入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置；二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持器一端分兩支，一支依次連接中間容器A、泵體，另一支依次連接旁通閥、下游截止閥、回壓器和計(jì)量器；另一端連接增壓器和圍壓泵；巖心夾持器由兩端裝置和密封裝置組成，兩端裝置由一端帶有中心孔的堵頭、壓力傳感器，另一端由帶中心孔的堵頭、壓力傳感器和污染液接口組成；密封裝置有加熱系統(tǒng)，壓力傳感器和溫度傳感器；入井液污染系統(tǒng)由中間容器B連接污染泵和真空泵組成；中間容器B通過(guò)污染液接口與二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持器內(nèi)連接管連接；本裝置可模擬不同溫度、壓力和真空度的井下條件，為不同滲透率儲(chǔ)層入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害提供了評(píng)價(jià)手段。
【專利說(shuō)明】入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 多孔介質(zhì)是巖石最重要特征之一，其內(nèi)部存在著孔洞和裂紋，即孔隙，孔隙中充滿 了水、油、氣等流體。滲透率是描述水、油、氣在巖石孔隙中的運(yùn)輸能力的關(guān)鍵物理參數(shù)。對(duì) 于油氣開采，滲透率是油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)的重要指標(biāo)之一，同時(shí)由于入井液的侵入與儲(chǔ) 層巖石或流體發(fā)生各種物理化學(xué)反應(yīng)，造成儲(chǔ)層滲透率損害，從而造成對(duì)儲(chǔ)層滲透率的誤 判，影響油氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)；入井液入井后對(duì)滲透率的損害也是保護(hù)儲(chǔ)層流體研究的重要方 法。
[0003] 對(duì)于同一類巖石，由于其生成環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，其滲透率變化很大，有的可 達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)的差異；不同類巖石的滲透率變化范圍更大，甚至達(dá)到十個(gè)數(shù)量級(jí)；即使同 一塊巖心，不同的部位，其滲透率變化也差異較大。用同一種方法很難對(duì)滲透率變化范圍大 的巖石進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)不同類型巖石與入井液接觸后發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)程度不同，滲透 率變化有時(shí)會(huì)超出某種測(cè)試方法的邊界條件，限制了保護(hù)儲(chǔ)層入井液的研究。
[0004] 目前將滲透率測(cè)試方法分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法，非穩(wěn)態(tài)法由于測(cè)試方法沒(méi)有或不 完全穿過(guò)巖心，其測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步探討?，F(xiàn)有常規(guī)達(dá)西定律巖心滲透率測(cè)試 儀僅適合滲透率高于0. 5 X 1(Γ3 μ m2巖心測(cè)試，無(wú)法測(cè)試低滲，超低滲透率巖心。而石油領(lǐng) 域應(yīng)用的低滲、超低滲透率測(cè)試方法主要是提高常規(guī)達(dá)西定律滲透率測(cè)試的壓力（既使提 高壓力，常很難得到結(jié)果)，壓力降法、脈沖法、核磁共振法等非穩(wěn)態(tài)法很難準(zhǔn)確描述真實(shí)滲 透率性質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置，該裝置利用兩個(gè)巖 心夾持器(一個(gè)為兩個(gè)軸向力，一個(gè)為三個(gè)軸向力）模擬井下環(huán)境，溫度、壓力等條件，發(fā)揮 平流泵的作用，在其常規(guī)功能基礎(chǔ)上，通過(guò)中間容器與振蕩器相連，在巖心一端形成實(shí)驗(yàn)所 需的各種波形，通過(guò)穿過(guò)巖心后波形發(fā)生的變化計(jì)算出滲透率損害程度。為不同滲透率儲(chǔ) 層入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害和保護(hù)儲(chǔ)層入井液研究提供了重要的評(píng)價(jià)手段。該裝置的入井 液污染系統(tǒng)，考慮到不同入井液流變性各不相同，儲(chǔ)層類型和不同井深條件，其污染方法相 差較大，本裝置設(shè)計(jì)出的污染系統(tǒng)充分考慮上述這些因素。
[0006] 所述的巖心滲透率滲透率測(cè)試的模擬裝置結(jié)構(gòu)是由儲(chǔ)層模擬系統(tǒng)、入井液污染系 統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)組成，其中儲(chǔ)層模擬系統(tǒng)由二軸巖心夾持器和三軸巖 心夾持器組成；計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)由壓力傳感器、溫度傳感器及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組 成，其特征在于：控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是：二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持器一端有兩支，一支 依次連接中間容器A、泵體，另一支依次連接旁通閥、下游截止閥、回壓器和計(jì)量器；另一端 連接增壓器和圍壓泵；巖心夾持器由兩端裝置和密封裝置兩部分組成，兩端裝置由一端帶 有中心孔的堵頭、壓力傳感器，另一端由帶中心孔的堵頭、壓力傳感器和污染液接口組成； 密封裝置有加熱系統(tǒng)，壓力傳感器和溫度傳感器。
[0007] 所述的入井液污染系統(tǒng)由中間容器B連接污染泵和真空泵組成；中間容器B通過(guò) 污染液接口與二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持器內(nèi)連接管連接。
[0008] 所述的污染液接口端部嵌入部分為其上分布有孔的篩網(wǎng)，孔的直徑為0. 15?2mm 之間；外層依次裝有封頭、壓帽，堵頭和端蓋。
[0009] 所述的泵體的結(jié)構(gòu)為平流泵通過(guò)管線與壓力閥連接、并接入振蕩器與密閉容器和 管線相連，密閉容器內(nèi)部容積為1?2L。
[0010] 本發(fā)明所述的兩個(gè)巖心夾持器，一個(gè)為兩個(gè)方向軸向力，一個(gè)是三個(gè)方向軸向力。 可模擬不同溫度、壓力和真空度，更切實(shí)模擬井下條件，不僅為滲透率測(cè)試，而且為入井液 損害評(píng)價(jià)提供有力的技術(shù)保障。
[0011] 本發(fā)明所述的入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置：
[0012] (1)測(cè)試滲透率范圍廣，一臺(tái)儀器可完成從10?ΚΤΧΚΓ3 μ m2的滲透率測(cè)試，克 服不同樣品選擇不同測(cè)試儀器，或?qū)δ骋环秶鷿B透率無(wú)法測(cè)試的不足。還克服某一些測(cè)試 方法中邊界不清，尤其是入井液對(duì)儲(chǔ)層損害導(dǎo)致滲透率嚴(yán)重下降時(shí)，超出邊界條件，無(wú)法判 斷，致使保護(hù)儲(chǔ)層入井液的研究無(wú)法細(xì)化，本項(xiàng)研究也為入井液的研究提供了有力保障。
[0013] (2)提供一種入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置。油氣開采過(guò)程中，不可避免需使 用各種入井液，保護(hù)儲(chǔ)層入井液是油氣開采各環(huán)節(jié)不可避免的侵入液，這種損害是不可逆 的。本模擬裝置以石油鉆井、采油環(huán)節(jié)中入井液特點(diǎn)和不同井深要求，設(shè)計(jì)了不同溫度、壓 力和真空度條件下入井液污染系統(tǒng)，為儲(chǔ)層損害和室內(nèi)進(jìn)行保護(hù)儲(chǔ)層入井流體的研究提供 技術(shù)支撐。
[0014] (3)該裝置設(shè)計(jì)了兩種不同類型的巖心夾持器，通過(guò)不同軸向力條件下滲透率的 變化，進(jìn)行滲透率測(cè)試、入井液污染和保護(hù)儲(chǔ)層入井液研究提供更真實(shí)地反映儲(chǔ)層條件。
[0015] 該模擬裝置可以用于測(cè)試油、天然氣、煤層氣、頁(yè)巖氣等儲(chǔ)層的滲透率和入井液對(duì) 儲(chǔ)層的損害。入井液包括鉆井液、洗井液、修井液、壓井液、射孔液、壓裂液、酸化液。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置示意圖，
[0017] 圖2是裝置污染液接口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3是裝置泵體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖中：1、泵體，2、中間容器，3、壓力傳感器，4、兩軸巖心夾持器，5、三軸巖心夾持 器，6、溫度傳感器，7、增壓器，8、圍壓泵，9、下游截止閥，10、回壓閥，11、計(jì)量器，13、旁通閥， 15、污染泵，16、真空泵，17、篩網(wǎng)，18、封頭，19、壓帽，20、堵頭，21、端蓋，22、平流泵，23、壓力 閥，24振蕩器，25、密閉容器。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 中間容器：SD-2山東中石大石儀科技有限公司
[0021] 兩軸巖心夾持器：Φ 50 X (10?100) mm山東中石大石儀科技有限公司
[0022] 兩軸巖心夾持器：Φ 38X (10?70) mm山東中石大石儀科技有限公司
[0023] 三軸巖心夾持器：50X 50X (10?100) mm湖北荊州市現(xiàn)代石油科技發(fā)展有限公 司
[0024] 三軸巖心夾持器：38X38X (10?70)mm湖北荊州市現(xiàn)代石油科技發(fā)展有限公司
[0025] 密閉容器：300X400 X 800mm山東中石大石儀科技有限公司
[0026] 振蕩器：SJ深圳市松季電子有限公司
[0027] 計(jì)算機(jī)軟件流程：山東中石大石儀科技有限公司
[0028] 入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置；由儲(chǔ)層模擬系統(tǒng)、入井液污染系統(tǒng)、控制系統(tǒng) 和計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)組成，其中儲(chǔ)層模擬系統(tǒng)由二軸巖心夾持器4和三軸巖心夾持器5 組成；計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)由壓力傳感器3、溫度傳感器6及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，其 特征在于：控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是：二軸巖心夾持器4和三軸巖心夾持器5 -端分兩支，一支依 次連接中間容器2A、泵體1，另一支依次連接旁通閥13、下游截止閥9、回壓器10和計(jì)量器 11 ;另一端連接增壓器7和圍壓泵8 ;巖心夾持器由兩端裝置和密封裝置兩部分組成，兩端 裝置由一端帶有中心孔的堵頭、壓力傳感器3a、壓力傳感器3b，另一端有帶中心孔的堵頭、 壓力傳感器3c、壓力傳感器3d和污染液接口組成；密封裝置有加熱系統(tǒng)，壓力傳感器和溫 度傳感器6a、溫度傳感器6b、溫度傳感器6c、溫度傳感器6d。
[0029] 所述的入井液污染系統(tǒng)由中間容器2B連接污染泵15和真空泵16組成；中間容器 2B通過(guò)污染液接口與二軸巖心夾持器4和三軸巖心夾持器5內(nèi)連接管連接。
[0030] 所述的污染液接口端部嵌入部分為其上分布有孔的篩網(wǎng)17,孔的直徑為0. 15? 2_之間；外層依次裝有封頭18、壓帽19,堵頭20和端蓋21。
[0031] 泵體的結(jié)構(gòu)為平流泵22通過(guò)管線與壓力閥23連接、并接入振蕩器24與密閉容器 25和管線相連，密閉容器內(nèi)部容積為1?2L。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 圖1，入井液污染的滲透率損害評(píng)價(jià)裝置設(shè)置測(cè)試溫度為180°C，其兩個(gè)巖心夾持 器尺寸分別為Φ 50 X 100mm和50X50 X 100mm，計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)由壓力傳感器、溫度傳 感器及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，壓力傳感器安裝7個(gè)，分別安裝在巖心夾持器的X軸、Y 軸、Z軸和兩個(gè)巖心夾持器的兩端，一端一個(gè)；溫度傳感器4個(gè)，分別安裝于每個(gè)巖心夾持器 兩端，一端一個(gè)。傳感器收集到的數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。圖2,外徑為15_，內(nèi)徑 為l〇mm，長(zhǎng)度為l〇mm，篩網(wǎng)孔徑為l.〇〇mm、18目，封頭18由橡膠"0"型，再加上堵頭20和 壓帽19以螺紋連接，形成密閉污染液接口。泵體內(nèi)的密閉容器為1L，通過(guò)管線與振蕩器相 連，再通過(guò)管線與壓力閥和平流泵相連，以利于產(chǎn)生波形。本實(shí)施例采用兩種不同類型的巖 心夾持器，相互并聯(lián)在一起。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將致密砂巖巖心放入到巖心夾持器內(nèi)，巖心夾持器的 圍壓為lOMPa，一端與中間容器2和泵體1相連，另一端與下游截止閥9、回壓器10和計(jì)量 器11，并將旁通閥和放空閥與巖心夾持器連接。測(cè)試過(guò)程中，先測(cè)試巖心的滲透率，再進(jìn)行 入井液污染，再測(cè)試污染后的滲透率，通過(guò)污染前和污染后滲透率的對(duì)比，計(jì)算滲透率損害 率。
[0034] 實(shí)施例2 :
[0035] 與實(shí)施例1基本相同，不同點(diǎn)是巖心夾持器尺寸分別為Φ 38 X 60mm和 3. 8 X 3. 8 X 60mm，篩網(wǎng)孑L徑為 〇· 6mm、30 目。
【權(quán)利要求】
1. 一種入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置；是由儲(chǔ)層模擬系統(tǒng)、入井液污染系統(tǒng)、控 制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)組成，其中儲(chǔ)層模擬系統(tǒng)由二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持 器組成；計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)由壓力傳感器、溫度傳感器及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，其特 征在于：控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是：二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持器一端有兩支，一支依次連 接中間容器A、泵體，另一支依次連接旁通閥、下游截止閥、回壓器和計(jì)量器；另一端連接增 壓器和圍壓泵；巖心夾持器由兩端裝置和密封裝置兩部分組成，兩端裝置由一端帶有中心 孔的堵頭、壓力傳感器，另一端有帶中心孔的堵頭、壓力傳感器和污染液接口組成；密封裝 置有加熱系統(tǒng)，壓力傳感器和溫度傳感器； 所述的入井液污染系統(tǒng)由中間容器B連接污染泵和真空泵組成；中間容器B通過(guò)污染 液接口與二軸巖心夾持器和三軸巖心夾持器內(nèi)連接管連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置，其特征在于：所述的污 染液接口端部嵌入部分為其上分布有孔的篩網(wǎng)，孔的直徑為〇. 15?2mm之間；外層依次裝 有封頭、壓帽,堵頭和端蓋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的入井液對(duì)儲(chǔ)層滲透率損害評(píng)價(jià)裝置，其特征在于：泵體的結(jié) 構(gòu)為平流泵通過(guò)管線與壓力閥連接、并接入振蕩器與密閉容器和管線相連，密閉容器內(nèi)部 容積為1?2L。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK104122181SQ201310149219
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】賴曉晴, 蘇義腦, 楊恒林, 田中蘭, 鮮保安, 屈沅治, 路立君, 何愛(ài)國(guó), 王開龍, 李彥琴, 楊海軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院