,所述 第二中间容器内部位于所述活塞下方设置有气体,所述第三中间容器内部位 于所述活塞下方设置有原油。
优选的,所述容器盖上与所述液压管线连接所述第一中间容器、第二中 间容器、第三中间容器的四个端口处均设置有压力阀门和压力表,其中,所 述容器盖上的压力阀门用于泄压,所述液压管线上的压力阀门用于控制压力 大小,所述容器盖上的压力表用于控制和检测所述第一中间容器、所述第二 中间容器、所述第三中间容器内部压力,所述液压管线上的压力表用于控制 和检测所述第一中间容器、所述第二中间容器、所述第三中间容器的进口压 力。
优选的,所述测量室采用耐温耐压玻璃或宝石材料,其他装置均采用耐 高温高压材料制成,所述空心钢短节通过丝扣与测量室以及容器盖相连接。
优选的,所述液压管线采用液压软管,可人为使其变形。
优选的,所述第二中间容器、所述第三中间容器上的盖体内部设置有一 排细钢管,所述细钢管之间的间隙为22mm,用于放置岩心。
优选的,所述本发明该包括一种评价地层条件下岩心自发渗吸的方法, 具体步骤如下:
S1、检查装置的密封性,使装置处于一个封闭状态,并憋压到5Mpa,3 分钟后看压力表盘是否变化;
S2、在第一中间容器内壁涂覆疏油剂,在第三中间容器内壁涂覆疏水剂, 根据测量的内容在第二中间容器内壁涂覆疏油剂或疏水剂;
S6、白油液压泵途径液压管线对实验装置进行施压,直到达到所需压力;
S7、第一中间容器渗吸出来的油进入到第一中间容器上的测量室的上部, 第三中间容器渗吸出来的水进入到第三中间容器上的测量室的下部,第二中 间容器渗吸出来的水/油进入到第二中间容器上的测量室的下部;
S8、每隔一小时记录各个测量室的读数,并根据得到的数据进行计算和 绘制曲线图,实现对渗吸效率的评价。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明通过在中间容器内侧涂抹疏水剂/疏油剂,可进一步提高实验的准 确性,测量室与空心钢短节相连接,可一起拆卸,方便清洗,测量室由耐压 耐温玻璃或耐压耐温宝石制成,可保证在实验过程中不会被损坏,实验全程 在可视化恒温箱中进行,保证了温度的可控性并能直接读出渗吸量,在容器 盖与容器主体连接部位设置了螺丝圈,使密封性得到了保障,保证了岩心的 安全,该装置针对不同的测量需求采用不同的岩心放置方式,在水驱油装置 中,直接将岩心放置于活塞上,使得岩心能和渗吸液体充分接触,在油驱水和气驱水/油装置中,其容器盖内部设置有一排间隔为22mm的细钢管使得岩 心与容器内部渗吸液体充分接触并且减少渗吸液体残留,提高实验精确度; 本发明同时设置三个中间容器,每个中间容器均可独立或合作同时进行水驱 油、油驱水以及气驱油/水实验,使实验不单一,测量范围更广;
本发明装置简单,密封性好,准确度高,测量室采用耐压耐温材料,且 拆洗方便,测量室中间容器紧密连接,整体性好,相比于其他渗吸仪,本渗 吸装置能测量高温高压条件下的渗吸效率,而且还能对比不同的渗吸介质的 驱替效率;该发明可以通过渗吸曲线图来得出许多有用的信息,因此,本发 明对于指导现场提供了可靠的数据支撑。
附图说明
图1为本发明一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置的结构示意图;
图2为本发明中细钢管分布俯视图;
图3为本发明中空心钢短节结构示意图。
附图标记:1、测量室;2、压力阀门;3、压力表;401、第一中间容器; 402、第二中间容器;403、第三中间容器;5、螺丝圈;6、岩心;7、活塞; 8、可视化恒温箱;9、地层水;10、气体;11、原油;12、白油液压泵;13、 细钢管;14、空心钢短节;15、液压管线;16、容器盖。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解, 下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置,包括可视化恒温箱8和设置 于可视化恒温箱8内部的第一中间容器401、第二中间容器402、第三中间容 器403,可视化恒温箱8内部设置有白油液压泵12,第二中间容器402位于 第一中间容器401下方,第三中间容器403位于第三中间容器403的一侧, 第一中间容器401、第二中间容器402和第三中间容器403之间设置有液压管 线15,液压管线15共设置有四个端口,第一中间容器401、第二中间容器402 和第三中间容器403上均通过螺丝圈5转动连接有容器盖16,液压管线15上 的四个端口分别与第一中间容器401、第二中间容器402、第三中间容器403 上的容器盖16和白油液压泵12相连接,第一中间容器401、第二中间容器 402、第三中间容器403内部均设置有活塞7,第一中间容器401内部位于活 塞7上方放置岩心6,第二中间容器402、第三中间容器403上的容器盖16 内部均设置有细钢管13,第二中间容器402、第三中间容器403上的容器盖16内部位于所述细钢管13上方放置岩心6,第一中间容器401、第二中间容 器402、第三中间容器403上的容器盖16均通过空心钢短节14连接有测量室 1,第一中间容器401内部位于活塞7上方设置有地层水9,第二中间容器402 内部位于活塞7下方设置有气体10,第三中间容器403内部位于活塞7下方 设置有原油11。
优选的,容器盖16上与液压管线15连接第一中间容器401、第二中间容 器402、第三中间容器403的四个端口处均设置有压力阀门2和压力表3,其 中,容器盖16上的压力阀门2用于泄压,液压管线15上的压力阀门2用于 控制压力大小,容器盖16上的压力表3用于控制和检测第一中间容器401、 第二中间容器402、第三中间容器403内部压力,液压管线15上的压力表3 用于控制和检测第一中间容器401、第二中间容器402、第三中间容器403的进口压力。
优选的,测量室1采用耐温耐压玻璃或宝石材料,其他装置均采用耐高 温高压材料制成,空心钢短节14通过丝扣与测量室1以及容器盖16相连接。
优选的,液压管线采用液压软管,可人为使其变形。
优选的,第二中间容器402、第三中间容器403上的盖体内部设置有一排 细钢管13,细钢管13之间的间隙为22mm,用于放置岩心6。
优选的,本发明该包括一种评价地层条件下岩心自发渗吸的方法,具体 步骤如下:
S1、S1、检查装置的密封性,使装置处于一个封闭状态,并憋压到5Mpa, 3分钟后看压力表盘是否变化;
S2、在第一中间容器401内壁涂覆疏油剂,在第三中间容器403内壁涂 覆疏水剂,根据测量的内容在第二中间容器402内壁涂覆疏油剂或疏水剂;
S3、对需要测试的岩样进行洗盐、洗油、烘干、称重以及抽真空饱和油/ 水等预处理;
S4、将预处理好的岩心用干净毛巾擦拭其表面油/水,并将其放入相应的 渗吸装置中,使其浸泡在相对应得渗吸介质中;
S5、将可视化恒温箱8调至指定温度,并计时;
S6、白油液压泵12途径液压管线15对实验装置进行施压,直到达到所 需压力;
S7、第一中间容器401渗吸出来的油进入到第一中间容器401上的测量 室1的上部,第三中间容器403渗吸出来的水进入到第三中间容器403上的 测量室1的下部,第二中间容器402渗吸出来的水/油进入到第二中间容器402 上的测量室1的下部;
S8、每隔一小时记录各个测量室1的读数,并根据得到的数据进行计算 和绘制曲线图,实现对渗吸效率的评价。
实验前根据需求在中间容器和空心钢短节14内表面涂上相应的疏油剂或 疏水剂,减少误差。
本发明还配套有一种评价地层条件下渗吸方法,依次包括以下步骤:
(1)、将取出来的岩心进行抽真空饱和油或水,并将岩心饱和前后质量 进行称量并记录,得到m1、m2,利用下式计算v1:
(2)、将可视化恒温箱8温度调至所需温度,打开中间容器盖,将岩心 放置于活塞7上或置于细钢管13上并注入渗吸液体,盖上盖子,由白油液压 泵12进行施压,直到达到所需压力,开始计时,进行实验;
(3)、通过测量室的刻度尺,每一小时进行一次读数,并记录出油/水体 积v2;利用下式计算某一段时间内的渗吸效率η:
(4)、连续记录,直到出油量/出水量可忽略不计或已达到实验要求,将 所记录的出油量对应的时间画出相应压力和温度下的曲线图;
(5)、重复步骤(1)、(2)、(3)、(4),实现不同温压条件下的渗吸,将曲 线画在一张图上,对比其不同;
(6)、根据绘制的曲线图预测渗吸效率;
(7)、根据曲线对比,初步判断在不同地层中是适合气驱还是适合水驱;
(8)、通过大量的测量数据可估计某一油田区块渗吸(驱替)产油量大 小。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下, 本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种评价地层条件下岩心自发渗吸的装置,包括可视化恒温箱(8)和设置于所述可视化恒温箱(8)内部的第一中间容器(401)、第二中间容器(402)、第三中间容器(403),其特征在于,所述可视化恒温箱(8)内部设置有白油液压泵(12),所述第二中间容器(402)位于所述第一中间容器(401)下方,所述第三中间容器(403)位于所述第三中间容器(403)的一侧,所述第一中间容器(401)、第二中间容器(402)和第三中间容器(403)之间设置有液压管线(15) ,所述液压管线(15)共设置有四个端口,所述第一中间容器(401)、第二中间容器(402)和第三中间容器(403)上均通过螺丝圈(5)转动连接有容器盖(16) ,所述液压管线(15)上的四个端口分别与所述第一中间容器(401)、第二中间容器(402)、第三中间容器(403)上的容器盖(16)和白油液压泵(12)相连接,所述第一中间容器(401)、第二中间容器(402)、第三中间容器(403)内部均设置有活塞(7),所述第一中间容器(401)内部位于所述活塞(7)上方放置岩心(6),所述第二中间容器(402)、第三中间容器(403)上的容器盖(16)内部均设置有细钢管(13),所述第二中间容器(402)、第三中间容器(403)上的容器盖(16)内部位于所述细钢管(13)上方放置岩心(6) ,所述第一中间容器(401) 、第二中间容器(402)、第三中间容器(403)上的容器盖(16)均通过空心钢短节(14)连接有测量室(1),所述第一中间容器(401)内部位于所述活塞(7)上方设置有地层水(9),所述第二中间容器(402)内部位于所述活塞(7)下方设置有气体(10),所述第三中间容器(403)内部位于所述活塞(7)下方设置有原油(11);
所述容器盖(16)上与所述液压管线(15)连接所述第一中间容器(401)、第二中间容器(402)、第三中间容器(403)的四个端口处均设置有压力阀门(2)和压力表(3),其中,所述容器盖(16)上的压力阀门(2)用于泄压,所述液压管线(15)上的压力阀门(2)用于控制压力大小,所述容器盖(16)上的压力表(3)用于控制和检测所述第一中间容器(401)、所述第二中间容器(402)、所述第三中间容器(403)内部压力,所述液压管线(15)上的压力表(3)用于控制和检测所述第一中间容器(401)、所述第二中间容器(402)、所述第三中间容器(403)的进口压力;
所述测量室(1)采用耐温耐压玻璃或宝石材料,其他装置均采用耐高温高压材料制成,所述空心钢短节(14)通过丝扣与测量室(1)以及容器盖(16)相连接;
所述液压管线(15)采用液压软管,可人为使其变形;
所述第二中间容器(402)、所述第三中间容器(403)上的盖体内部设置有一排细钢管(13),所述细钢管(13)之间的间隙为22mm,用于放置岩心。
2.一种如权利要求1所述的装置评价地层条件下岩心自发渗吸的方法,其特征在于:具体步骤如下:
S1、检查装置的密封性,使装置处于一个封闭状态,并憋压到5Mpa,3分钟后看压力表盘是否变化;
S2、在第一中间容器(401)内壁涂覆疏油剂,在第三中间容器(403)内壁涂覆疏水剂,根据测量内容在第二中间容器(402)内壁涂覆疏油剂或疏水剂;
S3、对需要测试的岩样进行洗盐、洗油、烘干、称重以及抽真空饱和油/水等预处理;
S4、将预处理好的岩心用干净毛巾擦拭其表面油/水,并将其放入相应的渗吸装置中,使其浸泡在相对应得渗吸介质中;
S5、将可视化恒温箱(8)调至指定温度,并计时;
S6、白油液压泵(12)途径液压管线(15)对实验装置进行施压,直到达到所需压力;
S7、第一中间容器(401)渗吸出来的油进入到第一中间容器(401)上的测量室(1)的上部,第三中间容器(403)渗吸出来的水进入到第三中间容器(403)上的测量室(1)的下部,第二中间容器(402)渗吸出来的水/油进入到第二中间容器(402)上的测量室(1)的下部;
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