CN112595566B - 一种致密岩心离心脱水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及致密岩石储层水价分离技术领域，且公开了一种致密岩心离心脱水方法，包括以下操作步骤：岩心样本的质量为45‑50％，钢珠砂的质量为10‑20％，钢珠砂的半径为0.6mm‑0.9mm，设置转速18500rpm‑19500rpm，第一步，先将岩心样本装入离心管套中，第二步，再装入钢珠砂，装上管套盖，第三步，将岩心样本和钢珠砂一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，第四步，然后放入LG‑25M高速冷冻离心机中，第五步，设置转速18500rpm开始离心脱水，离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG‑25M高速冷冻离心机中，设置转速18500rpm开始离心脱水。
Description
技术领域
本发明涉及致密岩石储层水价分离技术领域，具体为一种致密岩心离心脱水方法。
背景技术
岩心孔隙从纳米级到微米级均有分布，不同大小的孔隙具有不同的毛细管压力，认识这些孔隙内流体的赋存状态，有利于优化采油、采气工艺，提高油气采收率。随着油气勘探向非常规油气的不断深入，储层变得越来越致密，孔隙大小非均质性越来越强，平均孔隙半径越来越小，要将储层内的水或油分离出岩心，将需要更高的离心力。
传统碎屑岩储层分类的特低孔特低渗行业标准的脱水压力为400Psi(2.76MPa)，可分理出孔隙半径或吼道半径为66.38nm的孔隙流体。目前，油气勘探的热点主要集中在页岩气、页岩油、致密砂岩气、致密油等非常规油气，这类非常规油气的孔隙半径细小，尤其是页岩气储层平均孔隙半径约为23.15nm。显然原有的技术和离心脱水水平难以满足现阶段油气生产的需求，须对原有技术进行改进与提升。
为了达到更高的离心水平(水或油分离出岩心的最小孔隙半径)，依据离心力的计算公式(1)可知，需要提升转速或增大离心转子半径。
公式(1)式中，m为样品质量，ω为角速度，r离心半径，为转轴中心到岩心样品的距离。
但在实际情况中，离心转速过快，转子与空气的摩擦力将变得非常大，易造成离子转子的振动而损坏设备。通常情况下转速较高时，将会减小转子半径。要将离心力达到最大值，就必须兼顾转速和离心半径，使两者达到一个最佳“平衡状态”。其次，离心力过高，可能会超过岩心本身的破碎压力，导致岩心破碎而损毁样品，很大程度限制了离心脱水实验与其他实验的有机结合，因此，为了提升离心水平，满足非常规油气勘探开发的需求，除了要增加有效地离心力外，还应保证样品不被破坏。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种致密岩心离心脱水方法，具备保护样品不被损坏等优点，解决了为了提升离心水平，满足非常规油气勘探开发的需求，除了要增加有效地离心力外，还应保证样品不被破坏的问题。
(二)技术方案
为实现上述保护样品不被损坏目的，本发明提供如下技术方案：一种致密岩心离心脱水方法，包括以下操作步骤：岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入钢珠砂，装上管套盖；
第三步，将岩心样本和钢珠砂一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速18500rpm开始离心脱水。
优选的，离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速18500rpm开始离心脱水。
优选的，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本。
优选的，通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小。
优选的，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积。
优选的，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种致密岩心离心脱水方法，具备以下有益效果：
1、该致密岩心离心脱水方法，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本，使岩心样本受力均匀且受力面积最大化，降低岩心样本破碎风险，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的。
2、该致密岩心离心脱水方法，通过减小转子角度的转子设计，使岩心样本的前后中心距差变小，使岩心样本中的水份移动距离变短，大大缩短了离心脱水所用的时间。
3、该致密岩心离心脱水方法，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，防止岩心样本破碎，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的。
4、该致密岩心离心脱水方法，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离，防止停机后水回流到岩心样本被其吸收，保持样本的脱水效果。
5、该致密岩心离心脱水方法，通过加装转子盖，来减少高速旋转时的风阻降低功耗和发热量，从而提高转速和脱水压力。
6、该致密岩心离心脱水方法，离心机达到18500rpm转速、13.40MPa的压力，分离出10.74nm微孔中的水份，进而能够很好的解决现阶段非常规油气储层岩芯离心脱水实验过程中离心力不够的问题，提高准确求取束缚水饱和度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，将岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将质量为45％岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入质量为10％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.6mm，装上管套盖；
第三步，将质量为45％岩心样本和质量为10％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.6mm一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速18500rpm开始离心脱水；
其中，离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速18500rpm开始离心脱水，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本，使岩心样本受力均匀且受力面积最大化，降低岩心样本破碎风险，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小，使岩心样本中的水份移动距离变短，大大缩短了离心脱水所用的时间，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，防止岩心样本破碎，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离，防止停机后水回流到岩心样本被其吸收，保持样本的脱水效果，实现水份与岩心样本隔离，来减少高速旋转时的风阻降低功耗和发热量，从而提高转速和脱水压力，当离心机达到18500rpm转速、13.40MPa的压力，分离出10.74nm微孔中的水份，能很好的解决现阶段非常规油气储层岩芯离心脱水实验过程中离心力不够，无法准确求取束缚水饱和度的难题进而提高离心脱水中的离心力，准确求取舒服水饱和度，进而提高测算的精准度。
实施例二，将岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将质量为46％岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入质量为12％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.7mm，装上管套盖；
第三步，将质量为46％岩心样本和质量为12％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.7mm一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速18700rpm开始离心脱水；
其中，
离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速18700rpm开始离心脱水，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本，使岩心样本受力均匀且受力面积最大化，降低岩心样本破碎风险，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小，使岩心样本中的水份移动距离变短，大大缩短了离心脱水所用的时间，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，防止岩心样本破碎，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离，防止停机后水回流到岩心样本被其吸收，保持样本的脱水效果，实现水份与岩心样本隔离，来减少高速旋转时的风阻降低功耗和发热量，从而提高转速和脱水压力。
实施例三，将岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将质量为47％岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入质量为14％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.8mm，装上管套盖；
第三步，将质量为47％岩心样本和质量为14％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.8mm一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速18900rpm开始离心脱水；
其中，
离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速18900rpm开始离心脱水，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本，使岩心样本受力均匀且受力面积最大化，降低岩心样本破碎风险，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小，使岩心样本中的水份移动距离变短，大大缩短了离心脱水所用的时间，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，防止岩心样本破碎，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离，防止停机后水回流到岩心样本被其吸收，保持样本的脱水效果，实现水份与岩心样本隔离，来减少高速旋转时的风阻降低功耗和发热量，从而提高转速和脱水压力。
实施例四，将岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将质量为48％岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入质量为16％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.85mm，装上管套盖；
第三步，将质量为48％岩心样本和质量为16％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.85mm一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速19000rpm开始离心脱水；
其中，
离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速19000rpm开始离心脱水，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本，使岩心样本受力均匀且受力面积最大化，降低岩心样本破碎风险，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小，使岩心样本中的水份移动距离变短，大大缩短了离心脱水所用的时间，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，防止岩心样本破碎，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离，防止停机后水回流到岩心样本被其吸收，保持样本的脱水效果，实现水份与岩心样本隔离，来减少高速旋转时的风阻降低功耗和发热量，从而提高转速和脱水压力。
实施例五，将岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将质量为50％岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入质量为20％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.9mm，装上管套盖；
第三步，将质量为50％岩心样本和质量为20％钢珠砂和钢珠砂的半径为0.9mm一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速19500rpm开始离心脱水；
其中，
离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速19500rpm开始离心脱水，在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本，使岩心样本受力均匀且受力面积最大化，降低岩心心样本破碎风险，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小，使岩心样本中的水份移动距离变短，大大缩短了离心脱水所用的时间，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加心样本的受力面积，防止岩心样本破碎，从而提高转速增加脱水压力实现更小微孔脱水目的，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离，防止停机后水回流到岩心样本被其吸收，保持样本的脱水效果，实现水份与岩心样本隔离，来减少高速旋转时的风阻降低功耗和发热量，从而提高转速和脱水压力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种致密岩心离心脱水方法，其特征在于：包括以下操作步骤：岩心样本的质量为45-50％，钢珠砂的质量为10-20％，钢珠砂的半径为0.6mm-0.9mm，设置转速18500rpm-19500rpm；
第一步，先将岩心样本装入离心管套中；
第二步，再装入钢珠砂，装上管套盖；
第三步，将岩心样本和钢珠砂一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母；
第四步，然后放入LG-25M高速冷冻离心机中；
第五步，设置转速18500rpm开始离心脱水。
2.根据权利要求1所述的一种致密岩心离心脱水方法，其特征在于：离心脱水时将岩心样本装入离心管套中，再装入钢珠砂，装上管套盖，一起对称放入角转子里面，装上转子盖，拧紧压紧螺母，然后整个放入LG-25M高速冷冻离心机中，设置转速18500rpm开始离心脱水。
3.根据权利要求1所述的一种致密岩心离心脱水方法，其特征在于：在离心过程中，钢珠砂开始流动，紧密包裹岩心样本。
4.根据权利要求1所述的一种致密岩心离心脱水方法，其特征在于：通过减小转子角度，进而使岩心样本的前后中心距差变小。
5.根据权利要求1所述的一种致密岩心离心脱水方法，其特征在于：通过离心时加入的钢珠砂填充，可以增加岩心样本的受力面积。
6.根据权利要求1所述的一种致密岩心离心脱水方法，其特征在于：通过在离心管套上开槽加入钢珠砂填充，离心时使岩心样本中的水份通过钢珠砂之间的间隙流到离心管套的外部，实现水份与岩心样本隔离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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