CN111707599B - 一种基于ct原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置和方法,属于热采储层渗流规律研究领域,装置包括恒速恒压泵、蒸汽发生器、CT专用岩心夹持器、回压阀、手摇泵、冷凝器、收集器和X射线CT扫描装置;X射线CT扫描装置用于将CT专用岩心夹持器中的岩心进行CT扫描,以得到岩心热水驱/蒸汽驱前后的岩心图像。本发明采用CT扫描无损原位实验及数字岩心,建立基于CT扫描的岩心尺度热水驱/蒸汽驱物理模拟实验方法,对热水驱/蒸汽驱过程中微观储层结构变化及渗流规律特征进行精确表征,弥补了常规方法的不足,使得热水驱/蒸汽驱过程中某阶段的储层结构的微观描述成为可能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置和方法,尤其是一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱过程中,储层岩石孔隙结构及渗流规律变化特征的无损测试流程和表征方法,属于热采储层渗流规律研究技术领域。
背景技术
随着我国低品类油气资源勘探开发的加快,以及海洋油气产业的蓬勃发展,陆地及海上稠油油田的高效开发占据着举足轻重的地位。稠油粘度大,流动性差,与国外相比,我国的稠油埋藏较深,又储集在疏松的砂岩层中,开发过程中容易出砂,所以综合开发成本较高。稠油油藏开发主要使用蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱等不同热采方式,以扩大开发规模,提高经济效益。蒸汽驱或热水驱过程中,岩石胶结疏松、稠油携带、热水及蒸汽冲刷等造成储层颗粒运移,堵塞储层孔隙。高温会使颗粒胶结情况和矿物成分产生改变,直接造成储层孔隙度和渗透率的变化,对稠油油藏储层孔隙结构特征和岩石矿物组成产生不可逆转的改变。这对流体流动规律、原油(稠油)采出程度等产生重要的影响,并直接影响数值模拟结果准确性和油藏开发方案制定。因此研究稠油热采过程中储层岩石孔隙结构和渗流规律变化具有重要的意义。
常规热水驱及蒸汽驱实验主要针对宏观采出程度及温度场变化进行研究,不能针对不同热采过程中某阶段的储层结构进行微观描述,如测试中途取出模型则会破坏疏松岩石的孔隙结构及流体赋存状态且实验必须终止,因此常规方法不能用于疏松砂岩稠油油藏热水驱和蒸汽吞吐过程中的孔隙结构特征连续变化无损分析,由此可见无损原位测试方法尤为重要。
发明内容
针对现有热水驱/蒸汽驱物理模拟实验技术的特点及不足,为了探究稠油油藏热水驱/蒸汽驱过程中储层岩石孔隙结构的变化及其对渗流规律的影响,为稠油油藏开发过程中热水驱/蒸汽驱注采方案提供理论与技术支持,本发明提供了一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置和方法,采用CT扫描无损原位实验及数字岩心,建立基于CT扫描的岩心尺度热水驱/蒸汽驱物理模拟实验方法,对热水驱/蒸汽驱过程中微观储层结构变化及渗流规律特征进行精确表征。
本发明采用以下技术方案:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,包括恒速恒压泵、蒸汽发生器、CT专用岩心夹持器、回压阀、手摇泵、冷凝器、收集器和X射线CT扫描装置;
所述恒速恒压泵通过蒸汽发生器与CT专用岩心夹持器的入口相连,所述CT专用岩心夹持器的环压接口通过管路与手摇泵连接,所述CT专用岩心夹持器出口与回压阀相连,所述回压阀也与手摇泵连接,所述收集器通过冷凝器与回压阀相连;
在所述蒸汽发生器和CT专用岩心夹持器之间的管路上设置有压力表a,在所述手摇泵和CT专用岩心夹持器之间的管路上设置有压力表b,在所述手摇泵和回压阀之间的管路上设置有压力表c,所述CT专用岩心夹持器、回压阀、压力表a、压力表b和压力表c均置于恒温箱内,恒温箱用于制造恒温环境,以模拟真实地层温度情况;
所述X射线CT扫描装置用于将CT专用岩心夹持器中的岩心进行CT扫描,以得到岩心热水驱/蒸汽驱前后的岩心图像。
优选的,所述恒速恒压泵用于给蒸汽发生器提供注入水并控制驱替速度,所能提供的驱替速度范围为0.001~60mL/min,压力范围为0.001~60Mpa。
优选的,所述蒸汽发生器用于将恒速恒压泵注入的水进行加热直至所需温度下的蒸汽,并将蒸汽排出,蒸汽温度最高300℃。
优选的,所述CT专用岩心夹持器为专门适用于X射线CT扫描仪的聚醚醚酮(PEEK材质)岩心夹持器,PEEK裁量性能优异,耐高温,机械性能良好,具有射线透射性,可以将岩心安装在该岩心夹持器中并用X射线CT进行扫描,从而得出岩心的微观孔隙结构特征。该CT专用岩心夹持器的作用是固定岩心并在岩心热水驱/蒸汽驱过程前后直接对岩心进行X射线CT扫描。
优选的,所述回压阀用于对所述CT专用岩心夹持器出口端施加回压;
所述手摇泵利用液压的原理,为CT专用岩心夹持器施加围压,压紧岩心,并为所述回压阀提供压力;
所述冷凝器用于冷却出口端的采出液,以使采出液更好的流动至收集器中。
所述收集器用于收集热水驱/蒸汽驱的采出液,可以精确计量采出液量,为后续采收率的计算提供参数。
优选的,压力表a、压力表b和压力表c的量程均为50MPa,精度0.20Mpa。
进一步优选的,所述X射线CT扫描装置为Zeiss MCT-400CT,连接计算机,对岩心进行扫描图像的显示。
进一步优选的,所述收集器为油水分离器。
进一步优选的,所述CT专用岩心夹持器的入口还连接有一放空阀,直接与大气连接,用于在实验前排空CT专用岩心夹持器上游管线内的空气。
一种通过上述装置进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,包括步骤如下:
步骤1:选取冷冻钻取制备好的岩心,不做任何处理,在保持初始孔隙结构不变的情况下,装入CT专用岩心夹持器;
步骤2:使用X射线CT扫描装置获取初始岩心扫描图像,将初始岩心扫描图像进行滤波、分割等图像处理,建立热水驱前的数字岩心图像,得到初始岩心孔隙结构;
通过初始岩心扫描图像获得初始岩心孔隙结构,可采用现有技术,此处不再赘述;
步骤3:将恒温箱设定为与地层真实温度相同,用手摇泵调整回压阀压力至该温度下水的饱和蒸汽压,确保在测试流程内水以液态形式流通;
步骤3中某温度下水的饱和蒸汽压可通过查阅资料得到;
步骤4:用手摇泵为CT专用岩心夹持器施加围压,压力值高于回压阀压力1.5~2Mpa,压紧岩心;
岩心模拟驱替实验中,一般岩心入口端压力为驱替压力,而岩心围压(即环压)要比入口压力高2MPa,这样能保证夹持器胶套将岩心侧柱面紧密包裹,使得注入液体从岩心中流过而不是从岩心侧面流过;驱替实验开始时,如果岩心出口端有回压,应该首先将围压加至比回压高1.5~2MPa,然后随着驱替的进行,始终保持围压比入口压力高1.5~2MPa,也保证了流动实验过程中围压始终比回压高至少1.5~2Mpa;
步骤5:将恒速恒压泵设置为某一较小流量,恒速驱替,直至CT专用岩心夹持器入口端压力表压力升高至回压阀压力值,停泵;
步骤6:打开蒸汽发生器,设定恒速恒压泵为某一流量,记录驱替过程中CT专用岩心夹持器入口端压力表a压力值变化和出口端收集器液量变化;
步骤7:每驱替一定孔隙体积倍数(如10倍、20倍、50倍、100倍),重复步骤2,得到热水驱替不同孔隙体积倍数后的岩心孔隙结构;
步骤8:停泵,关闭蒸汽发生器,用手摇泵调整回压和围压至0MPa,将岩心从CT专用岩心夹持器中取出。
一种通过上述装置进行蒸汽驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,包括步骤如下:
步骤a:选取液氮冷冻钻取制备好的天然岩心,不做任何处理,在保持岩心初始孔隙结构不变的情况下,使用热缩套包封,将包封好的岩心装入CT专用岩心夹持器;
步骤b:采用现有技术,使用X射线CT扫描装置获取岩心扫描图像,将CT扫描图像进行滤波、分割等图像处理,建立蒸汽驱前的数字岩心图像,得到初始岩心孔隙结构;
步骤c:将恒温箱设定为与地层真实温度相同,用手摇泵为CT专用岩心夹持器施加围压1.5~2MPa,压紧岩心;
步骤d:打开蒸汽发生器,设定恒速恒压泵为某一流量,速度可根据地层真实渗流速度折算,记录驱替过程中岩心夹持器入口端压力表a压力值变化和出口端收集器液量变化;
步骤e:每驱替一定孔隙体积倍数后,如10倍,重复步骤b,得到蒸汽驱替不同孔隙体积倍数后的岩心孔隙结构;
步骤f:停泵,关闭蒸汽发生器,用手摇泵卸围压至0MPa,将岩心从CT专用岩心夹持器中取出。
本发明未详尽之处,均可参见现有技术。
本发明的有益效果为:
本发明通过一种基于CT原位实验的储层岩石孔隙结构及渗流规律测试装置,在不对岩心孔隙结构造成损害的前提下,可对岩心原位实验,对热水驱/蒸汽驱过程中,疏松砂岩稠油油藏储层微观结构变化和渗流规律特征进行精确表征。解决了常规方法无法测试疏松砂岩稠油油藏热水驱和蒸汽驱过程中孔隙结构变化特征的问题,使得热水驱/蒸汽驱过程中某阶段的储层结构的微观描述成为可能。
附图说明
图1为本发明基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置的一种结构示意图;
图2为岩心A初始状态下所截取的350×350×350体素(物理尺寸为1435μm×1435μm×1435μm)的CT扫描图像;
图3为岩心A初始状态下所截取的350×350×350体素(物理尺寸为1435μm×1435μm×1435μm)的岩心孔隙相;
图4为岩心A在热水驱后的状态下所截取的与初始状态下同一位置的岩心孔隙相;
图5为岩心B初始状态下所截取的200×200×200体素(物理尺寸为680μm×680μm×680μm)的CT扫描图像;
图6为岩心B初始状态下所截取的350×350×350体素(物理尺寸为680μm×680μm×680μm)的岩心孔隙相;
图7为岩心B在蒸汽驱后的状态下所截取的与初始状态下同一位置的岩心孔隙相;
图中,1-恒速恒压泵,2-蒸汽发生器,3-CT专用岩心夹持器,4-回压阀,5-手摇泵,6-冷凝器,7-收集器,8-恒温箱,9-X射线CT扫描装置,10a-压力表a,10b-压力表b,10c-压力表c,11-放空阀。
具体实施方式:
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述,但不仅限于此,本发明未详尽说明的,均按本领域常规技术。
实施例1:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,如图1所示,包括恒速恒压泵1、蒸汽发生器2、CT专用岩心夹持器3、回压阀4、手摇泵5、冷凝器6、收集器7和X射线CT扫描装置9;
恒速恒压泵1通过蒸汽发生器2与CT专用岩心夹持器3的入口相连,CT专用岩心夹持器3的环压接口通过管路与手摇泵5连接,CT专用岩心夹持器3出口与回压阀4相连,回压阀4也与手摇泵5连接,收集器7通过冷凝器6与回压阀4相连;
在蒸汽发生器2和CT专用岩心夹持器3之间的管路上设置有压力表a 10a,在手摇泵5和CT专用岩心夹持器3之间的管路上设置有压力表b 10b,在手摇泵5和回压阀4之间的管路上设置有压力表c 10c,CT专用岩心夹持器3、回压阀4、压力表a 10a、压力表b 10b和压力表c 10c均置于恒温箱8内,恒温箱8用于制造恒温环境,以模拟真实地层温度情况;
X射线CT扫描装置9用于将CT专用岩心夹持器中的岩心进行CT扫描,以得到岩心热水驱/蒸汽驱前后的岩心图像。
本发明中,回压阀4用于对CT专用岩心夹持器3出口端施加回压;
手摇泵5利用液压的原理,为CT专用岩心夹持器3施加围压,压紧岩心,并为回压阀4提供压力;
冷凝器6用于冷却出口端的采出液,以使采出液更好的流动至收集器中。
收集器7用于收集热水驱/蒸汽驱的采出液,可以精确计量采出液量,为后续采收率的计算提供参数。
实施例2:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,如实施例1所示,所不同的是,恒速恒压泵1用于给蒸汽发生器2提供注入水并控制驱替速度,所能提供的驱替速度范围为0.001~60mL/min,压力范围为0.001~60Mpa。
实施例3:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,结构如实施例1所示,所不同的是,蒸汽发生器2用于将恒速恒压泵1注入的水进行加热直至所需温度下的蒸汽,并将蒸汽排出,蒸汽温度最高300℃。
实施例4:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,结构如实施例1所示,所不同的是,CT专用岩心夹持器3为专门适用于X射线CT扫描仪的聚醚醚酮(PEEK材质)岩心夹持器,PEEK裁量性能优异,耐高温,机械性能良好,具有射线透射性,可以将岩心安装在该岩心夹持器中并用X射线CT进行扫描,从而得出岩心的微观孔隙结构特征。该CT专用岩心夹持器的作用是固定岩心并在岩心热水驱/蒸汽驱过程前后直接对岩心进行X射线CT扫描。
实施例5:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,结构如实施例4所示,所不同的是,压力表a 10a、压力表b 10b和压力表c 10c的量程均为50MPa,精度均为0.20Mpa。
实施例6:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,结构如实施例4所示,所不同的是,X射线CT扫描装置9为Zeiss MCT-400CT,连接计算机,对岩心进行扫描图像的显示。
收集器7为油水分离器。
实施例7:
一种基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置,结构如实施例4所示,所不同的是,CT专用岩心夹持器3的入口还连接有一放空阀11,直接与大气连接,用于在实验前排空CT专用岩心夹持器上游管线内的空气。
实施例8:
一种通过实施例1的装置进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,包括步骤如下:
步骤1:选取冷冻钻取制备好的岩心,不做任何处理,在保持初始孔隙结构不变的情况下,装入CT专用岩心夹持器;
步骤2:使用X射线CT扫描装置获取初始岩心扫描图像,将初始岩心扫描图像进行滤波、分割等图像处理,建立热水驱前的数字岩心图像,得到初始岩心孔隙结构;
通过初始岩心扫描图像获得初始岩心孔隙结构,可采用现有技术,此处不再赘述;
步骤3:将恒温箱设定为与地层真实温度相同,如150℃,用手摇泵调整回压阀压力至该温度下水的饱和蒸汽压,本实施例为0.5MPa(150℃时,水的饱和蒸汽压为0.476MPa,向上取整为0.5MPa),确保在测试流程内水以液态形式流通;
步骤4:用手摇泵为CT专用岩心夹持器施加围压,压力值高于回压阀压力2Mpa,压紧岩心;
步骤5:将恒速恒压泵设置流量为0.5mL/min,恒速驱替,直至CT专用岩心夹持器入口端压力表压力升高至回压阀压力值,停泵;
步骤6:打开蒸汽发生器,设定恒速恒压泵为流量0.5mL/min,记录驱替过程中CT专用岩心夹持器入口端压力表a压力值变化和出口端收集器液量变化;
步骤7:每驱替一定孔隙体积倍数(如10倍、20倍、50倍、100倍),重复步骤2,得到热水驱替不同孔隙体积倍数后的岩心孔隙结构;
步骤8:停泵,关闭蒸汽发生器,用手摇泵调整回压和围压至0MPa,将岩心从CT专用岩心夹持器中取出。
如图2~4所示,分别为按照实施例8岩心A在初始状态下的CT扫描图像、初始状态下的岩心孔隙相,以及在热水驱后的同一位置的岩心孔隙相,从图3、图4中,可以直观地看出热水驱后的孔隙的变化,并可结合图形处理技术探究油藏热水驱过程中的孔隙微观结构变化及其对渗流规律的影响,为稠油油藏开发过程中热水驱注采方案提供理论与技术支持。
实施例9:
一种通过实施例1的装置进行蒸汽驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,包括步骤如下:
步骤a:选取液氮冷冻钻取制备好的天然岩心,不做任何处理,如洗油烘干等,在保持岩心初始孔隙结构不变的情况下,使用热缩套包封,将包封好的岩心装入CT专用岩心夹持器;
步骤b:采用现有技术,使用X射线CT扫描装置获取岩心扫描图像,将CT扫描图像进行滤波、分割等图像处理,建立蒸汽驱前的数字岩心图像,得到初始岩心孔隙结构;
步骤c:将恒温箱设定为与地层真实温度相同,如150℃,用手摇泵为CT专用岩心夹持器施加围压1.5~2MPa,压紧岩心;
步骤d:打开蒸汽发生器,设定恒速恒压泵的流量为0.5ml/min,速度可根据地层真实渗流速度折算,记录驱替过程中岩心夹持器入口端压力表a压力值变化和出口端收集器液量变化;
步骤e:每驱替一定孔隙体积倍数后,如10倍,重复步骤b,得到蒸汽驱替不同孔隙体积倍数后的岩心孔隙结构;
步骤f:停泵,关闭蒸汽发生器,用手摇泵卸围压至0MPa,将岩心从CT专用岩心夹持器中取出。
如图5~7所示,分别为按照实施例9岩心B在初始状态下的CT扫描图像、初始状态下的岩心孔隙相,以及在蒸汽驱后的同一位置的岩心孔隙相,从图6、图7中,可以直观地看出蒸汽驱后的孔隙的变化,并可结合图形处理技术探究油藏蒸汽驱过程中的孔隙微观结构变化及其对渗流规律的影响,为稠油油藏开发过程中蒸汽驱注采方案提供理论与技术支持。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,通过基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置实现,基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置包括恒速恒压泵、蒸汽发生器、CT专用岩心夹持器、回压阀、手摇泵、冷凝器、收集器和X射线CT扫描装置;
所述恒速恒压泵通过蒸汽发生器与CT专用岩心夹持器的入口相连,所述CT专用岩心夹持器的环压接口通过管路与手摇泵连接,所述CT专用岩心夹持器出口与回压阀相连,所述回压阀也与手摇泵连接,所述收集器通过冷凝器与回压阀相连;
在所述蒸汽发生器和CT专用岩心夹持器之间的管路上设置有压力表a,在所述手摇泵和CT专用岩心夹持器之间的管路上设置有压力表b,在所述手摇泵和回压阀之间的管路上设置有压力表c,所述CT专用岩心夹持器、回压阀、压力表a、压力表b和压力表c均置于恒温箱内;
所述X射线CT扫描装置用于将CT专用岩心夹持器中的岩心进行CT扫描,以得到岩心热水驱/蒸汽驱前后的岩心图像;
进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,包括步骤如下:
步骤1:选取冷冻钻取制备好的岩心,不做任何处理,在保持初始孔隙结构不变的情况下,装入CT专用岩心夹持器;
步骤2:使用X射线CT扫描装置获取初始岩心扫描图像,将初始岩心扫描图像进行图像处理,建立热水驱前的数字岩心图像,得到初始岩心孔隙结构;
步骤3:将恒温箱设定为与地层真实温度相同,用手摇泵调整回压阀压力至该温度下水的饱和蒸汽压,确保在测试流程内水以液态形式流通;
步骤4:用手摇泵为CT专用岩心夹持器施加围压,压力值高于回压阀压力1.5~2Mpa,压紧岩心;
步骤5:将恒速恒压泵设置为某一流量,恒速驱替,直至CT专用岩心夹持器入口端压力表压力升高至回压阀压力值,停泵;
步骤6:打开蒸汽发生器,设定恒速恒压泵为某一流量,记录驱替过程中CT专用岩心夹持器入口端压力表a压力值变化和出口端收集器液量变化;
步骤7:每驱替一定孔隙体积倍数,重复步骤2,得到热水驱替不同孔隙体积倍数后的岩心孔隙结构;
步骤8:停泵,关闭蒸汽发生器,用手摇泵调整回压和围压至0MPa,将岩心从CT专用岩心夹持器中取出。
2.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述恒速恒压泵用于给蒸汽发生器提供注入水并控制驱替速度,所能提供的驱替速度范围为0.001~60mL/min,压力范围为0.001~60Mpa。
3.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述蒸汽发生器用于将恒速恒压泵注入的水进行加热直至所需温度下的蒸汽,并将蒸汽排出,蒸汽温度最高300℃。
4.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述CT专用岩心夹持器为专门适用于X射线CT扫描仪的聚醚醚酮岩心夹持器。
5.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述回压阀用于对CT专用岩心夹持器出口端施加回压;
所述手摇泵利用液压的原理,为CT专用岩心夹持器施加围压,压紧岩心,并为所述回压阀提供压力;
所述冷凝器用于冷却出口端的采出液,以使采出液更好的流动至收集器中;
所述收集器用于收集热水驱/蒸汽驱的采出液,能够精确计量采出液量,为后续采收率的计算提供参数。
6.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述压力表a、压力表b和压力表c的量程均为50MPa,精度均为0.20Mpa。
7.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述X射线CT扫描装置为ZeissMCT-400CT,连接计算机,对岩心进行扫描图像的显示;
所述收集器为油水分离器。
8.根据权利要求1所述的进行热水驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,所述CT专用岩心夹持器的入口还连接有一放空阀,直接与大气连接。
9.一种进行蒸汽驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,其特征在于,通过基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置实现,基于CT原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置包括恒速恒压泵、蒸汽发生器、CT专用岩心夹持器、回压阀、手摇泵、冷凝器、收集器和X射线CT扫描装置;
所述恒速恒压泵通过蒸汽发生器与CT专用岩心夹持器的入口相连,所述CT专用岩心夹持器的环压接口通过管路与手摇泵连接,所述CT专用岩心夹持器出口与回压阀相连,所述回压阀也与手摇泵连接,所述收集器通过冷凝器与回压阀相连;
在所述蒸汽发生器和CT专用岩心夹持器之间的管路上设置有压力表a,在所述手摇泵和CT专用岩心夹持器之间的管路上设置有压力表b,在所述手摇泵和回压阀之间的管路上设置有压力表c,所述CT专用岩心夹持器、回压阀、压力表a、压力表b和压力表c均置于恒温箱内;
所述X射线CT扫描装置用于将CT专用岩心夹持器中的岩心进行CT扫描,以得到岩心热水驱/蒸汽驱前后的岩心图像;
进行蒸汽驱实验测试储层岩石孔隙结构及渗流规律的方法,包括步骤如下:
步骤a:选取液氮冷冻钻取制备好的天然岩心,不做任何处理,在保持岩心初始孔隙结构不变的情况下,使用热缩套包封,将包封好的岩心装入CT专用岩心夹持器;
步骤b:使用X射线CT扫描装置获取岩心扫描图像,将CT扫描图像进行图像处理,建立蒸汽驱前的数字岩心图像,得到初始岩心孔隙结构;
步骤c:将恒温箱设定为与地层真实温度相同,用手摇泵为CT专用岩心夹持器施加围压1.5~2MPa,压紧岩心;
步骤d:打开蒸汽发生器,设定恒速恒压泵为某一流量,记录驱替过程中岩心夹持器入口端压力表a压力值变化和出口端收集器液量变化;
步骤e:每驱替一定孔隙体积倍数后,重复步骤b,得到蒸汽驱替不同孔隙体积倍数后的岩心孔隙结构;
步骤f:停泵,关闭蒸汽发生器,用手摇泵卸围压至0MPa,将岩心从CT专用岩心夹持器中取出。
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