[發明專利]致密巖心啟動壓力梯度的測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710492520.2
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107356364B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 岳湘安;田文浩;方欣;馮雪鋼;鄒積瑞;趙勝緒;孔彬;張立娟;安維青;方偉
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);北京石大融智科技有限公司
• 主分類號: G01L13/00
• 分類號: G01L13/00;G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;湯在彥

本申請提供了一種致密巖心啟動壓力梯度的測量裝置及方法，其中，裝置包括：巖心夾持器、第一高壓注入泵、第二高壓注入泵、微壓差計、微流量計、第一控壓單元、第二控壓單元、第一閥門、第二閥門、第三閥門及第四閥門；其中，第一控壓單元包括第一耐壓活塞容器及第二耐壓活塞容器，第一、第二耐壓活塞容器均通過活塞分為上部腔體及下部腔體，第一、第二耐壓活塞容器上部腔體內裝有氣體且相互連通，第一耐壓活塞容器下部腔體內裝有泵壓傳遞液體，第二耐壓活塞容器下部腔體內裝有實驗流體。通過第一控壓單元與第二控壓單元的配合能夠在高壓環境下實現穩壓控壓，從而實現非流動區域范圍內壓力梯度的測量，結合流量確定真實啟動壓力梯度。

技術領域

本申請涉及巖心實驗分析領域，涉及一種高壓條件下致密巖心啟動壓力梯度的測量裝置及方法。

背景技術

致密巖心孔喉細小，流體在其中滲流異常，且具有明顯的啟動壓力梯度。長期以來致密巖心的啟動壓力梯度的測量裝置和測量方法都是油氣田開采領域研究備受關注的熱點。

目前常用的致密巖心中啟動壓力梯度的測量方法是采用常規的滲流實驗裝置，測取流量與壓力梯度關系曲線，如圖1所示，橫坐標為壓力梯度，縱坐標為流量，在線性段部分(即流量大于a點的部分)一般屬于達西線性流階段，流量小于a點的部分則處于低速非達西滲流階段，將該曲線的線性段外推至流量為零所對應的壓力梯度值作為“啟動壓力梯度”(即b點對應的橫坐標值)。這種方法在早期的低滲透油氣藏的開采技術研究和生產中起到了重要的作用。但是隨著研究的深入，這種方法的不足逐漸凸顯。由流量—壓力梯度線性段外推的擬“啟動壓力梯度”(b點)一般高于真實啟動壓力梯度(c點)。由于高壓環境下穩壓控壓、高壓微壓差微流量等實驗手段的限制不能精確計量。

測量致密巖心啟動壓力梯度的另一類方法是采用固定巖心尾端回壓，在巖心兩端建立較大的驅動壓差后關閉首端升壓系統，測量巖心兩端壓差和流量直至流量為零且壓差波動趨于穩定，此時的巖心的壓力梯度被認為是“啟動壓力梯度”。這種方法是測量巖心內部流體從流動狀態逐漸至靜止狀態時兩端壓差變化的間接方法，沒有考慮流體從靜止狀態到流動狀態與流體從流動狀態到靜止狀態的差異性，該類方法所測量結果是否為真實啟動壓力梯度有待商榷。

發明內容

本申請提供一種致密巖心啟動壓力梯度的測量裝置及方法，能夠解決現有技術中在高壓環境下受穩壓控壓的限制無法得到真實啟動壓力梯度的缺陷。

本申請的一技術方案為提供一種致密巖心啟動壓力梯度的測量裝置，包括：

巖心夾持器、第一高壓注入泵、第二高壓注入泵、微壓差計、微流量計、第一控壓單元、第二控壓單元、第一閥門、第二閥門、第三閥門及第四閥門；

其中，第一控壓單元包括第一耐壓活塞容器及第二耐壓活塞容器，第一、第二耐壓活塞容器均通過活塞分為上部腔體及下部腔體，第一、第二耐壓活塞容器上部腔體裝有氣體且相互連通，第一耐壓活塞容器下部腔體裝有泵壓傳遞液體，第二耐壓活塞容器下部腔體裝有實驗流體；

第二控壓單元包括第三耐壓活塞容器及第四耐壓活塞容器，第三、第四耐壓活塞容器均通過活塞分為上部腔體及下部腔體，第三、第四耐壓活塞容器上部腔體裝有氣體且相互連通，第三耐壓活塞容器下部腔體裝有泵壓傳遞液體，第四耐壓活塞容器下部腔體裝有實驗流體；

第一、第二耐壓活塞容器上部腔體通過第一閥門連接第三、第四耐壓活塞容器上部腔體，第一耐壓活塞容器的下部腔體連接第二高壓注入泵，第二耐壓活塞容器下部腔體連接巖心夾持器第一入口，第三耐壓活塞容器通過第二閥門連接第二高壓注入泵，第四耐壓活塞容器的下部腔體、第四閥門、微流量計、第三閥門及巖心夾持器出口依次連接；

巖心夾持器用于容納巖心樣品；

第一高壓注入泵連接巖心夾持器第二入口，用于調節圍壓；

第二高壓注入泵用于提供壓力；

微壓差計連接在巖心夾持器第一入口及出口之間，用于測量壓差；