[發明專利]巖石水壓破裂動態監測系統及其測定方法

有效

• 申請號: 201810961038.3
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN110857906B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 王輝明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開一種動巖石水壓破裂動態監測系統及其測定方法，包括：CT封閉室內設有CT掃描鏡頭；巖石夾持筒設置于CT封閉室內，巖石夾持筒內設有彈性筒，彈性筒的外壁與巖石夾持筒的內壁之間形成密閉的環形圍壓腔體；圍壓泵與環形圍壓腔體連接；軸壓泵的輸出端與巖石夾持筒的內腔上部連接；套筒嵌入巖心樣品的內部，套筒的筒壁設有多個出水孔，中心水壓泵通過管路與套筒連接；在CT封閉室內，利用軸壓泵和圍壓泵同時對被測巖心樣品進行加壓，模擬底層下巖石的受力情況，通過中心水壓泵對巖心樣品內部施加水壓，使巖石產生裂縫，CT掃描鏡頭實時掃描記錄巖心樣品的壓裂過程，實現動態連續監測壓裂條件下巖心樣品的變化特征。

技術領域

本發明屬于石油開發技術領域，更具體地，涉及一種動巖石水壓破裂動態監測系統及其測定方法。

背景技術

油氣開采初期，由于油藏中微裂縫處于張開狀態，使得油藏的滲透率高于常規油藏.從而其日產油量比常規油藏高。隨著開采過程的進行，在無注水補充能量的情況下油藏壓力下降，油藏微裂縫閉合，滲透率下降，從而使其日產油量低于常規油藏。我國多數大型油氣田已進入開采后期，低滲油氣田的油氣資源有望成為未來能源和經濟發展的動力，而這些致密儲層中的油氣需要通過壓裂才能夠實現經濟開采。合理、高效、經濟地開發這類油藏是當前進行低滲透油田開發過程中面臨的一個重要課題和難題。我國在五十年代起已開始進行壓裂技術的研究，迄今為止已取得了很好的技術成就與較高的經濟效益。隨著油田的開發進程，針對不同時期不同對象及其對于改造技術的不同要求，壓裂工藝技術不斷發展、完善和提高。

其中，通過動態監測巖石在壓裂條件下的力學參數特征的變化規律，模擬實際生產壓裂的效果，以便對壓裂理論進行驗證和研究對于完善壓裂工藝技術是至關重要的。

發明內容

為了對壓裂理論進行驗證和研究，構建巖石壓裂模擬的監測過程，模擬實際生產壓裂的效果，提供一種巖石水壓破裂動態監測系統及其測定方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提出一種巖石水壓破裂動態監測系統，包括：

CT封閉室，所述CT封閉室內設有CT掃描鏡頭；

巖石夾持筒，所述巖石夾持筒設置于所述CT封閉室內，所述巖石夾持筒用于放置巖心樣品，所述巖石夾持筒的上端設有蓋體，下端設有底座，所述CT掃描鏡頭對準所述巖石夾持筒，所述巖石夾持筒內設有彈性筒，所述彈性筒的外壁與所述巖石夾持筒的內壁之間形成密閉的環形圍壓腔體；

圍壓泵，所述圍壓泵與所述環形圍壓腔體連接，用于對所述彈性筒施加周向壓力；

軸壓泵，所述軸壓泵的輸出端與所述巖石夾持筒的內腔上部連接，用于對所述彈性筒施加軸向壓力；

套筒，所述套筒嵌入所述巖心樣品的內部，所述套筒的筒壁設有多個出水孔；

中心水壓泵，所述中心水壓泵通過管路與所述套筒連接。

優選地，所述彈性筒由橡膠制成，所述套筒由金屬制成，所述巖石夾持筒由增強聚丙烯材料制成。

優選地，還包括壓力控制系統，所述壓力控制系統分別與所述中心水壓泵、所述軸壓泵和所述圍壓泵連接，用于控制所述中心水壓泵、所述軸壓泵和所述圍壓泵的開啟和關閉，以及施加壓力值和施加壓力的時間。

優選地，所述蓋體上設有第一通孔和第二通孔，所述巖石夾持筒內設有活塞，所述活塞將所述巖石夾持筒的內腔隔離為第一腔室和第二腔室，所述第一腔室通過所述第一通孔與所述軸壓泵連通，所述彈性筒設于所述第二腔室內，所述中心水壓泵通過管路穿過所述第二通孔與所述套筒連接。

優選地，所述巖石夾持筒分別與所述蓋體和所述底座密封連接。

優選地，還包括軸向壓力傳感器和周向壓力傳感器，所述軸向壓力傳感器設置于所述彈性筒的外壁，所述軸向壓力傳感器設于所述軸壓泵的輸出端。