[其他]石油巖芯物理模型含水飽和度微波測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000000707
• 申請日: 1986-01-24
• 公開（公告）號: CN1003190B
• 公開（公告）日: 1989-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江永福;何武魁;邵姚定;高維祿;石樹珍;黃明瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 航天工業(yè)部第二研究院二十五所
• 代理公司: 中國航天科工集團(tuán)公司專利中心
• 代理人: 王克剛

本發(fā)明是一種用于石油開發(fā)研究的巖芯物理模型含水飽和度微波測量裝置。為解決巖芯物理模型含水飽和度的瞬時分布問題，本發(fā)明采用多元單行收發(fā)天線陣列組成多路測量。由數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)經(jīng)單刀多擲微波開關(guān)實現(xiàn)微波訊號的分時發(fā)射和接收；同時，由天線控制單元和移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動，使收發(fā)天線陣列在與其相垂直的方向上作機(jī)械掃描，構(gòu)成大面積塊狀巖芯物理模型的快速機(jī)電掃描。操作靈活、簡便，并具有自動化、數(shù)字化和電腦化等特點。

本發(fā)明是一種用于石油開發(fā)研究的石油巖芯物理模型含水飽和度微波測量裝置。

在石油開發(fā)研究中，需在實驗室進(jìn)行油田注水開發(fā)模擬實驗，以觀察在不同注采方式下，油層中注入水的流動情況、驅(qū)油效率、注入水和殘余油的分布等等，研究并制定出最佳的注采開發(fā)工藝方案以最高的采油速度和最高的采收率來開發(fā)油田，＊到油田開發(fā)長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。一九七四年十月美國R.W.帕遜斯在美國石油工程師協(xié)會第49次秋季會上，首先發(fā)表了用微波衰減法測量石油巖芯物理模型含水飽和度的實驗裝置和實驗結(jié)果的文章《Mlcroware Attenuation-A New Tocl For Monoring in Laborat ory Flooding Experiments》利用水強(qiáng)烈收微波，而模型的其它成分（油、氣、＊石、環(huán)氧樹脂涂層等）則吸收甚微的特性。可以簡便迅速地測定石油巖芯物理模型中水驅(qū)油過程含水飽和度的分布及其變化，這為觀察油田注水開采過程、研究采油機(jī)理（包括二次、三次采油機(jī)理）、尋求最佳注采方案找到了一種新方法。實驗表明，用微波衰減法測量石油巖芯物理模型中的含水飽和度比石油開發(fā)研究中傳統(tǒng)沿用的解剖法、電阻法、電容法、X射線法和同位素示蹤法等均具有許多明顯的優(yōu)越性，快速、簡便、準(zhǔn)確、無需接觸和破壞樣品。但是，帕遜斯的實驗裝置只是由一對發(fā)射、接收天線組成的單支路測量裝置，因此，只解決了一維條狀石油巖芯物理模型含水飽和度的測量。一九七九年，我國玉門油田管理局勘探開發(fā)規(guī)劃設(shè)計院和蘭州大學(xué)合作研制了采用一對發(fā)射、接收天線作“S”型機(jī)械掃描的石油巖芯物理模型含水飽和度測量裝置，同年十二月，發(fā)表了題為《微波油層平面物理模型》的文章，實現(xiàn)了二維大面積塊狀巖芯物理模型含水飽和度的測量。但是，由于采用“S”型純機(jī)械掃描，所以，測量速度比較慢，未能解決石油巖芯物理模型含水飽和度的瞬時分布問題。而且，也未能消除因天線和巖芯之間的相互影響而產(chǎn)生的測量誤差。

本發(fā)明的目的就是為了提高二維大面積塊狀巖芯物理模型含水飽和度的測量速度，在工程上實現(xiàn)巖芯物理模型含水飽和度的瞬時分布問題，降低因天線與巖芯之間的相互影響而產(chǎn)生的測量誤差，進(jìn)一步提高測試精度。

其解決的方案是：采用單行發(fā)射、接收天線陣列組成多路測量裝置取代現(xiàn)有技術(shù)中只有一對發(fā)射、接收天線組成的單支路測量裝置，通過單刀多擲微波開關(guān)實現(xiàn)微波訊號對巖芯物理模型的分時發(fā)射和接收，構(gòu)成一維條狀快速電掃描。同時，由天線控制單元和移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動，使發(fā)射、接收天線陣列在與其相垂直的方向上直線移動作機(jī)械掃描，從而對巖芯物理模型實現(xiàn)二維大面積快速的機(jī)電掃描。為了實現(xiàn)快速掃描測量，就必須對發(fā)射、接收天線陣列進(jìn)行快速掃描控制、多路數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示和打印輸出。所以，需用微處理機(jī)作為數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。采用簡單易行的光電行掃描激勵器為數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)提供行激勵訊號。為了提高測量精度，巖芯支架應(yīng)能升降，可在不同位置上對巖芯物理模型進(jìn)行測量，通過多次測量再取其平均值的辦法來降低因巖芯與天線之間的相互影響而產(chǎn)生的測量誤差。此外，為提高相鄰天線對之間的隔離度，以降低相鄰天線對之間的相互影響而產(chǎn)生的測量誤差，發(fā)射、接收天線陣列采用交叉饋電方式，即，發(fā)射與接收天線陣列〔12、12′〕饋電不是按其天線陣列的排列順序依次向天線饋電，而是使其保持一定間隔向天線饋電的方式。