專利名稱：非均質(zhì)多層巖心夾持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬油田合注分層開采試驗(yàn)裝置，具體涉及一種非均質(zhì)多層巖心夾持器。
背景技術(shù)：
在油田開發(fā)中，油層非均質(zhì)性是影響油田開發(fā)的重要因素之一，尤其是在油層合并注水的情況下，油層非均質(zhì)性不僅使油層厚度波及系數(shù)降低，而且對(duì)注水層系中各油層的驅(qū)油效率產(chǎn)生較大的影響，降低最終采收率。因此，了解注水過程中非均質(zhì)油層驅(qū)油效率的變化規(guī)律，對(duì)于調(diào)整開發(fā)措施、提高開發(fā)效果提供理論依據(jù)。目前關(guān)于非均質(zhì)的研究，分為層內(nèi)和層間非均質(zhì)研究，層間非均質(zhì)的研究方法簡(jiǎn)單，多采用多個(gè)并聯(lián)巖心，夾持器和計(jì)量相對(duì)簡(jiǎn)單。關(guān)于層內(nèi)非均質(zhì)性的研究比較少，目前的方法是將人造巖心壓制成一個(gè)多層模型用環(huán)氧樹脂膠結(jié)作為模擬層內(nèi)非均質(zhì)體系。另一種方法是用人造巖心壓制成一個(gè)多層模型，在巖心夾持器中進(jìn)行驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，以研究層內(nèi)非均質(zhì)體系的驅(qū)油規(guī)律。其缺點(diǎn)是，現(xiàn)有的巖心夾持器具有一個(gè)進(jìn)液口和一個(gè)出液口，只能測(cè)量注水過程中多層巖心模型整體驅(qū)油效率的變化，而無法實(shí)現(xiàn)分層計(jì)量，不能觀察到層間竄流現(xiàn)象。并且只能測(cè)量整個(gè)模型的孔隙度、滲透率和含油飽和度，無法測(cè)定各個(gè)滲透層的參數(shù)。因而無法實(shí)現(xiàn)合注分層開采中各油層驅(qū)油效率的評(píng)價(jià)。另外用環(huán)氧樹脂膠結(jié)作為模擬層內(nèi)非均質(zhì)體系不能模擬上覆壓力，這些都是層內(nèi)非均質(zhì)的研究中亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠準(zhǔn)確計(jì)量非均質(zhì)層內(nèi)水驅(qū)油變化規(guī)律的巖心夾持器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，由外殼，橡膠筒，巖心左頂頭，巖心右頂頭， 左固定套筒，右固定套筒，左緊固套筒、右緊固套筒和固定支架構(gòu)成；不銹鋼外殼為圓筒狀，橡膠筒置于外殼內(nèi)部，與外殼同軸心；多層巖心模型位于橡膠筒內(nèi)空腔中；巖心左頂頭，巖心右頂頭可拆卸地抵頂在橡膠筒內(nèi)、多層巖心模型的兩端， 其形狀和尺寸與橡膠筒內(nèi)壁相符，橡膠筒的內(nèi)壁與巖心左頂頭和巖心右頂頭之間形成容納多層巖心模型的巖心容室；左固定套筒和右固定套筒，分別套設(shè)在巖心左頂頭和巖心右頂頭上，左固定套筒和右固定套筒外周與外殼兩端通過軸向圍壓密封圈連接；橡膠筒外壁，左固定套筒和右固定套筒和外殼內(nèi)壁之間形成一密閉環(huán)形圍壓空間；左緊固套筒和右緊固套筒分別套設(shè)在巖心左頂頭和巖心右頂頭上，位于左固定套筒和右固定套筒外側(cè)；外殼上設(shè)有圍壓接口、圍壓排氣孔；巖心左頂頭中設(shè)有進(jìn)液口連通巖心容室，設(shè)有巖心排氣孔連通巖心容室；巖心右頂頭中設(shè)有中層出液口、上層出液口、下層出液口，連通巖心容室，每個(gè)出液口分別對(duì)準(zhǔn)一層巖心模型，在巖心右頂頭上對(duì)應(yīng)相鄰兩層巖心模型間的接縫處設(shè)置條形出液口密封墊，以使通過每層巖心模型的流出液從各層相應(yīng)的出液口流出；固定支架位于外殼下方。該多層巖心模型由多個(gè)具有不同滲透率的天然或人造單層巖心組合而成。如上所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其中，各單層巖心可以為形狀相同的長(zhǎng)方體石心。如上所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其中，該橡膠筒外部可以為立方形，內(nèi)部具有長(zhǎng)方體空腔以容納長(zhǎng)方體巖心，其兩端具有圓形接口。所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，在其多層巖心模型的相鄰兩層巖心接觸面上設(shè)置隔離油水的薄膜。如所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其特征在于，所述的多層巖心模型可以用單層均質(zhì)巖心替代。如上所述的非均質(zhì)模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，該單層巖心為圓柱形或長(zhǎng)方形。本發(fā)明的有益效果在于，(1)本巖心夾持器可采用天然的油藏巖心并施加圍壓，真實(shí)地模擬了層內(nèi)非均質(zhì)油藏的實(shí)際情況；(2)該巖心夾持器通過獨(dú)特的頂頭設(shè)計(jì)，可以使流經(jīng)各巖心層的液體分別從不同的出口流出，實(shí)現(xiàn)了分層測(cè)量，能夠精確地反映合注分層開采中層內(nèi)非均質(zhì)水驅(qū)油的變化規(guī)律；(3)本巖心夾持器改進(jìn)了傳統(tǒng)層內(nèi)非均質(zhì)模型的多層粘合巖心為自由組合單層模型，每個(gè)單層參數(shù)可以單獨(dú)獲得，并可以靈活組合以模擬多種非均質(zhì)油藏；(4)本巖心夾持器將傳統(tǒng)層橡膠筒的圓柱狀外部形狀改變?yōu)榱⒎叫?，并減少了筒壁的厚度，更有利于對(duì)橡膠筒內(nèi)部空腔施加圍壓；(5)本巖心夾持器的能夠用于測(cè)量層內(nèi)非均質(zhì)模型；同時(shí)，僅需在相鄰多層巖心模型間設(shè)置隔離油水的薄膜，即能用來測(cè)量層間非均質(zhì)模型，簡(jiǎn)化了常規(guī)方法中多個(gè)巖心夾持器并聯(lián)的測(cè)試裝置。


圖1為非均質(zhì)多層巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中Α-Α，的剖視圖；圖3為圖1中B-B，的剖視圖；其中1、巖心排氣孔2、巖心左頂頭3、左緊固套筒4、軸向圍壓密封圈5、進(jìn)液口 6、左固定套筒7、外殼8、橡膠筒9、圍壓排氣孔10、多層巖心模型11、固定支架12、環(huán)形圍壓空間13、圍壓接口 14、右固定套筒15、巖心右頂頭16、中層出液口 17、上層出液口 18、出液口密封墊19、右緊固套筒20、下層出液口
具體實(shí)施例方式非均質(zhì)多層巖心夾持器用于非均質(zhì)多層巖心夾持器由外殼7，橡膠筒8，巖心左頂頭2，巖心右頂頭15，左固定套筒6，右固定套筒14，左緊固套筒3、右緊固套筒19和固定支架11構(gòu)成；不銹鋼外殼7為圓筒狀，橡膠筒8置于外殼7內(nèi)部，與外殼7同軸心；多層巖心模型10位于橡膠筒8內(nèi)空腔中；巖心左頂頭2，巖心右頂頭15可拆卸地抵頂在橡膠筒8內(nèi)、多層巖心模型10的兩端，其形狀和尺寸與橡膠筒8內(nèi)壁相符，橡膠筒8的內(nèi)壁與巖心左頂頭2 和巖心右頂頭15之間形成容納多層巖心模型10的巖心容室；左固定套筒6和右固定套筒14，分別套設(shè)在巖心左頂頭2和巖心右頂頭15上，左固定套筒6和右固定套筒14外周與外殼7兩端通過軸向圍壓密封圈4連接；橡膠筒8外壁，左固定套筒6和右固定套筒14和外殼7內(nèi)壁之間形成一密閉環(huán)形圍壓空間12 ；左緊固套筒3和右緊固套筒19分別套設(shè)在巖心左頂頭2和巖心右頂頭15上，位于左固定套筒6和右固定套筒14外側(cè)；外殼7上設(shè)有圍壓接口 13、圍壓排氣孔9與環(huán)形圍壓空間12和系統(tǒng)連通；巖心左頂頭2中設(shè)有進(jìn)液口 5連通驅(qū)替系統(tǒng)和巖心容室，設(shè)有巖心排氣孔1連通巖心容室與外界大氣；巖心右頂頭15中設(shè)有中層出液口 16、上層出液口 17、下層出液口 20，連通巖心容室與計(jì)量系統(tǒng)，每個(gè)出液口分別對(duì)準(zhǔn)一層巖心模型，在巖心右頂頭15上對(duì)應(yīng)相鄰兩層巖心模型間的接縫處設(shè)置條形出液口密封墊18，以使通過每層巖心模型的流出液從各層相應(yīng)的出液口流出；固定支架11位于外殼7下方。非均質(zhì)模型水驅(qū)油效率評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)首先取多個(gè)采自不同深度的天然油藏巖心，制成相同規(guī)格的單層巖心模型。分別測(cè)定各單層巖心模型的孔隙度和空氣滲透率；將各單層巖心飽和地層水，分別測(cè)定水相滲透率；隨后分別對(duì)各單層巖心進(jìn)行油驅(qū)水，達(dá)到束縛水狀態(tài)后測(cè)定油相的有效滲透率并計(jì)算各單層巖心的束縛水飽和度。將含有束縛水的各層巖心按照反韻律排列放入非均質(zhì)多層巖心夾持器的巖心容室中；固定巖心夾持器的巖心上、下頂頭和上、下固定套筒。將圍壓接口連接到圍壓泵上，啟動(dòng)圍壓泵加圍壓0 50MPa。以0 lOml/min的速度對(duì)巖心進(jìn)行水驅(qū)油操作，記錄每層的見水時(shí)間、見水時(shí)的累積產(chǎn)油量、累積產(chǎn)液量、巖心兩端的驅(qū)替壓差。 綜合含水率達(dá)到99. 95 %時(shí)結(jié)束實(shí)驗(yàn)。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪制巖心模型水驅(qū)特征曲線，并計(jì)算變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)、滲透率級(jí)差和驅(qū)油效率。
權(quán)利要求
1.一種非均質(zhì)多層巖心夾持器，由外殼，橡膠筒，巖心左頂頭，巖心右頂頭，左固定套筒，右固定套筒，左緊固套筒、右緊固套筒和固定支架構(gòu)成；其特征在于不銹鋼外殼為圓筒狀，橡膠筒置于外殼內(nèi)部，與外殼同軸心；多層巖心模型位于橡膠筒內(nèi)空腔中；巖心左頂頭，巖心右頂頭可拆卸地抵頂在橡膠筒內(nèi)、多層巖心模型的兩端，其形狀和尺寸與橡膠筒內(nèi)壁相符，橡膠筒的內(nèi)壁與巖心左頂頭和巖心右頂頭之間形成容納多層巖心模型的巖心容室；左固定套筒和右固定套筒，分別套設(shè)在巖心左頂頭和巖心右頂頭上， 左固定套筒和右固定套筒外周與外殼兩端通過軸向圍壓密封圈連接；橡膠筒外壁，左固定套筒和右固定套筒和外殼內(nèi)壁之間形成一密閉環(huán)形圍壓空間；左緊固套筒和右緊固套筒分別套設(shè)在巖心左頂頭和巖心右頂頭上，位于左固定套筒和右固定套筒外側(cè)；外殼上設(shè)有圍壓接口、圍壓排氣孔；巖心左頂頭中設(shè)有進(jìn)液口連通巖心容室，設(shè)有巖心排氣孔連通巖心容室；巖心右頂頭中設(shè)有中層出液口、上層出液口、下層出液口，連通巖心容室，每個(gè)出液口分別對(duì)準(zhǔn)一層巖心模型，在巖心右頂頭上對(duì)應(yīng)相鄰兩層巖心模型間的接縫處設(shè)置條形出液口密封墊，以使通過每層巖心模型的流出液從各層相應(yīng)的出液口流出；固定支架位于外殼下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其特征在于，所述各單層巖心為形狀相同的長(zhǎng)方體巖心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其特征在于，所述橡膠筒外部為立方形，內(nèi)部具有長(zhǎng)方體空腔，其兩端具有圓形接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其特征在于所述的多層巖心模型的相鄰兩層巖心接觸面上設(shè)置隔離油水的薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其特征在于所述的多層巖心模型用單層均質(zhì)巖心替代。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非均質(zhì)多層巖心夾持器，其特征在于所述的單層巖心為圓柱形或長(zhǎng)方形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非均質(zhì)多層巖心夾持器，橡膠筒置于外殼內(nèi)；多層巖心模型位于橡膠筒內(nèi)空腔中；巖心左頂頭，巖心右頂頭頂在多層巖心模型的兩端，橡膠筒的內(nèi)壁與巖心左頂頭和巖心右頂頭之間形成容納多層巖心模型的巖心容室；左固定套筒和右固定套筒，分別套設(shè)在巖心左頂頭和巖心右頂頭上，左固定套筒和右固定套筒外周與外殼兩端通過軸向圍壓密封圈連接；橡膠筒外壁，左固定套筒和右固定套筒和外殼內(nèi)壁之間形成一密閉環(huán)形圍壓空間；巖心左頂頭中設(shè)有進(jìn)液口連通巖心容室，巖心右頂頭中設(shè)有出液口，連通巖心容室；本夾持器實(shí)現(xiàn)了層內(nèi)非均質(zhì)油藏分層測(cè)量，能夠精確地模擬及測(cè)試合注分層開采中層內(nèi)非均質(zhì)水驅(qū)油的變化規(guī)律以及層間竄流現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102169081SQ20101061069
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者劉慶杰, 呂偉峰, 張祖波, 羅蔓莉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司