[發(fā)明專利]巖心夾持器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711170200.1
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108181165B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李潮流;俞軍;周燦燦;李霞;袁超;徐紅軍;肖承文;劉忠華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/08
• 代理公司: 11127 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黨曉林;陳偉

本申請?zhí)峁┝艘环N巖心夾持器，包括：具有空腔的本體，其設(shè)置有互相垂直的第一至第三開口，空腔中設(shè)置具有容置腔的膠套，其設(shè)置有互相垂直的第四至第六通孔；設(shè)置在第四至第六通孔中的導(dǎo)電密封堵頭和絕緣塊，絕緣塊頂固導(dǎo)電密封堵頭，其內(nèi)部設(shè)置有安裝孔，安裝孔中穿設(shè)導(dǎo)電元件，第一至第三開口中設(shè)置壓緊帽和加壓端頭，壓緊帽中設(shè)置具有傳壓通道的傳壓柱，其外端能連接位移傳感器，加壓端頭設(shè)置有加壓孔并套設(shè)在傳壓柱外，傳壓柱外套設(shè)有位于加壓端頭中的傳壓滑動體，其與加壓端頭之間形成有密封環(huán)腔，密封環(huán)腔與加壓孔相連通。本申請能較佳地模擬在真實地層條件下，X、Y、Z三個方向任意應(yīng)力組合狀態(tài)下的真三軸應(yīng)力?巖石形變?電阻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及巖心模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種巖心夾持器。

背景技術(shù)

本部分的描述僅提供與本申請公開相關(guān)的背景信息，而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

在石油勘探開發(fā)過程中，尋找和發(fā)現(xiàn)油氣的一項關(guān)鍵技術(shù)是通過目標(biāo)儲層巖心的電阻率高低來判斷。影響巖心電阻率高低的主要因素包括其中所含水的離子濃度(礦化度)、孔隙度以及導(dǎo)電礦物含量。在純砂巖地層，假設(shè)地層所含水的礦化度一致，在一定的儲層孔隙度條件下，電阻率越高表明儲層越有可能含有油氣。另一方面，隨著儲層埋藏深度的增加，或者是儲層經(jīng)受更強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力使得其被壓實、越來越致密，其孔隙度降低，電阻率也會升高，但這并不是含油氣引起的。由此可見，為了準(zhǔn)確的判斷儲層中是否含有油氣，必須明確巖心的孔隙度大小以及所在地層的水性質(zhì)。

長期以來，實驗室選用柱塞巖心并飽和模擬的地層水，在常溫常壓下用油或氣體驅(qū)替其中的地層水，測量這一過程中電阻率的變化情況，并刻度實際井下測井資料來判斷地層是否含有油氣以及含油氣的多少。

這一過程存在的重要問題是井下巖心處于高溫高壓狀態(tài)，而且?guī)r心所受的X、Y、Z三個方向的擠壓應(yīng)力可能互不相等，而實驗室只能測量常溫常壓下的電阻率，兩種不同狀態(tài)下的測量結(jié)果不能直接用來相互刻度。另一方面，有研究指出巖心在應(yīng)力作用下電阻率也會增大。但是，應(yīng)力的增加也會使得儲層的孔隙度降低，到底是應(yīng)力本身還是孔隙度的變化引起電阻率改變，并沒有合適的實驗裝置驗證這一難題。

三軸向巖心夾持器在實驗室的應(yīng)用早已提出，但是所采用的巖心多是圓柱形的柱塞巖樣。對柱塞巖心而言，在一定的圍壓下只能再施加軸向壓力和環(huán)形壓力，既不能模擬真實地層狀態(tài)下水平方向X/Y應(yīng)力作用，也無法同時測量不同方向的孔隙度和電阻率變化。

應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

發(fā)明內(nèi)容

基于前述的現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本申請?zhí)峁┝艘环N巖心夾持器,其能夠較佳地模擬在真實地層條件下，X、Y、Z三個方向任意應(yīng)力組合狀態(tài)下的真三軸應(yīng)力-巖石形變-電阻率。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝巳缦碌募夹g(shù)方案。

一種巖心夾持器，包括：

具有空腔的本體，所述本體沿其軸向設(shè)置有連通所述空腔的第一開口，以及沿其徑向設(shè)置有連通所述空腔的第二開口和第三開口，所述第一開口、第二開口以及第三開口的方向互相垂直；

設(shè)置在所述空腔中的膠套，所述膠套中具有呈正方體狀的容置腔，所述容置腔用于收容待測試巖心；所述膠套沿其軸向設(shè)置有連通所述容置腔的第四通孔，以及沿其徑向設(shè)置有連通所述容置腔的第五通孔和第六通孔，所述第四通孔、第五通孔以及第六通孔的方向互相垂直，且所述第四通孔、第五通孔以及第六通孔分別與所述第一開口、第二開口以及第三開口對應(yīng)連通；

設(shè)置在所述第四通孔、第五通孔以及第六通孔中的導(dǎo)電密封堵頭和絕緣塊，所述導(dǎo)電密封堵頭的端部能頂固所述待測試巖心，所述絕緣塊位于所述導(dǎo)電密封堵頭的外側(cè)并頂固所述導(dǎo)電密封堵頭，其內(nèi)部設(shè)置有安裝孔；