[發明專利]一種測定巖心束縛水飽和度的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910527720.6
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110161216A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 樂平;賈冰懿;雷濤;任廣磊
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08;G01N5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種測定巖心束縛水飽和度的裝置及方法。該裝置主要由氮氣源、氮氣增濕器、巖心夾持器、保溫箱、油水驅替泵、圍壓泵、回壓控制泵、氣體計量計和液體計量計組成。所述氮氣增濕器中設計了多個氮氣接觸圈和氮氣擋板，可使氮氣與水充分接觸混合。所述巖心夾持器置于保溫箱中，保溫箱中攪拌葉的存在可使箱內溫度更加均勻。所述氮氣源和油水驅替泵分別通過氮氣增濕器和控制閥連接巖心夾持器入口端；所述圍壓泵通過圍壓控制閥連接巖心夾持器，給巖心施加圍壓；巖心夾持器出口端連接回壓控制泵、氣體計量計和液體計量計。本發明設計的測定裝置結構合理，操作簡便，能有效減少測定誤差，利用該裝置可準確測定油藏和氣藏巖心的束縛水飽和度。

技術領域

本發明涉及一種巖心飽和度測定的裝置及方法，特別涉及一種適用于石油天然氣及地質行業測定巖心束縛水飽和度的實驗裝置及方法。

背景技術

從油氣運移角度考慮，當油氣從生油層運移到砂巖儲層時，由于油、水、氣對巖石的潤濕性差異和毛細管力的作用，運移的油氣不可能把巖石孔隙中的水完全驅替出去，會有一定量的水殘存在巖石孔隙中。這些水多數分布和殘存在巖石顆粒接觸處角耦合微細孔隙中或吸附在巖石骨架顆粒表面。由于特殊的分布和存在狀態，這一部分水幾乎是不流動的，因而被稱為不可動水。又由于這部分水的存在與分布明顯受固體性質影響，所以也稱為束縛水或殘余水，相應的飽和度稱為束縛水飽和度。

儲層的束縛水飽和度的大小是油藏測井分析和開采過程的物性參數之一，可用于評價油藏的油水層和油藏開發過程氣井產出水的類型；也可用于地層中油水兩相的滲流特征分析、產能分析、生產動態分析、數值模擬、生產系統分析、采氣工藝設計和地面工程設計。

常規的束縛水飽和度測定裝置缺少氣源增濕裝置，導致氣源在驅替巖心過程中會吸附少量的水分，導致測定結果偏差。本裝置設計有氮氣增濕裝置，并在混合罐中設計多個接觸圈和氮氣擋板，可使氮氣與水充分接觸混合，減少測量誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種巖心束縛水飽和度的測定裝置，該裝置結構合理，操作簡便，經過簡單培訓就可以上手，可準確測定儲層多孔介質中束縛水飽和度的大小。本發明的另一個目的在于提供利用上述裝置測定儲層巖心中的束縛水飽和度的方法。

為達到以上目的，本發明提供以下技術方案。

一種儲層巖心中束縛水飽和度的測定裝置，主要由氮氣泵、氮氣增濕器、巖心夾持器、保溫箱、油水驅替泵、圍壓泵、回壓控制泵、氣體計量計、液體計量計組成。能夠滿足不同溫度壓力范圍內儲層巖心中束縛水飽和度的準確測定。該實驗測試系統所需的數據采集及處理系統也可由高精度的溫度傳感器、壓力傳感器以及連有數據采集卡的計算機組成，以進一步提高測定精度。所述巖心夾持器置于保溫箱中，所述氮氣泵通過氮氣增濕器連接巖心夾持器入口端，氮氣增濕器與巖心夾持器入口端之間有壓力表和氮氣控制閥，所述油水驅替泵也通過控制閥連接巖心夾持器入口端；所述圍壓泵通過圍壓泵控制閥連接巖心夾持器，給巖心施加圍壓；巖心夾持器出口端通過控制閥連接回壓控制泵，又分別連接氣體計量計和液體計量計。

利用上述裝置測定巖心束縛水飽和度的方法，依次包括以下步驟：

①用巖心孔隙度和滲透率測量裝置對干燥的巖心測定其孔隙度和滲透率；

②對測定了孔隙度和滲透率的干燥巖心抽真空并稱重；

③對飽和地層水后的巖心用精密天平稱重；

④稱重后的巖心重量，減去抽真空的巖心重量，確定飽和的地層水的重量；

⑤把飽和地層水的巖心裝入巖心夾持器，再把巖心夾持器放入保溫箱中；

⑥將保溫箱升溫到測試所需溫度，同時用圍壓泵對巖心夾持器加圍壓至高于測試的最大壓力2MPa-3MPa左右，根據測試的最小驅替壓力設置回壓泵的回壓；