[發明專利]一種測定沉積巖吸水擴散系數的試驗裝置及方法在審
| 申請號： | 202110203668.6 | 申請日： | 2021-02-24 |
| 公開（公告）號： | CN112748050A | 公開（公告）日： | 2021-05-04 |
| 發明（設計）人： | 袁俊亮;李中;何玉發;范白濤;幸雪松;謝仁軍;郝希寧 | 申請（專利權）人： | 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司 |
| 主分類號： | G01N13/00 | 分類號： | G01N13/00 |
| 代理公司： | 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245 | 代理人： | 王春霞 |
| 地址： | 100010 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 測定 沉積巖 吸水 擴散系數 試驗裝置 方法 | ||
1.一種測定沉積巖吸水擴散系數的試驗裝置，包括一高壓釜；所述高壓釜內設有沉積巖厚壁圓柱筒；
所述沉積巖厚壁圓柱筒的兩端密封設置，且所述沉積巖厚壁圓柱筒的上端口連接入口管線，下端口連接出口管線，所述入口管線和所述出口管線的另一端延均伸至所述高壓釜之外，實現鉆井液的循環；
所述沉積巖厚壁圓柱筒的上端設有軸向應力施加裝置。
2.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于：所述沉積巖厚壁圓柱筒外包覆有密封套。
3.根據權利要求2所述的試驗裝置，其特征在于：所述沉積巖厚壁圓柱筒的兩端采用密封塊密封，所述密封塊外包覆有所述密封套。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的試驗裝置，其特征在于：所述高壓釜內設有熱電偶。
5.一種測定沉積巖吸水擴散系數的方法，包括如下步驟：
1)利用權利要求1-4中任一項所述的試驗裝置中的所述高壓釜和所述軸向應力施加裝置向所述沉積巖厚壁圓柱筒分別施加圍壓和軸壓；
2)通過所述入口管線向所述沉積巖厚壁圓柱筒內注入鉆井液，同時調整所述出口管線上的閥門使所述沉積巖厚壁圓柱筒內的鉆井壓力為模擬井眼內壓力，并保持所述鉆井液的循環；
3)試驗結束后，釋放所述沉積巖厚壁圓柱筒內的壓力，取出所述沉積巖厚壁圓柱筒，測量所述沉積巖厚壁圓柱筒的重量，得到所述沉積巖厚壁圓柱筒的含水量增量；
4)對所述沉積巖厚壁圓柱筒進行擴孔，記錄擴孔后所述沉積巖厚壁圓柱筒的內徑和重量，然后重復步驟1)-3)至少一次；
5)利用有限差分將徑向吸水擴散方程離散，并將試驗結束時不同半徑處沉積巖的含水量增量表達為吸水擴散系數、初始含水量和飽和含水量的函數；
6)在與步驟5)中相同離散網格條件下，對試驗結束時刻的不同擴孔內徑條件下的沉積巖的含水量增量進行積分計算，即得到沉積巖的吸水擴散系數。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：步驟5)中，所述徑向吸水擴散方程如式(3)所示：
式(3)中，cf表示吸水擴散系數，與沉積巖和鉆井液的性質相關；r表示未擴孔或經擴孔后的所述沉積巖厚壁圓柱筒的內半徑；w表示沉積巖的含水量；
所述含水量增量與所述吸水擴散系數、所述初始含水量和所述飽和含水量之間的函數如式(6)所示：
式(6)中，Δw(r)表示不同半徑處沉積巖的含水量增量，w0表示初始含水量，ws表示飽和含水量；t表示飽和鉆井液時間；erfc()表示誤差補償函數。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：步驟6)中，利用擴孔后不同的徑向區域范圍，對式(6)進行積分，得到方程組，求解方程組，得到w0、ws和的值，然后將得到的數值代入式(6)中，再結合所述誤差補償函數即獲得所述吸水擴散系數。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：若擴孔多于兩次，利用最小二乘法得到所述吸水擴散系數。
9.根據權利要求5-8中任一項所述的方法，其特征在于：利用所述熱電偶調整所述高壓釜內溫度至模擬地層溫度。
10.權利要求1-4中任一項所述試驗裝置在測定沉積巖吸水擴散系數中的應用。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司，未經中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202110203668.6/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
