[發明專利]基于頂部注氣多角度驅替的CT掃描系統

有效

• 申請號: 201310181932.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103306651A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 李彤;呂偉峰;劉慶杰;馬德勝;冷振鵬;嚴守國;張祖波
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術領域

本發明涉及一種模擬油田合注開采試驗裝置，具體涉及一種基于頂部注氣多角度驅替的CT掃描系統。

背景技術

CT技術發展很快，已作為巖心分析中常規的測試技術，廣泛應用于巖心描述、巖心的非均質性測定、巖心樣品處理程序確定、裂縫定量分析、在線飽和度的測量、流動實驗研究等方面。通過對巖石物性進行定量和圖象分析，直觀表征巖石的孔隙結構、非均質性、剩余油分布；對驅替過程進行可視化研究，深刻了解采油機理、監測流體分散與竄流特性、認識聚合物驅對提高波及面積影響，揭示地層傷害機理等。利用CT技術可以得到巖心內部流體的飽和度沿程分布信息，利用CT技術更可直觀的得到每個層內的流體飽和度分布信息，并可進一步研究由于重力作用引起的竄流現象。

注水開發進入高含水階段后，仍有大量的剩余油無法采出來。采用現有的提高采收率方法往往存在適用性差，提高采收率幅度有限，成本偏高等問題。在國外，頂部垂直注氣已發展成為一種低成本、高效的采油技術，在現場實際應用中通常采取頂部直井注氣底部水平井采油的模式開采，開采效果十分理想。掌握頂部垂直注氣技術提高采收率機理是該技術推廣應用及優化設計的基礎。同時，在實際應用環節，對該技術提高采收率機理的深入認識也有助于我國東部老油區利用該技術調整開發措施、改善開發效果具有一定的指導意義。

目前關于頂部垂直注氣的研究，多采用全直徑巖心大型物模或填砂管模型進行實驗研究，分析問題的著眼點主要是通過監測實驗全過程的壓力及產狀研究注入速度對最終效果的影響，很少有實驗從油、水、氣三者的分布、運移以及各種因素對其影響的角度來研究該技術的機理，關于這方面的實驗設計思路也很少。

本發明基于現有的CT掃描監測流體飽和度技術，通過設計專用夾持器實現監測頂部注氣實驗中油、氣、水三者的分布、運移。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于頂部注氣多角度驅替的CT掃描系統，該系統可垂直注氣實驗進行水平掃描，實現利用CT掃描技術分析實驗中油、水、氣三者分布運移規律及多種因素對其的影響，從較微觀的角度剖析頂部垂直注氣技術提高采收率機理。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于頂部注氣多角度驅替的CT掃描系統，其包括CT掃描系統、驅替系統、覆壓系統、壓力測量系統、用于CT掃描的非均質多層巖心夾持器和計量系統；其中該用于CT掃描的巖心夾持器是包括聚醚醚酮樹脂外殼8，橡膠筒9，巖心上頂頭10，巖心下頂頭6，巖心模型7，進液口11，出液口5、底座2、下端支架3、上端支架4和垂直支架12；下端支架3和上端支架4將聚醚醚酮樹脂外殼8與底座相連，其中，所述外殼的一端與下端支架相連接，并能繞著下端支架3旋轉，所述外殼能轉動至水平狀態，且所述外殼的另一端能支撐在所述上端支架4上，垂直支架12的一端能旋轉并與底座相連接，另一端與聚醚醚酮樹脂外殼8通過可拆卸方式固定連接，其能夠將聚醚醚酮樹脂外殼8調節到水平和垂直之間的任意方向并且固定。

在本發明的一個優選實施方式中，所述的巖心夾持器在聚醚醚酮樹脂外殼8上設有重垂線配合量角器，用于對巖心夾持器的傾斜角度進行測量。

在本發明的另一個優選實施方式中，該巖心下頂頭上設置多個出液口，巖心出液口連通巖心容室與計量系統，每個出液口分別對準一層巖心模型。

如上所述的基于頂部注氣多角度驅替的CT掃描系統，其中，該橡膠筒9外部優選為立方形，內部具有立方體空腔以容納立方體巖心，其兩端具有圓形接口。

在本發明的另一個優選實施方式中，所述的下端支架通過轉軸與聚醚醚酮樹脂外殼8相連接，該轉軸距離底座2的距離小于夾持器長度的1/2，優選小于1/3。

本發明的有益效果在于，第一，CT掃描過程中金屬材料對X射線的吸收很強，這將導致射線很難穿透巖心，從而造成嚴重的測量誤差，本設計采用peek材料制作夾持器筒體，很好地降低了這方面的影響。現有的垂直注氣巖心CT掃描系統的夾持器過高，進入掃描區困難；另一方面，掃描切片厚度增加，產生射線硬化會引起很大的測量誤差。旋轉系統的引入很好地克服了實驗過程中CT掃描的諸多不便，同時，旋轉系統的引入也能用研究儲層傾角的影響，最大限度匹配現有CT掃描儀開展頂部垂直注氣實驗。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中，

圖1為本發明的基于頂部注氣多角度驅替的CT掃描系統在掃描進樣時的結構示意圖；

圖2為本發明的巖心夾持器在驅替實驗時的結構示意圖；

圖3為巖心夾持器的結構示意圖；