CN214668713U - 一种致密岩心饱和装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气田开发油层改造模拟实验设备领域，特别是涉及到了一种致密岩心饱和装置。该致密岩心饱和装置包括岩心夹持器、加压泵及真空泵，加压泵通过注液管线与岩心夹持器相连，用于向岩心夹持器供饱和液，所述注液管线设有注液开关阀；真空泵通过抽真空管线与岩心夹持器相连，用于对岩心夹持器抽真空，所述抽真空管线设有抽真空开关阀；所述注液管线上设有压力振荡器，所述压力振荡器用于向注液管线提供加压气体以通过饱和液驱替岩心夹持器中的岩心内未被充分饱和的区域。本实用新型解决了现有岩心饱和装置在用于致密岩心时，存在的岩心内部饱和程度不均匀，饱和程度不够的问题。

Description

一种致密岩心饱和装置

技术领域

本实用新型涉及油气田开发油层改造模拟实验设备领域，特别是涉及到了一种致密岩心饱和装置。

背景技术

近几年，由于世界对油气资源的需求与开采技术的进步，使致密油和致密气的开发在国内外成为热点领域之一。由于致密储层的“三低两高”，即低渗透率、低孔隙度、低压，高毛管压力和高有效应力，使得致密储层开发难度极大，致密储层开发中极易受到伤害，致密油储层注水困难，产量递减快，稳产和提高采收率是致密油储层开发面临的重大问题。现阶段，亟需加强致密储层渗流机理研究，从致密储层岩心的分析出发，研究储层物性、多孔岩石气水渗流规律、复杂地质条件下气藏开发机理，对于该类油气藏科学开发具有重要意义。

物理模型岩心驱替试验是分析致密储层岩心的一种重要手段，该试验包括对岩心饱和的处理步骤。岩心饱和的处理是将岩心孔隙内的空气全部排出，然后让岩心充分浸泡吸收饱和液，让饱和液充满岩心内所有孔隙的处理过程。

物理模型岩心驱替试验中对岩心的饱和是通过岩心饱和装置进行的。公告号为CN209764675U的专利的说明书公开了一种岩心饱和装置。该装置包括抽真空泵、抽真空管路、饱和液储存罐、加压泵、饱和液管路和饱和容器（岩心夹持器）。其中抽真空泵通过抽真空管路与饱和容器连接，饱和液储存罐通过加压泵以及饱和液管路与饱和容器连接。进行岩心饱和处理时，岩心被放置在饱和容器中，首先通过抽真空泵以及抽真空管路对饱和容器内进行抽真空处理，然后通过加压泵及饱和液管路将饱和液储存罐中储存的饱和液注入至饱和容器中并加满饱和容器，让岩心充分浸泡吸收饱和液，最终使饱和液充满岩心内所有孔隙。

除了上述专利说明书公开的岩心饱和装置外，公布号为CN107436254A的发明专利申请的说明书也公开了一种岩心加压饱和装置，该饱和装置与公告号为CN209764675U的专利的说明书公开的岩心饱和装置相比，主要区别在于，增加了控制系统，可以实现岩心加压饱和操作完全自动化，减少操作人员的操作难度。

此外，公告号为CN102183532B的发明专利的说明书公开了一种提高CT测量流体饱和度精度的方法，该方法应用CT扫描仪对饱和前后的岩心分别进行扫描，从而可提高流体饱和度的测量精度。

但对于致密岩心，其孔隙毛细管压力更强，以上各种装置分别通过对饱和容器内的岩心进行抽真空处理，再通过饱和液注入装置对岩心进行加压饱和，能实现对致密岩心初始含水饱和度的测定，但由于致密岩心驱替非常困难，在驱替过程中岩心内部饱和程度不均匀，饱和程度不够，导致测定的初始含水饱和度与实际情况误差较大，影响后期开展储层敏感性、储层伤害因此及程度分析等流动实验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种致密岩心饱和装置，以解决现有岩心饱和装置在用于致密岩心时，存在的岩心内部饱和程度不均匀，饱和程度不够的问题。

为实现上述目的，本实用新型的致密岩心饱和装置的技术方案是：一种致密岩心饱和装置，包括：

岩心夹持器，用于放置待饱和的岩心；

加压泵，通过注液管线与岩心夹持器相连，用于向岩心夹持器供饱和液，所述注液管线设有注液开关阀；

真空泵，通过抽真空管线与岩心夹持器相连，用于对岩心夹持器抽真空，所述抽真空管线设有抽真空开关阀；

所述注液管线上设有压力振荡器，所述压力振荡器用于向注液管线提供加压气体以通过饱和液驱替岩心夹持器中的岩心内未被充分饱和的区域。

有益效果：本实用新型在致密岩心饱和装置的注液管线上设置了压力振荡器，所述压力振荡器用于向注液管线提供加压气体以通过饱和液驱替岩心夹持器中的岩心内未被充分饱和的区域。因此，在使用的时候，可通过所述压力振荡器向岩心夹持器提供振荡压力，从而促使饱和液在致密岩心中更加均匀地分布，由此解决现有岩心饱和装置在用于致密岩心时，存在的岩心内部饱和程度不均匀，饱和程度不够的问题。

更进一步地，所述注液管线与抽真空管线具有共用段，该共用段靠近岩心夹持器设置。共用段的设置减少了致密岩心饱和装置的管线的数量，一方面可解决成本，另一方面可简化结构。

更进一步地，所述加压泵配置有压力指示装置，所述压力指示装置设于所述共用段上。压力指示装置可用于辅助更好的控制所加饱和液的压力，从而更理想的达到实验效果。

更进一步地，所述真空泵配置有真空度指示装置，所述真空度指示装置设于所述共用段上。真空度指示装置用于辅助判断真空度是否达标，一方面可及时关停真空泵，节省能源，另一方面可以确保实验是在设定的真空条件下进行。

更进一步地，还包括加压气源，所述加压气源并联于注液管线，与所述压力振荡器连接。

更进一步地，所述岩心夹持器外部配置有保温套。保温套有助于塑造更加贴合实际的地层温度环境，有助于实验的可靠性。

更进一步地，所述岩心夹持器配置有扫描装置，所述扫描装置包括CT扫描仪和数据处理终端，所述岩心夹持器置于所述CT扫描仪内。CT扫描仪可用于更加精确地判断岩心的饱和情况。

更进一步地，所述岩心夹持器通过液体处理管线连接有液体处理罐，所述液体处理管线上设有液体处理开关阀。液体处理管线及液体处理罐可用于对多于的饱和液进行及时无害化处理。

更进一步地，所述岩心夹持器通过增压管线连接有增压泵，所述增压泵用于给岩心夹持器建立围压以模拟地层压力。通过增压泵模拟地层压力环境，有助于实验的可靠性。

更进一步地，所述增压管线上设有回压阀。回压阀起到安全防护的作用。

附图说明

图1为本实用新型的致密岩心饱和装置的一种实施例的示意图。

附图标记说明：1、储液罐；2、高压氮气瓶； 3、真空泵；4、加压泵；5、压力振荡器；6、CT扫描仪；7、数据处理终端；8、保温套；9、岩心夹持器；10、致密岩心；11、液体处理罐；12a、第一压力表；12b、第二压力表；13、真空度传感器；14、回压阀；15、增压泵；16、注液管线。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的致密岩心饱和装置的具体实施例：

如图1所示，该致密岩心饱和装置包括岩心夹持器9，岩心夹持器9用于放置待饱和的致密岩心10并对致密岩心10进行保护以及密封柱面或端面。现有的岩心夹持器根据结构划分主要有四种，分别为哈斯勒（hassler）型岩心夹持器、二轴向岩心夹持器、三轴向岩心夹持器和带测压孔的岩心夹持器，以上各种岩心夹持器的结构均为现有技术，此处不予赘述。在本实施例中，岩心夹持器9可以为以上任意一种。

岩心夹持器9通过注液管线16连接有加压泵4，注液管线上设有储液罐1，储液罐1用于储存饱和液（如地层液），注液管线16上设有注液开关阀，注液开关阀设于储液罐1的灌口或者其下游，具体可采用单向阀。注液管线16上还设置有压力指示装置，在本实施例中，压力指示装置具体采用的是第一压力表12a，第一压力表12a用于显示注液管线16内的压力，该压力即为岩心夹持器9内的压力，从而可辅助实验人员掌握加压泵4所施加的压力。

除了上述的加压泵4外，岩心夹持器9还通过抽真空管线连接有真空泵3，真空泵3用于对岩心夹持器9抽真空，以便创造后期饱和岩心的真空环境。真空泵3与加压泵4并联，抽真空管线与注液管线16具有一共用段，该共用段靠近下游，即靠近岩心夹持器9设置。在抽真空管线上设有抽真空开关阀，抽真空开关阀位于抽真空管线与注液管线16的交汇点上游处，即位于所述共用段上游处。真空泵3配置了真空度传感器13，真空度传感器13设于抽真空管线上，本实施例中位于所述共用段上。

为了促使致密岩心10被充分、均匀的饱和，岩心夹持器9配置了压力振荡器5和加压气源，压力振荡器5与真空泵3和加压泵4并联，连接于岩心夹持器9，加压气源采用的是高压氮气瓶2（可仅在使用时另设），同样与真空泵3和加压泵4并联，在本实施例中，压力振荡器5和高压氮气瓶2同样借用了所述共用段。

岩心夹持器9的外部设置了保温套8和扫描装置，保温套8用于在岩心夹持器9内塑造希望的温度，以模拟地层环境温度。扫描装置包括CT扫描仪6和数据处理终端7，岩心夹持器9及保温套8置于所述CT扫描仪6内，CT扫描仪6通过数据线与数据处理终端7连接，可用于显示致密岩心10的饱和情况。

为了模拟地层环境压力，岩心夹持器9配置了增压泵15，增压泵15通过增压管线与岩心夹持器9连接，可为岩心夹持器9建立围压，在增压管线上分别设置了回压阀14和第二压力表12b。回压阀14具体为高温高压回压阀，起到安全防护的作用，第二压力表12b用于指示围压的压力，以供实验人员查看。

该致密岩心饱和装置还配置了液体处理罐11，液体处理罐11与岩心夹持器9之间通过液体处理管线连接，其中液体处理管线与液体处理罐11的连接位置以靠近液体处理罐11底部为宜，在液体处理管线上设置了液体处理开关阀，液体处理开关阀具体可采用单向阀，此处不予赘述。

使用本实施例的致密岩心饱和装置进行饱和实验的过程如下：

1）实验前的准备：对致密岩心10进行吸油、洗盐和干燥处理，然后置于岩心夹持器9内，确保储液罐1内灌装有地层水，确保液体处理罐11内灌装有处理液，处理液为碱液；确保所有阀门关闭。

2）进行实验：先打开注液开关阀和抽真空开关阀后，开启真空泵3，对注液管线16、储液罐1以及岩心夹持器9抽真空，直至真空度传感器13显示的真空度合格为止；然后关闭抽真空开关阀、真空泵3，设置加压泵4的流程压力为2.5MPa，打开加压泵4，使储液罐1内的地层水通过注液管线16泵入到岩心夹持器9内驱替致密岩心10，每驱替5分钟后，关闭加压泵4，打开液体处理罐11与岩心夹持器9之间的阀门，岩心夹持器9卸压后的液体排入液体处理罐11内，此过程中，由于液体处理管线与液体处理罐11的连接点被碱液所淹没，因此不会存在空气倒流进入的问题；按照上述步骤反复驱替3次（具体次数可根据实际需求选择），使得致密岩心10被较充分的饱和；关闭加压泵4，关闭液体处理罐11与岩心夹持器9之间的液体处理开关阀；设置增压泵15的流程压力为5MPa，打开增压泵15并给致密岩心10施加5MPa围压，将回压阀14的压力设定为0.5MPa，将压力振荡器5的震荡峰值压力值设定为2.5MPa，震荡频率设置为5Hz，打开CT扫描仪6，分别打开高压氮气瓶2、压力振荡器5与注液管线16之间的阀门，使高压氮气瓶2中的氮气通过压力震荡器5后产生峰值压力为2.5MPa、频率为5Hz的震荡压力，通过震荡压力驱替致密岩心10内未被充分饱和的区域，并观察数据处理终端7位于致密岩心10不同点位的含水饱和度，直至致密岩心10的含水饱和度分布均匀。

3）饱和完成后的处理：致密岩心10饱和完成后，关闭高压氮气瓶2、压力振荡器5分别与注液管线16之间的阀门，打开液体处理罐11与岩心夹持器9之间的阀门，岩心夹持器9卸压后的液体排入液体处理罐11内，从而实现了废液的无害化处理，该装置使得致密岩心10的含水饱和度分布均匀，快速提高了致密岩心10的初始含水饱和度，有利于后期开展储层敏感性、储层伤害因此及程度分析等流动实验。

在本实用新型的致密岩心饱和装置的其它实施例中，所述注液管线与抽真空管线还可以分别独立设置；所述高压氮气瓶还可以采用其它的惰性气源来代替；所述真空度传感器还可以省略，通过设置真空泵的冗余量，同样可以达到满足真空要求的目的；所述的液体处理罐还可以根据需要选择省略。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种致密岩心饱和装置，包括：

岩心夹持器，用于放置待饱和的岩心；

加压泵，通过注液管线与岩心夹持器相连，用于向岩心夹持器供饱和液，所述注液管线设有注液开关阀；

真空泵，通过抽真空管线与岩心夹持器相连，用于对岩心夹持器抽真空，所述抽真空管线设有抽真空开关阀；其特征在于，

所述注液管线上设有压力振荡器，所述压力振荡器用于向注液管线提供加压气体以通过饱和液驱替岩心夹持器中的岩心内未被充分饱和的区域。

2.根据权利要求1所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述注液管线与抽真空管线具有共用段，该共用段靠近岩心夹持器设置。

3.根据权利要求2所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述加压泵配置有压力指示装置，所述压力指示装置设于所述共用段上。

4.根据权利要求2所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述真空泵配置有真空度指示装置，所述真空度指示装置设于所述共用段上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，还包括加压气源，所述加压气源并联于注液管线，与所述压力振荡器连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述岩心夹持器外部配置有保温套。

7.根据权利要求1-4任一项所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述岩心夹持器配置有扫描装置，所述扫描装置包括CT扫描仪和数据处理终端，所述岩心夹持器置于所述CT扫描仪内。

8.根据权利要求1-4任一项所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述岩心夹持器通过液体处理管线连接有液体处理罐，所述液体处理管线上设有液体处理开关阀。

9.根据权利要求1-4任一项所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述岩心夹持器通过增压管线连接有增压泵，所述增压泵用于给岩心夹持器建立围压以模拟地层压力。

10.根据权利要求9所述的致密岩心饱和装置，其特征在于，所述增压管线上设有回压阀。

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