[發明專利]一種濕巖石熱損傷表征方法及裝置

在審

• 申請號: 202210326707.6
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114544334A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 郭明哲;劉慧卿;馮亞斌;東曉虎
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/18;G01B11/24;G01B11/30;G01K3/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春蕾

本發明公開了一種濕巖石熱損傷表征方法，包括：在反應釜內通入氣體和反應液后，進行加熱；當溫度和壓力達到預設條件時，開始計時，并記錄溫差，直至待測巖塊的表面粗糙度產生預設程度的改變，測量此時待測巖塊的粗糙度；根據待測巖塊的粗糙度變化以及溫差，獲得待測巖塊的表面形貌輪廓變化和損傷度。本發明還公開了一種濕巖石熱損傷表征裝置，包括：溫壓可控反應釜、圖像采集裝置、數據處理器、供氣裝置和供液裝置，數據處理器根據表面圖像信息獲得巖石的損傷度。通過對反應液和巖石的理化性質參數，在目標條件下巖石粗糙度的變化進行表征巖石的熱損傷，可充分模擬儲層條件下的水巖相互作用，且能夠準確獲得地下條件的巖石損傷程度。

技術領域

本發明涉及巖石檢測技術領域，特別是涉及一種濕巖石熱損傷表征方法及裝置。

背景技術

隨著科技的進步，油氣資源的勘探開采技術開始向提高采收率技術的方向發展，但是在提高采收率技術的發展過程中，通常只考慮流體的滲流問題，并未涉及巖石的熱損傷問題。

目前巖石的熱損傷表征方式，主要是通過測量巖石在不同溫度下的力學參數，并以巖石力學理論為基礎建立巖石熱損傷本構方程，計算巖石的力學參數的熱損傷量，從而表征巖石的熱損傷效應。但是上述表征方式應用場景有限，而且無法進行實時監測。

發明內容

本發明的目的是提供一種濕巖石熱損傷表征方法及裝置，可以有效模擬儲層條件下的水巖相互作用，為提高采收率技術研發提供數據支持。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種濕巖石熱損傷表征方法，包括以下步驟：

將待測巖塊的表面打磨光滑；

將待測巖塊加入到反應釜內，并獲取待測巖塊的初始粗糙度；

在反應釜內通入氣體和反應液后，進行加熱；

當溫度和壓力達到預設條件時，開始計時，并記錄溫差，直至待測巖塊的表面粗糙度產生預設程度的改變，測量此時待測巖塊的粗糙度；

根據待測巖塊的粗糙度變化以及溫差，獲得待測巖塊的表面形貌輪廓變化和損傷度。

優選地，在將待測巖塊的表面打磨光滑之前，獲取待測巖塊的礦物組成，并確定反應液成分和離子濃度；

在將待測巖塊的表面打磨光滑之后，獲取待測巖塊質量；

獲取冷卻收集反應液成分和離子濃度；

蒸餾水沖洗，烘干巖塊，以獲取巖塊質量變化。

優選地，所述損傷度由以下公式確定：

其中，T_s為損傷度，S_a0為初始粗糙度，S_ax為實時粗糙度，ΔT為溫差，Q為離子活度積，K為離子平衡常數。

一種濕巖石熱損傷表征裝置，包括：溫壓可控反應釜、圖像采集裝置、數據處理器、供氣裝置和供液裝置，所述供氣裝置和所述供液裝置與所述溫壓可控反應釜連通，所述供液裝置用于給所述溫壓可控反應釜提供反應液，所述供氣裝置用于向所述溫壓可控反應釜反應氣體；所述圖像采集裝置用于實時獲取所述溫壓可控反應釜內所盛放的巖石的表面圖像信息，所述數據處理器和所述圖像采集裝置連接，用于根據所述表面圖像信息獲得巖石的損傷度。

優選地，所述溫壓可控反應釜包括釜體、加熱器、壓力傳感器和溫度傳感器，所述釜體上方設有觀察窗，所述觀察窗與所述圖像采集裝置連接，所述釜體的側部設有注入口，所述注入口與所述供氣裝置和所述供液裝置連接，所述加熱器位于所述釜體內，所述壓力傳感器和所述溫度傳感器位于所述釜體的側壁，所述釜體內設有用于承載巖石的測試臺，所述測試臺底部通過活塞與所述釜體連接。