本申請涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種檢測巖心流體飽和度的方法及裝置。

背景技術(shù)：

在油氣田開發(fā)過程中，儲層中普遍存在著兩相流體，儲層中的流動往往是兩相滲流，這使得儲層中流體滲流規(guī)律變得相當(dāng)復(fù)雜，儲層各處兩相流體同時(shí)存在。儲層各處流體飽和度的在線檢測對于研究兩相滲流規(guī)律來說意義重大。

目前研究巖心中流體飽和度的方法主要是稱重法、電阻率法等，稱重法就是將巖心從實(shí)驗(yàn)裝置上卸下來后，測量重量，通過計(jì)算，得到巖心中流體飽和度的方法，此方法無法實(shí)時(shí)在線測量巖心中的含水飽和度。電阻率法可以實(shí)現(xiàn)巖心流體飽和度的在線檢測，但是無法得到巖心中各處的流體飽和度值，只能得到一個(gè)巖心整體的綜合值。

由上可見，現(xiàn)有技術(shù)中研究流體飽和度的方法，均無法實(shí)時(shí)地獲取到巖心中各處的流體飽和度。

應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請實(shí)施方式的目的在于提供一種檢測巖心流體飽和度的方法及裝置，能夠?qū)崟r(shí)地獲取到巖心中各處的流體飽和度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請一方面提供一種檢測巖心流體飽和度的裝置，所述裝置包括壓力注射機(jī)構(gòu)、流體注入機(jī)構(gòu)以及輻射強(qiáng)度檢測機(jī)構(gòu)；所述壓力注射機(jī)構(gòu)中包括壓力注射泵，所述流體注入機(jī)構(gòu)中包括第一流體存儲罐和第二流體存儲罐，所述輻射強(qiáng)度檢測機(jī)構(gòu)中包括用于夾持巖心的巖心夾持器以及分別分布于所述巖心夾持器上下兩側(cè)的射線探測器和射線發(fā)生器，所述巖心夾持器的周壁上存在用于容納氣體或者液體的環(huán)空，所述射線探測器和所述射線發(fā)生器分別設(shè)置于滑軌上，其中：所述壓力注射泵與所述巖心夾持器的環(huán)空相連，以向所述環(huán)空內(nèi)的氣體或者液體施加壓力；所述第一流體存儲罐和所述第二流體存儲罐均與所述巖心夾持器的輸入端相連，以分別向所述巖心夾持器中的巖心樣本注入第一流體和第二流體；所述射線探測器和所述射線發(fā)生器在垂直方向處于同一直線上，并沿著各自的滑軌同步運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述壓力注射泵與所述巖心夾持器的環(huán)空之間連接有閥門和壓力傳感器。

進(jìn)一步地，所述第一流體存儲罐和所述第二流體存儲罐的流體輸出口分別連接有閥門，所述第一流體存儲罐的閥門和所述第二流體存儲罐的閥門通過同一個(gè)壓力傳感器與所述巖心夾持器的輸入端相連。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括與所述巖心夾持器的輸出端相連的兩相流體分離計(jì)量機(jī)構(gòu)，所述巖心夾持器的輸出端與所述兩相流體分離計(jì)量機(jī)構(gòu)之間依次設(shè)置有壓力傳感器和閥門。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請還提供一種檢測巖心流體飽和度的方法，所述方法包括：獲取巖心樣本，將所述巖心樣本烘干后放置于抽空裝置內(nèi)的容器中；將所述抽空裝置內(nèi)的空氣抽至預(yù)設(shè)真空值后，向所述容器中注入第一流體或者第二流體，以使得所述巖心樣本吸收所述第一流體或者所述第二流體達(dá)到飽和狀態(tài)；將處于飽和狀態(tài)的巖心樣本通過巖心夾持器夾持，并通過壓力注射泵向所述巖心夾持器的環(huán)空施加預(yù)設(shè)壓力；通過射線發(fā)生器和射線探測器對所述處于飽和狀態(tài)的巖心樣本進(jìn)行掃描，以分別得到所述第一流體對應(yīng)的第一飽和輻射強(qiáng)度值以及所述第二流體對應(yīng)的第二飽和輻射強(qiáng)度值；將所述巖心樣本從所述巖心夾持器中取出并洗凈烘干，并向洗凈烘干后的巖心樣本注入所述第一流體，并在達(dá)到飽和后繼續(xù)注入所述第二流體，以使得所述洗凈烘干后的巖心樣本吸收所述第一流體和所述第二流體再次達(dá)到飽和狀態(tài)；檢測再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本中目標(biāo)位置對應(yīng)的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值，并根據(jù)所述當(dāng)前輻射強(qiáng)度值、所述第一飽和輻射強(qiáng)度值以及所述第二飽和輻射強(qiáng)度值，確定再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的所述目標(biāo)位置處所述第一流體和所述第二流體各自所占的飽和度比例。

進(jìn)一步地，將所述巖心樣本烘干包括：將所述巖心樣本置于100℃的烘箱中，連續(xù)烘干48小時(shí)。

進(jìn)一步地，向洗凈烘干后的巖心樣本注入所述第一流體包括：將洗凈烘干后的巖心樣本放置于所述抽空裝置內(nèi)的容器中；將所述抽空裝置內(nèi)的空氣抽至所述預(yù)設(shè)真空值后，向所述容器中注入所述第一流體。

進(jìn)一步地，檢測再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本中目標(biāo)位置對應(yīng)的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值包括：將再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本通過所述巖心夾持器夾持，并通過所述壓力注射泵向所述巖心夾持器的環(huán)空施加所述預(yù)設(shè)壓力；通過所述射線發(fā)生器和所述射線探測器對所述再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本進(jìn)行掃描，以得到所述第一流體和所述第二流體共同作用下的目標(biāo)位置處的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值。

進(jìn)一步地，按照下述公式確定再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的目標(biāo)位置處所述第一流體和所述第二流體各自所占的飽和度比例：

sf1＝ln(rx/rf2x)/ln(rf1x/rf2x)

sf2＝1-sf1

其中，sf1表示再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的目標(biāo)位置處所述第一流體所占的飽和度比例，rx表示所述當(dāng)前輻射強(qiáng)度值，rf2x表示所述第二飽和輻射強(qiáng)度值，rf1x表示所述第一飽和輻射強(qiáng)度值，sf2表示再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的目標(biāo)位置處所述第二流體所占的飽和度比例。

由上可見，本申請首先可以在巖心樣本吸收第一流體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，檢測得到第一流體對應(yīng)的第一飽和輻射強(qiáng)度值；然后可以在巖心樣本吸收第二流體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，檢測得到第二流體對應(yīng)的第二飽和輻射強(qiáng)度值。進(jìn)一步地，可以同時(shí)向巖心樣本中注入第一流體和第二流體，以使得巖心樣本再次達(dá)到飽和狀態(tài)。此時(shí)，可以通過檢測所述巖心樣本中目標(biāo)位置處的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值，并根據(jù)所述當(dāng)前輻射強(qiáng)度值、所述第一飽和輻射強(qiáng)度值以及所述第二飽和輻射強(qiáng)度值，確定再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的所述目標(biāo)位置處所述第一流體和所述第二流體各自所占的飽和度比例，從而能夠?qū)崟r(shí)地獲取到巖心中各處的流體飽和度。

參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本申請的特定實(shí)施方式，指明了本申請的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本申請的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本申請的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。

針對一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。

附圖說明

所包括的附圖用來提供對本申請實(shí)施方式的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本申請的實(shí)施方式，并與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1為本申請實(shí)施方式中檢測巖心流體飽和度的裝置示意圖；

圖2為本申請實(shí)施方式中檢測巖心流體飽和度的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施方式中的附圖，對本申請實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本申請一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本申請中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施方式，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，本申請實(shí)施方式提供一種檢測巖心流體飽和度的裝置，所述裝置包括壓力注射機(jī)構(gòu)100、流體注入機(jī)構(gòu)200以及輻射強(qiáng)度檢測機(jī)構(gòu)300。

在本實(shí)施方式中，所述壓力注射機(jī)構(gòu)100中包括壓力注射泵101，所述流體注入機(jī)構(gòu)200中包括第一流體存儲罐201和第二流體存儲罐202，所述輻射強(qiáng)度檢測機(jī)構(gòu)300中包括用于夾持巖心的巖心夾持器301以及分別分布于所述巖心夾持器301上下兩側(cè)的射線探測器302和射線發(fā)生器303，所述巖心夾持器301的周壁上存在用于容納氣體或者液體的環(huán)空304，所述射線探測器302和所述射線發(fā)生器303分別設(shè)置于滑軌305上。

在本實(shí)施方式中，所述壓力注射泵101與所述巖心夾持器301的環(huán)空304相連，以向所述環(huán)空304內(nèi)的氣體或者液體施加壓力。

所述第一流體存儲罐201和所述第二流體存儲罐202均與所述巖心夾持器301的輸入端相連，以分別向所述巖心夾持器301中的巖心樣本注入第一流體和第二流體。

所述射線探測器302和所述射線發(fā)生器303在垂直方向處于同一直線上，并沿著各自的滑軌同步運(yùn)行。

在本實(shí)施方式中，所述壓力注射泵101與所述巖心夾持器301的環(huán)空304之間連接有閥門1011和壓力傳感器1012。

在本實(shí)施方式中，所述第一流體存儲罐201和所述第二流體存儲罐202的流體輸出口分別連接有閥門2021和2022，所述第一流體存儲罐的閥門2021和所述第二流體存儲罐的閥門2022通過同一個(gè)壓力傳感器203與所述巖心夾持器301的輸入端相連。

在本實(shí)施方式中，所述裝置還包括與所述巖心夾持器301的輸出端相連的兩相流體分離計(jì)量機(jī)構(gòu)400，所述巖心夾持器301的輸出端與所述兩相流體分離計(jì)量機(jī)構(gòu)400之間依次設(shè)置有壓力傳感器3011和閥門3012。

具體地，在本實(shí)施方式中，可以對巖心樣本進(jìn)行烘干，并向烘干后的巖心樣本中注入所述第一流體，以使得所述巖心樣本達(dá)到飽和狀態(tài)。然后可以將飽和好的巖心樣本裝入巖心夾持器中，通過壓力注射泵向巖心夾持器中的巖心樣本加圍壓。然后可以對飽和好的巖心樣本進(jìn)行掃描，得到在第一流體飽和情況下的射線輻射強(qiáng)度值。后續(xù)可以卸載圍壓，將巖心樣本取出，對巖心樣本進(jìn)行清洗烘干，并采用同樣的方法得到在第二流體飽和情況下的射線輻射強(qiáng)度值。最終，在進(jìn)行兩相滲流實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以在洗凈烘干的巖心樣本中先注入第一流體，在達(dá)到飽和之后，繼續(xù)注入第二流體，以使得巖心樣本中具備第一流體和第二流體。為了測得注入的第一流體和第二流體的百分比，可以對巖心樣本進(jìn)行掃描。根據(jù)輻射衰減定律可以計(jì)算得到某一輻射強(qiáng)度值所對應(yīng)的第一流體所占的百分比以及第二流體所占的百分比，從而可以對兩相滲流規(guī)律進(jìn)行模擬研究。

請參閱圖2，本申請還提供一種檢測巖心流體飽和度的方法，所述方法包括：

s1：獲取巖心樣本，將所述巖心樣本烘干后放置于抽空裝置內(nèi)的容器中；

s2：將所述抽空裝置內(nèi)的空氣抽至預(yù)設(shè)真空值后，向所述容器中注入第一流體或者第二流體，以使得所述巖心樣本吸收所述第一流體或者所述第二流體達(dá)到飽和狀態(tài)；

s3：將處于飽和狀態(tài)的巖心樣本通過巖心夾持器夾持，并通過壓力注射泵向所述巖心夾持器的環(huán)空施加預(yù)設(shè)壓力；

s4：通過射線發(fā)生器和射線探測器對所述處于飽和狀態(tài)的巖心樣本進(jìn)行掃描，以分別得到所述第一流體對應(yīng)的第一飽和輻射強(qiáng)度值以及所述第二流體對應(yīng)的第二飽和輻射強(qiáng)度值；

s5：將所述巖心樣本從所述巖心夾持器中取出并洗凈烘干，并向洗凈烘干后的巖心樣本注入所述第一流體，并在達(dá)到飽和后繼續(xù)注入所述第二流體，以使得所述洗凈烘干后的巖心樣本吸收所述第一流體和所述第二流體再次達(dá)到飽和狀態(tài)；

s6：檢測再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本中目標(biāo)位置對應(yīng)的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值，并根據(jù)所述當(dāng)前輻射強(qiáng)度值、所述第一飽和輻射強(qiáng)度值以及所述第二飽和輻射強(qiáng)度值，確定再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的所述目標(biāo)位置處所述第一流體和所述第二流體各自所占的飽和度比例。

在本實(shí)施方式中，將所述巖心樣本烘干包括：

將所述巖心樣本置于100℃的烘箱中，連續(xù)烘干48小時(shí)。

在本實(shí)施方式中，向洗凈烘干后的巖心樣本注入所述第一流體包括：

將洗凈烘干后的巖心樣本放置于所述抽空裝置內(nèi)的容器中；

將所述抽空裝置內(nèi)的空氣抽至所述預(yù)設(shè)真空值后，向所述容器中注入所述第一流體。

在本實(shí)施方式中，檢測再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本中目標(biāo)位置對應(yīng)的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值包括：

將再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本通過所述巖心夾持器夾持，并通過所述壓力注射泵向所述巖心夾持器的環(huán)空施加所述預(yù)設(shè)壓力；

通過所述射線發(fā)生器和所述射線探測器對所述再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本進(jìn)行掃描，以得到所述第一流體和所述第二流體共同作用下的目標(biāo)位置處的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值。

在本實(shí)施方式中，可以按照下述公式確定再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的目標(biāo)位置處所述第一流體和所述第二流體各自所占的飽和度比例：

sf1＝ln(rx/rf2x)/ln(rf1x/rf2x)

sf2＝1-sf1

其中，sf1表示再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的目標(biāo)位置處所述第一流體所占的飽和度比例，rx表示所述當(dāng)前輻射強(qiáng)度值，rf2x表示所述第二飽和輻射強(qiáng)度值，rf1x表示所述第一飽和輻射強(qiáng)度值，sf2表示再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的目標(biāo)位置處所述第二流體所占的飽和度比例。

具體地，所述巖心樣本為規(guī)則柱塞狀無裂縫巖心，巖心的直徑為2.5cm或者3.8cm，長度為5-30cm。

在本實(shí)施方式中，可以將烘干后的巖心樣本放入抽空裝置的容器中，并用管線連接第一流體存儲罐或者第二流體存儲罐。然后可以對抽空裝置進(jìn)行抽真空，帶真空值達(dá)到一定值后，將第一流體或者第二流體倒入盛裝巖心的容器中，使巖心樣本飽和，巖心樣本完全浸沒在液體中以后，繼續(xù)抽真空30分鐘到1小時(shí)。

在本實(shí)施方式中，所述巖心夾持器由鈦合金或其它不吸收x射線的材質(zhì)制成，x射線透過巖心夾持器而不會被巖心夾持器吸收。

在本實(shí)施方式中，所述巖心夾持器具有耐高壓和高溫特性，最高壓力70mpa，最高溫度150℃。

在本實(shí)施方式中，所述加圍壓是采用計(jì)算機(jī)自動控制壓力注射泵，通過壓縮巖心夾持器環(huán)空內(nèi)的液體或者氣體來實(shí)現(xiàn)增壓，以用于包裹巖心夾持器中的巖心樣本，加圍壓用的液體或者氣體只能與膠皮套接觸，不能與巖心樣本的表面直接接觸。

在本實(shí)施方式中，所述圍壓大小與巖心在地層狀態(tài)下承受的上覆巖層壓力相近，其值可以通過巖心樣本所處地層深度進(jìn)行計(jì)算，圍壓大小可以自動控制，其值可以不隨巖心孔隙壓力變化而變化。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以在不同的圍壓下測得多組第一飽和輻射強(qiáng)度值以及第二飽和輻射強(qiáng)度值。

在本實(shí)施方式中，在通過射線探測器和射線發(fā)生器進(jìn)行掃描時(shí)，射線發(fā)生器與射線探測器可以沿著滑軌從巖心夾持器的一端走到另一端，記錄巖心樣本不同位置的輻射強(qiáng)度值。

在本實(shí)施方式中，對所述對巖心樣本進(jìn)行清洗時(shí)，可以利用相應(yīng)的溶劑來清除巖心樣本中所飽和的流體。

由上可見，本申請首先可以在巖心樣本吸收第一流體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，檢測得到第一流體對應(yīng)的第一飽和輻射強(qiáng)度值；然后可以在巖心樣本吸收第二流體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，檢測得到第二流體對應(yīng)的第二飽和輻射強(qiáng)度值。進(jìn)一步地，可以向巖心樣本中注入第一流體，在達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)繼續(xù)注入第二流體，以使得巖心樣本中同時(shí)具備第一流體和第二流體。此時(shí)，可以通過檢測所述巖心樣本中目標(biāo)位置處的當(dāng)前輻射強(qiáng)度值，并根據(jù)所述當(dāng)前輻射強(qiáng)度值、所述第一飽和輻射強(qiáng)度值以及所述第二飽和輻射強(qiáng)度值，確定再次達(dá)到飽和狀態(tài)的巖心樣本的所述目標(biāo)位置處所述第一流體和所述第二流體各自所占的飽和度比例，從而能夠?qū)崟r(shí)地獲取到巖心中各處的流體飽和度。

上面對本申請的各種實(shí)施方式的描述以描述的目的提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員。其不旨在是窮舉的、或者不旨在將本發(fā)明限制于單個(gè)公開的實(shí)施方式。如上所述，本申請的各種替代和變化對于上述技術(shù)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，雖然已經(jīng)具體討論了一些另選的實(shí)施方式，但是其它實(shí)施方式將是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員相對容易得出。本申請旨在包括在此已經(jīng)討論過的本發(fā)明的所有替代、修改、和變化，以及落在上述申請的精神和范圍內(nèi)的其它實(shí)施方式。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施方式均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施方式重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施方式的不同之處。

雖然通過實(shí)施方式描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。