CN117250140B - 水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置及方法，所述水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置包括通过管路连接的岩心并联夹持与多应力控制系统、温度控制系统、核磁共振控制系统、多回路流体泵注系统、流量计量系统和数据实时采集系统。所述水平井段簇非均匀进液定量评价方法利用上述装置来评价水平井段蔟非均匀进液程度。本发明提供有多个并联的岩心夹持器，围压、轴压、温度可独立控制，可通过核磁共振控制系统实时观察到各并联岩心的进液情况，实验结果更精准。还可根据已知的段内应力分布测井解释成果、定性研究非均匀进液主控因素和定量评价段内非均匀进液程度。

Description

水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置及方法

技术领域

本发明涉及水平井压裂技术领域，具体来讲，涉及一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置和一种水平井段簇非均匀进液定量评价方法。

背景技术

水平井分段多簇暂堵压裂工艺是页岩等非常规油气储层增产改造的有效手段，但受沉积环境和构造作用影响，储层物性、岩石力学性质以及地应力分布呈现强非均质性，导致段内各簇进液程度不同，如何评价目的层改造段内进液程度的非均匀性是指导分段、分簇以及布孔策略的重要前提，也是分段多簇暂堵工艺顺利实施的重要保障。目前国内外尚未对多簇非均匀进液开展系统深入研究，相关的水平井分段分簇研究常采用数值模拟方法、测井资料解释、地质资料分析作为研究手段，或基于施工井大数据模块作为装置进行研究。

现有的数值模拟研究大多基于均匀进液假设，或人为假设非均匀进液程度。例如申请号为CN202310337706的专利“一种水平井多簇压裂非均匀射孔的定量设计方法”，公布了采取平均进液流量下计算不同射孔参数下的孔眼摩阻结合段内应力非均质的大小，以此降低段内非均质地应力所在裂缝的射孔摩阻，促使多裂缝均匀扩展，以此指导射孔策略。例如申请号为CN202011098366的专利“水平井多段多簇极限限流压裂工艺设计方法”，公布了根据流量分配模型来计算孔眼数量。例如申请号为CN202010312756“一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法”，公布了采用测井曲线评价形成分簇依据的方法。例如申请号为CN201911088224“水平井压裂段簇优选方法及设备”，公布了采用数据信息获取模块和簇点及射孔段确定模块，进而确定压裂簇点及射孔段簇点分布。以上四种方法能指导储层分段分簇，但未结合储层在不同压力系统、不同地层温度和不同物性与岩石力学性质条件下，储层进液非均匀特点，对水平井分段多簇暂堵压裂工艺设计指导作用有限，即分段分簇及布控策略针对性不高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，通过该装置可以模拟在不同压力系统、不同地层温度和不同物性与岩石力学性质条件下，定量评价段内非均匀进液程度，定性研究非均匀进液主控因素。本发明通过实验设备和实验方法的创新实现了水平井段簇非均匀进液程度的定量评价，填补了水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置及方法的空白，将有力促使水平井分段多簇暂堵压裂工艺“孔簇起裂精准可控，孔眼暂堵顺利入靶”。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，所述装置包括通过管路连接的岩心并联夹持与多应力控制系统、温度控制系统、核磁共振控制系统、多回路流体泵注系统、流量计量系统和数据实时采集系统。其中，所述岩心并联夹持与多应力控制系统分别与所述核磁共振控制系统、温度控制系统连接。所述数据实时采集系统分别与多回路流体泵注系统、流量计量系统、岩心并联夹持与多应力控制系统连接。所述多回路流体泵注系统分别与所述流量计量系统、岩心并联夹持与多应力控制系统连接。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，所述岩心并联夹持与多应力控制系统可包括若干个并联的岩心夹持器和压力控制单元。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，所述压力控制单元可包括围压控制单元和轴压控制单元。所述围压控制单元可包括围压泵、围压传感器、围压液体进口、围压液仓和围压排空阀；所述围压泵可与所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器连接，用于控制流体通过所述围压液体进口注入至所述围压液仓；所述围压传感器可与所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器连接，用于将围压值传输至所述数据实时采集系统。所述轴压控制单元可包括轴压泵、金属活塞、轴压液体进口、轴压液仓、轴压排空阀和轴压传感器；所述轴压泵用于控制流体可通过所述轴压液体进口注入至所述轴压液仓，推动所述金属活塞向岩心方向移动；所述轴压排空阀用于排出所述轴压液仓中的空气；所述轴压传感器可设置在所述围压液仓的开口处，用于传输轴压值至所述数据实时采集系统。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，所述温度控制系统可包括加热器、保温套和温度传感器；所述加热器可位于所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器外，用于加热所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器；所述保温套可位于所述加热器外，用于保持所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器恒温；所述温度传感器可位于岩心仓中，用于将岩心温度数值传输至所述数据实时采集系统。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，所述核磁共振控制系统可包括至少一个核磁共振仪，所述核磁共振仪可与所述岩心并联夹持与多应力控制系统相连，可用于实时监测岩心吸收液量并将所述岩心吸收液量传输至所述数据实时采集系统。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，所述多回路流体泵注系统可包括至少一个阀门，所述阀门可位于所述管路或所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器上，用于控制流体在所述管路中的走向。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，所述流量计量系统可包括至少一个流量表，所述流量表可位于所述管路上，用于计量所述管路中的流体流量并可将所述管路中的流体流量传输至所述数据实时采集系统。

本发明再一方面提供了一种水平井段簇非均匀进液定量评价方法，可利用上述任意一项装置来评价水平井段蔟非均匀进液程度，方法可包括以下步骤：

S1、可将若干个岩心烘干并放入胶套中，将装有所述岩心的胶套放入岩心夹持器中。

S2、可利用所述岩心并联夹持与多应力控制系统对所述岩心进行轴压加压和围压加压，可利用所述温度控制系统对所述岩心进行加热，可利用所述多回路流体泵注系统控制流体注入所述岩心夹持器中，可利用数据实时采集系统获取所述岩心的液体吸收量。

S3、可利用所述多回路流体泵注系统关闭流体流动阀门，可利用所述岩心并联夹持与多应力控制系统对所述岩心进行轴压泄压和围压泄压，可利用所述温度控制系统停止加热。

S4、所述岩心的非均匀进液程度可通过岩心进液比例表征，所述岩心进液比例可由下式1确认：

式1：。

其中，所述k为实验组的标号，k=A、B、C...；所述i为岩心编号，i=1、2...n，所述n为每个实验组的岩心数量；所述为k实验组中的i号岩心的进液比例；所述/>为k实验组中的i号岩心液体吸收量。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价方法的一个示例性实施例中，所述轴压加压范围可为0~60Mpa，所述围压加压范围可为0~60Mpa，所述加热温度范围可为0℃~150℃。

在本发明水平井段簇非均匀进液定量评价方法的一个示例性实施例中，多组岩心的非均匀进液程度通过各组的吸液量突进系数和吸液量极差确认，可包括：

式2：。

式3：。

式4：。

其中，所述k为实验组的标号，k=A、B、C...；所述n为每个实验组的岩心数量，n=1、2...；所述为k实验组的n号岩心的液体吸收量；所述/>为k实验组的n个岩心的平均液体吸收量；所述/>为k实验组的n个岩心中液体吸收量的最高值；所述/>为k实验组的n个岩心中液体吸收量的最低值；所述/>为k组岩心的吸液量突进系数；所述/>为k组岩心的吸液量极差。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

（1）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置包括有多个并联的岩心夹持器，实验时可以选多层位岩心或者同层位多个岩心，实验结果更精准。

（2）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的围压、轴压、温度可独立控制。可根据已知的段内应力分布测井解释成果，通过岩心并联夹持与多应力控制系统对并联岩心进行多围压、多轴压加载，通过温度控制系统对并联岩心进行多温度加载，能用于定性研究非均匀进液主控因素。

（3）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的核磁共振控制系统能实时观察到各并联岩心的进液情况，用于不同压力系统、不同地层温度和不同物性与岩石力学性质等条件下，定量评价段内非均匀进液程度。

（4）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价方法，可以通过实验结果，数值化对比评价同组岩心或者不同组岩心的非均匀进液程度。同组岩心的非均匀进液程度采用岩心进液比例来表征、不同岩心组的非均匀进液程度采用岩心进液突进系数和极差来对比评价。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的示意图。

图2示出了本发明的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例的岩心夹持器剖面示意图。

附图标记说明：

1-主液泵；2-第一压力传感器；3-第一控制阀；4-第一流量表；5-第二控制阀；6-第二流量表；7-第二压力传感器；8第一围压泵；9第一围压传感器；10-第一温度传感器；11-第一核磁共振仪；12-第一轴压泵；13-第一轴压传感器；14-第三控制阀；15-第一岩心夹持器；16-第四控制阀；17-第三流量表；18-第三压力传感器；19-第二围压泵；20-第二围压传感器；21-第二温度传感器；22-第二核磁共振仪；23-第二轴压泵；24-第二轴压传感器；25-第五控制阀；26-第二岩心夹持器；27-第六控制阀；28-第四流量表；29-第四压力传感器；30-第三围压泵；31-第三围压传感器；32-第三温度传感器；33-第三核磁共振仪；34-第三轴压泵；35-第三轴压传感器；36-第七控制阀；37-第三岩心夹持器；38-保温套；39-加热器；40-筒体；41-围压液仓；42-轴压液仓；43-围压液体进口；44-岩心仓；45-胶套；46-金属活塞；47-轴压液体进口；48-轴压排空阀；49-围压排空阀；50-第四温度传感器。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置及方法。

需要说明的是，“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。本发明中使用的术语“S1”、“S2”、“S3”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

水平井段蔟非均匀进液程度是指在水平井中，各个分段簇的液体流动速率不均匀，有些簇的液体流动速率较慢，有些则较快。这种非均匀进液程度对石油开采效率有着重要的影响。水平井段蔟非均匀进液程度会影响石油的开采速度和产量。在水平井中，各个分段簇的液体流动速率不同，有些簇的液体流动速率较快，有些则较慢。如果一些簇的液体流动速率较慢，会导致这些簇的石油开采速度缓慢，进而影响整个水平井的开采速度和产量。如果一些簇的液体流动速率较快，会导致这些簇的石油开采效率下降，进而影响整个水平井的开采效果。此外，水平井段蔟非均匀进液程度还会影响暂堵剂的堵塞效果。在水平井分段多簇暂堵压裂工艺中，暂堵剂是用来堵塞油层中的一些特定区域的。如果一些分段簇的液体流动速率较快，会导致这些簇的暂堵剂堵塞效果不佳，进而影响整个水平井的暂堵效果和开采效率。水平井段蔟非均匀进液程度对石油开采效率有着重要的影响。因此，对水平井段簇非均匀进液程度进行定量评价对石油开采效率有着重要影响。

针对上述问题，发明人提出了一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置和方法，能够精准有效的定量评价水平井段簇非均匀进液程度，还能基于此研究不同围压、轴压和温度条件下水平井段簇非均匀进液的主控因素。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置。

在本发明的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的一个示例性实施例中，水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置包括通过管路连接的岩心并联夹持与多应力控制系统、温度控制系统、核磁共振控制系统、多回路流体泵注系统、流量计量系统和数据实时采集系统。

其中，岩心并联夹持与多应力控制系统可分别与核磁共振控制系统、温度控制系统连接。

在本示例性实施例中，岩心并联夹持与多应力控制系统可包括若干个并联的岩心夹持器和压力控制单元。

在本示例性实施例中，压力控制单元可包括围压控制单元和轴压控制单元。

围压控制单元可包括围压泵、围压传感器、围压液体进口、围压液仓和围压排空阀。其中，围压泵与岩心并联夹持可与多应力控制系统中的岩心夹持器连接，用于控制流体通过围压液体进口注入至围压液仓。围压传感器可与岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器连接，用于将围压值传输至数据实时采集系统。

轴压控制单元可包括轴压泵、金属活塞、轴压液体进口、轴压液仓、轴压排空阀和轴压传感器。其中，轴压泵可用于控制流体通过轴压液体进口注入至轴压液仓，推动金属活塞向岩心方向移动。轴压排空阀可用于排出轴压液仓中的空气。轴压传感器可设置在围压液仓的开口处，可用于传输轴压值至数据实时采集系统。

数据实时采集系统分别与多回路流体泵注系统、流量计量系统、岩心并联夹持与多应力控制系统连接。

在本示例性实施例中，温度控制系统可包括加热器、保温套和温度传感器。加热器可位于岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器外，用于加热岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器。保温套可位于加热器外，用于保持岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器恒温。温度传感器可位于岩心仓中，用于将岩心温度数值传输至数据实时采集系统。

在本示例性实施例中，核磁共振控制系统可包括至少一个核磁共振仪，核磁共振仪可与岩心并联夹持与多应力控制系统相连，用于实时监测岩心吸收液量并将岩心吸收液量传输至数据实时采集系统。

多回路流体泵注系统分别与流量计量系统、岩心并联夹持与多应力控制系统连接。

在本示例性实施例中，多回路流体泵注系统可包括至少一个阀门，阀门可位于管路或岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器上，用于控制流体在管路中的走向。

在本示例性实施例中，流量计量系统可包括至少一个流量表，流量表可位于管路上，用于计量管路中的流体流量并将管路中的流体流量传输至数据实时采集系统。

根据本发明又一方面还提供了一种水平井段簇非均匀进液定量评价方法，利用任意一项上述的装置来评价水平井段蔟非均匀进液程度，方法包括以下步骤：

S1、将若干个岩心烘干并放入胶套中，将装有岩心的胶套放入岩心夹持器中。

S2、利用岩心并联夹持与多应力控制系统对岩心进行轴压加压和围压加压，利用温度控制系统对岩心进行加热，利用多回路流体泵注系统控制流体注入岩心夹持器中，利用数据实时采集系统获取岩心的液体吸收量。

在本示例性实施例中，轴压加压范围为0~60Mpa，围压加压范围为0~60Mpa，加热温度范围为0℃~150℃。

S3、利用多回路流体泵注系统关闭流体流动阀门，利用岩心并联夹持与多应力控制系统对岩心进行轴压泄压和围压泄压，利用温度控制系统停止加热。

S4、岩心的非均匀进液程度通过岩心进液比例表征，岩心进液比例由下式1确认：

式1：。

其中，k为实验组的标号，k=A、B、C...；i为岩心编号，，n为每个实验组的岩心数量；/>为k实验组中的i号岩心的进液比例；/>为k实验组中的i号岩心液体吸收量。

在本示例性实施例中，多组岩心的非均匀进液程度通过各组的吸液量突进系数和吸液量极差确认，包括：

式2：。

式3：。

式4：。

其中，k为实验组的标号，k=A、B、C...；n为每个实验组的岩心数量，n=1、2...；为k实验组的n号岩心的液体吸收量；/>为k实验组的n个岩心的平均液体吸收量；/>为k实验组的n个岩心中液体吸收量的最高值；/>为k实验组的n个岩心中液体吸收量的最低值；/>为k组岩心的吸液量突进系数；/>为k组岩心的吸液量极差。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例和附图对其进行进一步说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

示例1

在本示例中，如图1和图2所示，水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置包括：主液泵1、第一压力传感器2、第一控制阀3、第一流量表4、第二控制阀5、第二流量表6、第二压力传感器7、第一围压泵8、第一围压传感器9、第一温度传感器10、第一核磁共振仪11、第一轴压泵12、第一轴压传感器13、第三控制阀14、第一岩心夹持器15、第四控制阀16、第三流量表17、第三压力传感器18、第二围压泵19、第二围压传感器20、第二温度传感器21、第二核磁共振仪22、第二轴压泵23、第二轴压传感器24、第五控制阀25、第二岩心夹持器26、第六控制阀27、第四流量表28、第四压力传感器29、第三围压泵30、第三围压传感器31、第三温度传感器32、第三核磁共振仪33、第三轴压泵34、第三轴压传感器35、第七控制阀36、第三岩心夹持器37、保温套38、加热器39、筒体40、围压液仓41、轴压液仓42、围压液体进口43、岩心仓44、胶套45、金属活塞46、轴压液体进口47、轴压排空阀48、围压排空阀49、第四温度传感器50。

其中，主液泵1和第一压力传感器2、第一控制阀3、第一流量表4依次连接，第一流量表4和三个并联的第二控制阀5、第四控制阀16、第六控制阀27依次连接；第二控制阀5和第二流量表6、第二压力传感器7、第一岩心夹持器15依次连接，第一岩心夹持器15和分别和第一围压泵8、第一围压传感器9、第一温度传感器10、第一核磁共振仪11、第三控制阀14连接；第三控制阀14和第一轴压传感器13、第一轴压泵12依次连接。同样，第四控制阀16和第三流量表17、第三压力传感器18、第二岩心夹持器26依次连接，第二岩心夹持器26和分别和第二围压泵19、第二围压传感器20、第二温度传感器21、第二核磁共振仪22、第五控制阀25连接；第五控制阀25和第二轴压传感器24、第二轴压泵23依次连接。第六控制阀27和第四流量表28、第四压力传感器29、第三岩心夹持器37依次连接，第三岩心夹持器37和分别和第三围压泵30、第三围压传感器31、第三温度传感器32、第三核磁共振仪33、第七控制阀36连接；第七控制阀36和第三轴压传感器35、第三轴压泵34依次连接。

其中，第一岩心夹持器15、第二岩心夹持器26、第三岩心夹持器37并联构成岩心并联夹持系统。每个岩心夹持器有单独的围压控制系统、单独的轴压控制系统以此形成应力控制系统，多个岩心夹持器并联则形成多应力控制系统。

以第一岩心夹持器15为例，围压控制系包括第一围压泵8、第一围压传感器9、围压液体进口43、围压液仓41、围压排空阀49。第一围压泵8控制流体通过围压液体进口43注入至围压液仓41来控制围压的大小，围压液仓41中的空气通过围压排空阀49排出，围压数值通过第一围压传感器9传输至数据实时采集系统。轴压控制系统包括第一轴压泵12、第一轴压传感器13、金属活塞46、轴压液仓42、轴压排空阀48。第二轴压泵23将流体通过轴压液体进口47注入至轴压液仓42推动金属活塞46向岩心方向移动以此进行轴压加载来控制轴压的大小，轴压液仓42中的空气通过轴压排空阀48排出，轴压数值通过第一轴压传感器13传输至数据实时采集系统。

温度控制系统包括加热器39、植入岩心舱的第四温度传感器50、保温套38。岩心夹持器，如第一岩心夹持器15、第二岩心夹持器26、第三岩心夹持器37可置于加热器39内，通过加热器39对整个岩心夹持系统加热，保温套38用于使整个岩心夹持系统保持恒温，第四温度传感器50将岩心温度数值传输至数据实时采集系统。

多回路流体控制系统是指对通过控制阀门开关来控制流体在多个岩心并联夹持器的走向，其中，阀门开关可为第二控制阀5、第四控制阀16或第六控制阀27。

核磁共振控制系统由第一核磁共振仪11、第二核磁共振仪22、第三核磁共振仪33组成，能对各个岩心夹持器中的岩心吸收液量进行实时可视化监测并将数据传输至数据实时采集系统。

流量计量系统是通过流量计对每个管路中的流体流量进行计量并将数据传输至数据实时采集系统，包括第一流量表4、第二流量表6、第三流量表17、第四流量表28。

数据实时采集系统可通过压力传感器（例如，第二压力传感器7、第三压力传感器18、第四压力传感器29）、温度传感器（例如，第一温度传感器10、第二温度传感器21、第三温度传感器32、第四温度传感器50）、流量表（例如，第一流量表4、第二流量表6、第三流量表17、第四流量表28）实时采集整个实验过程中的数据。

更优选的，岩心夹持器可为PEEK（聚醚醚酮）材料，核磁共振仪能实时计算PEEK材料制作的岩心夹持器中岩心的进液量。

示例2

本示例提供了一种水平井段簇非均匀进液定量评价方法，可利用示例1的装置来评价水平井段蔟非均匀进液程度。在实验过程中，液体可通过主液泵1注入，通过第一控制阀3、第一流量表4，通过开关第二控制阀5、第四控制阀16、第六控制阀27流向岩心并联夹持与多应力控制系统，每个岩心并联夹持与多应力控制系统的流量可通过第二流量表6、第三流量表17、第四流量表28测量，或者通过第一核磁共振仪11、第二核磁共振仪22、第三核磁共振仪33测量。第一岩心夹持器15的围压、轴压、温度、进液情况可以通过第一围压传感器9、第一轴压传感器13、第一温度传感器10、第一核磁共振仪11获得。同样的，第二岩心夹持器26的围压、轴压、温度、进液情况可以通过第二围压传感器20、第二轴压传感器24、第二温度传感器21、第二核磁共振仪22获得。第三岩心夹持器37的围压、轴压、温度、进液情况可以通过第三围压传感器31、第三轴压传感器35、第三温度传感器32、第三核磁共振仪33获得。各个岩心夹持器的围压控制可通过围压泵注入液体到围压液体进口43至围压液仓41实现，轴压控制可通过轴压泵注入液体通过轴压液体进口47到轴压液仓42推动金属活塞46实现，温度控制可通过岩心夹持器外的加热器39加热至目标温度，保温套38使岩心夹持器保持恒温状态。

假定测试三组（A组、B组、C组）岩心，每组3个岩样。第一组岩心岩样分别为A1、A2、A3；第二组岩心岩样分别为B1、B2、B3；第三组岩心岩样分别C1、C2、C3。其中A组和B组岩心来自同一口井同一层位，C组岩心来自同一口井其它层位。

A组、B组轴向压力分别为45~50Mpa，围压为50~52Mpa，温度为105℃；C组轴向压力分别为40~45Mpa，围压为48~50Mpa，温度为95℃。

测试具体步骤如下：

步骤1、将A、B、C三组高100mm、直径为20mm的9块岩芯烘干。

步骤2、开始第一组实验，分别将A1、A2、A3三块岩心放入岩心胶套中。

步骤3、将装有岩心的胶套放入岩心夹持器中，岩心仓入口端安装上活塞，通过轴压控制系统实现岩心的轴向加压，加压范围在45~50Mpa，三个岩心夹持器的轴压（根据测井资料解释结果）分别为、/>、/>。

步骤4、通过围压控制系统对岩心进行围压加载，加压范围在50~52MPa，三个岩心夹持器的围压（根据测井资料解释结果）分别为、/>、/>。

步骤5、打开温度控制系统，对整个岩心夹持器进行加热，三个岩心夹持器的温度分别为105℃。

步骤6、打开第二控制阀5、第四控制阀16、第六控制阀27，启动主液泵1，将泵内流体通过金属管线，注入到各个岩心夹持器中，开始水平井段簇非均匀进液定量评价实验。

步骤7、记录每个岩心液体吸收量；若岩心渗透率高，可以通过流量计测得每个岩心的液体吸收量；若岩心渗透率低，流量表无法读数，可通过核磁共振仪读取每个岩心液体吸收量。

步骤8、当并联管路中的分支回路前端流量稳定，核磁计算的进液速率稳定时，即可终止实验。

步骤9、关闭第二控制阀5、第四控制阀16、第六控制阀27，停止注入泵工作，对轴压、围压进行泄压，关闭温度控制系统。

步骤10、计算A组每个岩心的非均匀进液程度，获得、/>、/>计算A组岩心的突进系数与极差，获得/>、/>。

式1：。

式2：。

式3：。

式4：。

式5：。

式6：。

其中，、/>、/>分别为A1、A2、A3三块岩心进液比例；/>、/>、/>为A1、A2、A3三块岩心岩心液体吸收量；/>为A1、A2、A3三块岩心液体吸收量的平均值；/>为A1、A2、A3三块岩心的岩心液体吸收量的最高值；/>为A1、A2、A3三块岩心的岩心液体吸收量的最低值；/>为A组吸液量突进系数；/>为A组吸液量极差。

步骤11、分析岩心吸液量与时间的关系即、/>、/>。

步骤12、开始第二组实验，重复实验步骤2~10，获得B组、/>、/>、/>、/>。

步骤13、开始第三组实验，重复实验步骤2~10，获得C组、/>、/>、/>、/>。

步骤14、对比各岩心组的突进系数与极差（、/>、/>、/>、/>、/>），判定各岩心组的吸液非均匀性。

综上，有益效果包括：

（1）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置包括有多个并联的岩心夹持器，实验时可以选多层位岩心或者同层位多个岩心，实验结果更精准。

（2）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的围压、轴压、温度可独立控制。可根据已知的段内应力分布测井解释成果，通过岩心并联夹持与多应力控制系统对并联岩心进行多围压、多轴压加载，通过温度控制系统对并联岩心进行多温度加载，能用于定性研究非均匀进液主控因素。

（3）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置的核磁共振控制系统能实时观察到各并联岩心的进液情况，用于不同压力系统、不同地层温度和不同物性与岩石力学性质等条件下，定量评价段内非均匀进液程度。

（4）本发明所提供的水平井段簇非均匀进液定量评价方法，可以通过实验结果，数值化对比评价同组岩心或者不同组岩心的非均匀进液程度。同组岩心的非均匀进液程度采用岩心进液比例来表征、不同岩心组的非均匀进液程度采用岩心进液突进系数和极差来对比评价。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (9)

1.一种水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，其特征在于，所述装置包括通过管路连接的岩心并联夹持与多应力控制系统、温度控制系统、核磁共振控制系统、多回路流体泵注系统、流量计量系统和数据实时采集系统，其中，

所述岩心并联夹持与多应力控制系统分别与所述核磁共振控制系统、温度控制系统连接；

所述数据实时采集系统分别与所述多回路流体泵注系统、流量计量系统、岩心并联夹持与多应力控制系统连接；

所述多回路流体泵注系统分别与所述流量计量系统、岩心并联夹持与多应力控制系统连接，所述岩心并联夹持与多应力控制系统包括若干个并联的岩心夹持器和压力控制单元，液体通过多回路流体泵注系统的主液泵注入，流向各个岩心夹持器中，每个岩心夹持器的流量通过流量表或所述核磁共振控制系统中的核磁共振仪测量。

2.根据权利要求1所述的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，其特征在于，所述压力控制单元包括围压控制单元和轴压控制单元；

所述围压控制单元包括围压泵、围压传感器、围压液体进口、围压液仓和围压排空阀；所述围压泵与所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器连接，用于控制流体通过所述围压液体进口注入至所述围压液仓；所述围压传感器与所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器连接，用于将围压值传输至所述数据实时采集系统；

所述轴压控制单元包括轴压泵、金属活塞、轴压液体进口、轴压液仓、轴压排空阀和轴压传感器；所述轴压泵用于控制流体通过所述轴压液体进口注入至所述轴压液仓，推动所述金属活塞向岩心方向移动；所述轴压排空阀用于排出所述轴压液仓中的空气；所述轴压传感器与所述轴压泵连接，用于传输轴压值至所述数据实时采集系统。

3.根据权利要求1所述的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，其特征在于，所述温度控制系统包括加热器、保温套和温度传感器；所述加热器位于所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器外，用于加热所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器；所述保温套位于所述加热器外，用于保持所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器恒温；所述温度传感器位于岩心仓中，用于将岩心温度数值传输至所述数据实时采集系统。

4.根据权利要求1所述的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，其特征在于，所述核磁共振控制系统包括至少一个核磁共振仪，所述核磁共振仪与所述岩心并联夹持与多应力控制系统相连，用于实时监测岩心吸收液量并将所述岩心吸收液量传输至所述数据实时采集系统。

5.根据权利要求1所述的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，其特征在于，所述多回路流体泵注系统还包括至少一个阀门，所述阀门位于所述管路或所述岩心并联夹持与多应力控制系统中的岩心夹持器上，用于控制流体在所述管路中的走向。

6.根据权利要求1所述的水平井段簇非均匀进液定量评价实验装置，其特征在于，所述流量计量系统包括至少一个流量表，所述流量表位于所述管路上，用于计量所述管路中的流体流量并将所述管路中的流体流量传输至所述数据实时采集系统。

7.一种水平井段簇非均匀进液定量评价方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1~6中任意一项所述的装置来评价水平井段蔟非均匀进液程度，所述方法包括以下步骤：

S1、将若干个岩心烘干并放入胶套中，将装有所述岩心的胶套放入岩心夹持器中；

S2、利用所述岩心并联夹持与多应力控制系统对所述岩心进行轴压加压和围压加压，利用所述温度控制系统对所述岩心进行加热，利用所述多回路流体泵注系统控制流体注入所述岩心夹持器中，利用数据实时采集系统获取所述岩心的液体吸收量；

S3、利用所述多回路流体泵注系统关闭流体流动阀门，利用所述岩心并联夹持与多应力控制系统对所述岩心进行轴压泄压和围压泄压，利用所述温度控制系统停止加热；

S4、所述岩心的非均匀进液程度通过岩心进液比例表征，所述岩心进液比例由下式1确认：

式1：；

其中，所述k为实验组的标号，k=A、B、C...；所述i为岩心编号，，所述n为每个实验组的岩心数量；所述/>为k实验组中的i号岩心的进液比例；所述/>为k实验组中的i号岩心液体吸收量。

8.根据权利要求7的水平井段簇非均匀进液定量评价方法，其特征在于，所述轴压加压范围为0~60Mpa，所述围压加压范围为0~60Mpa，所述加热温度范围为0℃~150℃。

9.根据权利要求7的水平井段簇非均匀进液定量评价方法，其特征在于，多组岩心的非均匀进液程度通过各组的吸液量突进系数和吸液量极差确认，包括：

式2：；

式3：；

式4：；

其中，所述k为实验组的标号，k=A、B、C...；所述n为每个实验组的岩心数量，n ；所述/>为k实验组的n号岩心的液体吸收量；所述/>为k实验组的n个岩心的平均液体吸收量；所述/>为k实验组的n个岩心中液体吸收量的最高值；所述/>为k实验组的n个岩心中液体吸收量的最低值；所述/>为k组岩心的吸液量突进系数；所述/>为k组岩心的吸液量极差。