[發明專利]一種用于模擬巖心中油氣散失的實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010941614.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN114428030A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 鮑云杰;李志明;楊振恒;劉鵬;徐二社;申寶劍;盧龍飛;陶國亮;黎茂穩
• 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勘探開發研究院
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張高潔

本發明提供一種用于模擬巖心中油氣散失的實驗裝置及方法，該裝置中的稱重裝置布置在高壓容器上。加熱裝置、流體源和壓力測量裝置分別與高壓容器連接，溫度測量裝置布置在加熱裝置上。處理單元分別與溫度測量裝置、壓力測量裝置和稱重裝置連接。流體源與高壓容器之間的連接管路上和高壓容器的出口處均設有控制閥門，控制閥門能夠控制流體源進入或排出高壓容器。流體源包括油氣和鉆井液。本發明提供的實驗裝置及方法，能夠獲得巖心在由井底提升到井口過程中烴類物質散失的實驗數據，以及巖心出筒之后烴類物質在常溫常壓下的逸散損失實驗數據，為巖心中烴類物質損失恢復研究提供了新的研究方法，有助于地層含油氣性和可流動的評價研究。

技術領域

本發明涉及油氣地質勘探開發技術領域，具體涉及一種用于模擬巖心中油氣散失的實驗裝置及方法。

背景技術

巖心作為最寶貴的地層樣品蘊含大量地質信息。巖心出筒后進行含油氣性檢測和分析，是綜合評價研究的基礎工作之一。由于油氣具有突出的易流動性、易擴散性，因此，在巖心由井底提升到井口以及出筒后，其中的烴類物質的損失(散失)具有普遍性，同時也具有明顯的差異性。而這種差異性對于地層含油氣性的準確評價具有重要意義。生產和科研實踐中，眾多學者對于巖石樣品在采集、保存、處理、測試過程中輕烴的損失問題都很關注，采取一些技術措施和手段，并研究建立了一些巖心輕烴損失的補償(或恢復)及含油氣性測試方法。

現有技術中公開的方法及裝置，具有一定的先進性和實用性。然而，巖心在由井底提升到井口的過程中，伴隨著降壓脫氣及烴類物質的散失，這種散失的規律及其影響因素等研究有待深化，特別是缺乏相應的實驗裝置和方法，是亟待解決的關鍵技術問題之一。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種用于模擬巖心中油氣散失的實驗裝置及方法，能夠獲得巖心在由井底提升到井口過程中烴類物質散失的實驗數據，以及巖心出筒之后巖心中烴類物質在常溫常壓下的逸散損失實驗數據，為巖心中烴類物質損失恢復研究提供了新的研究方法，有助于地層含油氣性和可流動的評價研究。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于模擬巖心中油氣散失的實驗裝置，包括用于布置巖心樣品的高壓容器、稱重裝置、加熱裝置、流體源、溫度測量裝置、壓力測量裝置以及處理單元。其中，稱重裝置布置在高壓容器上。加熱裝置、流體源和壓力測量裝置分別與高壓容器連接，溫度測量裝置布置在加熱裝置上。處理單元分別與溫度測量裝置、壓力測量裝置和稱重裝置連接。流體源與高壓容器之間的連接管路上和高壓容器的出口處均設有控制閥門，控制閥門能夠控制流體源進入或排出高壓容器。流體源包括油氣和鉆井液。

根據本發明的模擬實驗裝置，可以在對巖心樣品進行處理的基礎上，在設定的溫度條件下，用增壓注入的方式將烴類物質(第一種流體源)注入到巖心樣品的孔隙系統中，待注入平衡之后，將第一種流體源置換為第二種流體源(鉆井液、清水等)。之后，以降壓排出的方式將第二種流體源(鉆井液、清水等)退出巖心樣品的孔隙系統。實驗過程中，既要獲得注入過程中壓力、溫度和樣品質量數據，也要獲得流體源置換后樣品的初始質量數據，以及第一種流體源(油氣)排出過程中壓力、溫度和樣品質量數據，為巖心由井底提升到井口過程中烴類物質損失規律研究提供數據支撐。結束第一階段的實驗之后，排空高壓容器中的第二種流體源(鉆井液、清水等)，使得高壓容器的壓力和溫度處于常壓常溫狀態，預設時間間隔或連續測定巖石樣品的質量隨時間的變化，同時，通過氣體樣品在高壓容器中氣態烴的濃度變化數據監測，為巖心樣品在常溫常壓下逸散氣態烴的散失規律研究提供數據支撐。

對于上述技術方案，還可進行如下所述的進一步的改進。

根據本發明的用于模擬巖心中油氣散失的實驗裝置，在一個優選的實施方式中，稱重裝置為磁懸浮天平。其中，高壓容器內設有用于布置巖心樣品的盛樣裝置，盛樣裝置與磁懸浮天平的永磁鐵連接。磁懸浮天平的電磁鐵位于高壓容器的上方且與磁懸浮天平的永磁鐵相對布置。磁懸浮天平的天平主體與磁懸浮天平的電磁鐵連接且位于其上方。