[發明專利]非均質多層巖心夾持器

有效

• 申請號: 201010610694.2
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102169081A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 張祖波;羅蔓莉;呂偉峰;劉慶杰
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/28
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種模擬油田合注分層開采試驗裝置，具體涉及一種非均質多層巖心夾持器。

背景技術

在油田開發中，油層非均質性是影響油田開發的重要因素之一，尤其是在油層合并注水的情況下，油層非均質性不僅使油層厚度波及系數降低，而且對注水層系中各油層的驅油效率產生較大的影響，降低最終采收率。因此，了解注水過程中非均質油層驅油效率的變化規律，對于調整開發措施、提高開發效果提供理論依據。

目前關于非均質的研究，分為層內和層間非均質研究，層間非均質的研究方法簡單，多采用多個并聯巖心，夾持器和計量相對簡單。關于層內非均質性的研究比較少，目前的方法是將人造巖心壓制成一個多層模型用環氧樹脂膠結作為模擬層內非均質體系。另一種方法是用人造巖心壓制成一個多層模型，在巖心夾持器中進行驅替實驗，以研究層內非均質體系的驅油規律。其缺點是，現有的巖心夾持器具有一個進液口和一個出液口，只能測量注水過程中多層巖心模型整體驅油效率的變化，而無法實現分層計量，不能觀察到層間竄流現象。并且只能測量整個模型的孔隙度、滲透率和含油飽和度，無法測定各個滲透層的參數。因而無法實現合注分層開采中各油層驅油效率的評價。另外用環氧樹脂膠結作為模擬層內非均質體系不能模擬上覆壓力，這些都是層內非均質的研究中亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠準確計量非均質層內水驅油變化規律的巖心夾持器。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明所述的非均質多層巖心夾持器，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成；

不銹鋼外殼為圓筒狀，橡膠筒置于外殼內部，與外殼同軸心；多層巖心模型位于橡膠筒內空腔中；巖心左頂頭，巖心右頂頭可拆卸地抵頂在橡膠筒內、多層巖心模型的兩端，其形狀和尺寸與橡膠筒內壁相符，橡膠筒的內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壁之間形成一密閉環形圍壓空間；左緊固套筒和右緊固套筒分別套設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；外殼上設有圍壓接口、圍壓排氣孔；巖心左頂頭中設有進液口連通巖心容室，設有巖心排氣孔連通巖心容室；巖心右頂頭中設有中層出液口、上層出液口、下層出液口，連通巖心容室，每個出液口分別對準一層巖心模型，在巖心右頂頭上對應相鄰兩層巖心模型間的接縫處設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。

如上所述的非均質多層巖心夾持器，其中，各單層巖心可以為形狀相同的長方體巖心。

如上所述的非均質多層巖心夾持器，其中，該橡膠筒外部可以為立方形，內部具有長方體空腔以容納長方體巖心，其兩端具有圓形接口。

所述的非均質多層巖心夾持器，在其多層巖心模型的相鄰兩層巖心接觸面上設置隔離油水的薄膜。

如所述的非均質多層巖心夾持器，其特征在于，所述的多層巖心模型可以用單層均質巖心替代。

如上所述的非均質模型試驗系統，其中，該單層巖心為圓柱形或長方形。

本發明的有益效果在于，(1)本巖心夾持器可采用天然的油藏巖心并施加圍壓，真實地模擬了層內非均質油藏的實際情況；(2)該巖心夾持器通過獨特的頂頭設計，可以使流經各巖心層的液體分別從不同的出口流出，實現了分層測量，能夠精確地反映合注分層開采中層內非均質水驅油的變化規律；(3)本巖心夾持器改進了傳統層內非均質模型的多層粘合巖心為自由組合單層模型，每個單層參數可以單獨獲得，并可以靈活組合以模擬多種非均質油藏；(4)本巖心夾持器將傳統層橡膠筒的圓柱狀外部形狀改變為立方形，并減少了筒壁的厚度，更有利于對橡膠筒內部空腔施加圍壓；(5)本巖心夾持器的能夠用于測量層內非均質模型；同時，僅需在相鄰多層巖心模型間設置隔離油水的薄膜，即能用來測量層間非均質模型，簡化了常規方法中多個巖心夾持器并聯的測試裝置。

附圖說明

圖1為非均質多層巖心夾持器的結構示意圖；

圖2為圖1中A-A’的剖視圖；

圖3為圖1中B-B’的剖視圖；