[發明專利]熱采工況下巖心性質的測試裝置

有效

• 申請號: 201410213948.5
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103969283A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 劉正偉;文權;解廣娟;董社霞;王允海
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 惠磊;曲鵬

技術領域

本發明涉及石油勘探領域，特別涉及一種在實驗室內模擬地層工況的測試巖心性質的裝置。

背景技術

一般而言，原油采收大多是利用熱采方法從稠油、油砂、瀝青和油頁巖中開采大量液態能源。為了能夠長期有效開采能源，需要對巖心在熱采工況下的各項熱學性質有深入的了解并對其進行準確測量。現有的測試裝置很難準確地模擬地層工況并準確測試巖心的熱學性質。

分棒法是常用的測量熱導率的標準方法，但是待測樣品的準備、切割、修整和拋光比較耗時。另一種是瞬態法測試，常采用熱線源法，將一根帶加熱元件和溫度傳感器的細探針放到樣品上，這是一種表征熱導率方向依賴性的簡便方法。還有一種光學掃描法，提供了一種快速、非接觸式的樣品熱學性質測試方法。通過遠程傳感，不破壞樣品，能夠方便重復測量不同尺寸樣品。

以上方法均只能在常規實驗室條件，即常規環境溫度和大氣壓力下，測量巖心的熱學性質。在實際的熱采過程中，注入儲層蒸汽或者多元熱流體溫度高達250℃，地層壓力50MPa，要準確測試并評價該工況下的巖心熱學性質，存在一定的難度。

發明內容

為解決在實際工況中較難準確測試巖心性質，實驗室測試條件過于常規的問題，本發明提出一種熱采工況下巖心性質的測試裝置來模擬測試。

一種熱采工況下巖心性質的測試裝置，包括腔體、環壓機構、軸壓機構、孔壓機構、溫控機構與測量機構；

所述環壓機構與所述軸壓機構置于所述腔體的空腔內，共同密封巖心樣品；

所述環壓機構作用于巖心樣本外周，向圍在其中的巖心樣品施加指向其中心軸的壓力；

所述軸壓機構作用于巖心樣品的兩端，向巖心樣品施加沿其中心軸的壓力；

所述孔壓機構作用于巖心樣品上，向巖心樣品注入模擬地層流體的液體；

所述溫控機構設置在所述腔體上，向巖心樣品提供熱量，并維護所述腔體的溫度；

所述測量機構，測量在所述環壓機構、所述軸壓機構、所述孔壓機構任意一種或其組合及所述溫控機構共同作用下巖心樣品熱學性能。

進一步地，所述腔體的空腔的內壁的中部設置環形凸臺；

所述軸壓機構包括軸壓注入孔、柱塞、第一端蓋、第一頂頭與第二頂頭；所述第一端蓋密封所述空腔，所述第一頂頭與所述第二頂頭貼合在巖心樣品的兩端，所述第一頂頭的位置固定；

所述柱塞安裝在所述環形凸臺中，所述柱塞的一端作用于所述第二頂頭上；所述柱塞與所述環形凸臺將所述腔體分隔成第一空腔與第二空腔，所述環壓機構置于所述第一空腔內；

所述軸壓注入孔設置在所述第二空腔的壁上，流體通過所述軸壓注入孔注入，儲存在所述第二空腔中，流體壓力作用于所述柱塞，所述柱塞在所述環形凸臺內滑移。

進一步地，所述環壓機構包括環壓注入孔、帶孔套與環壓筒；

所述環壓筒圍在巖心樣品的周圍，所述帶孔套套裝在所述環壓筒上，所述帶孔套的壁上分布通孔；所述腔體的空腔的內壁與所述帶孔套之間有預設距離；

所述環壓注入孔設置在所述第一空腔的壁上，流體通過所述環壓注入孔注入，儲存在所述第一空腔中，通過所述帶孔套上的通孔，流體作用于所述環壓筒的外壁。

進一步地，所述軸壓機構還包括第二端蓋；

所述腔體的空腔貫通整個所述腔體，所述第一端蓋與所述第二端蓋分別固定在所述腔體的兩端；

所述腔體、所述第一端蓋、所述環形凸臺與所述柱塞圍成第一空腔，所述腔體、所述第二端蓋、所述環形凸臺與所述柱塞圍成第二空腔。

進一步地，所述孔壓機構包括孔壓注入管；

所述孔壓注入管連通到巖心樣品，為巖心樣品注入液體。

進一步地，所述第一端蓋與所述第一頂頭上分別設置第一穿孔與第二穿孔；

所述孔壓注入管穿過所述第一穿孔與所述第二穿孔，連通到巖心樣品。

進一步地，還包括密封塞；

所述密封塞套裝在所述空壓注入管與所述第一穿孔與所述第二穿孔接觸面處，保證巖心樣品的密封。

進一步地，所述軸壓機構還包括第一絕熱盤與第二絕熱盤；

所述第一絕熱盤覆蓋在所述第一頂頭上，所述第二絕熱盤覆蓋在所述第二頂頭上，所述柱塞抵靠在所述第二絕熱盤上。

進一步地，所述第一端蓋與所述第一頂頭上分別設置第一穿孔與第二穿孔，所述第一絕熱盤上設置第三穿孔；

所述孔壓注入管穿過所述第一穿孔、所述第三穿孔與所述第二穿孔，連通到巖心樣品。

進一步地，所述溫控機構包括加熱器與絕熱屏；