專利名稱：巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣田開(kāi)發(fā)巖心實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)，具體是一種檢測(cè)巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，用于測(cè)試巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力的方法主要是“流量-壓差法”(如文獻(xiàn) 2002年4月第四卷第2期《石油勘探與開(kāi)發(fā)》的文章“低滲透砂巖油藏滲流啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)研究”和文獻(xiàn)2007年6月第四卷第3期《石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))》的文章“準(zhǔn)噶爾中部X區(qū)塊低滲儲(chǔ)層啟動(dòng)壓力梯度研究”介紹的實(shí)驗(yàn)方法)。該方法是利用測(cè)試流量與測(cè)試壓力關(guān)系進(jìn)行函數(shù)擬合來(lái)確定啟動(dòng)壓力，在該方法中實(shí)驗(yàn)最小測(cè)試壓力對(duì)結(jié)果影響較大，而在低測(cè)試壓力下由于氣流量非常微小，難以進(jìn)行精確檢測(cè)，故在實(shí)際操作中存在一定困難，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往存在較大系統(tǒng)誤差。另外，為了能夠進(jìn)行函數(shù)擬合， 該方法中每組實(shí)驗(yàn)至少需要進(jìn)行3次不同壓力下的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)工作量大，過(guò)程比較繁瑣。總之，不能通過(guò)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方法和裝置對(duì)巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力進(jìn)行簡(jiǎn)單直觀測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種可簡(jiǎn)單直觀測(cè)試巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力的實(shí)驗(yàn)方法和裝置。本發(fā)明所述的一種巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試方法，其步驟如下1)選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)試的巖心樣所述的巖心樣為柱塞狀巖心樣，巖心樣的直徑為2. 5cm、3. 8cm或10cm，單塊長(zhǎng)度小于IOOcm ；2)將巖心樣裝入巖心夾持器，加圍壓，所述的巖心夾持器具有耐高壓和高溫特性，壓力范圍為0 70MPa，溫度范圍為 0 100°C ；所述的加圍壓是采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制高壓注射泵通過(guò)壓縮巖心夾持器環(huán)空內(nèi)的水或者氣來(lái)實(shí)現(xiàn)增壓，用于包裹巖心夾持器中的巖心樣，加圍壓用的水或者氣只能與包裹巖心樣的膠皮套接觸，不能與巖心樣表面直接接觸；所述的圍壓大小與巖心樣在地層狀態(tài)下承受的上覆巖層壓力相近，其值通過(guò)巖心樣所處地層深度進(jìn)行計(jì)算；3)采用高壓氣源向巖心樣孔隙內(nèi)飽和氣，當(dāng)巖心樣孔隙壓力平衡至實(shí)驗(yàn)所需值時(shí)，停止飽和氣并關(guān)閉氣源；所述的高壓氣源為干的空氣或者氮?dú)?；所述的向巖心樣孔隙內(nèi)飽和氣是指向巖心樣孔隙內(nèi)充注氣體；所述的巖心樣孔隙壓力平衡是指巖心樣各部位孔隙中氣體壓力一致；所述的孔隙壓力大小應(yīng)該低于圍壓3 5Mpa ；
所述的關(guān)閉氣源是使高壓氣源與巖心樣斷開(kāi)，巖心樣處于自身平衡的壓力系統(tǒng)中；4)打開(kāi)巖心樣出口端閥門，釋放巖心樣孔隙中的氣體，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心樣邊界端的壓力；所述的打開(kāi)巖心樣出口端閥門，釋放巖心樣孔隙中的氣體是指打開(kāi)閥門讓巖樣中的氣體自然流出；所述的計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心樣邊界端的壓力是指用計(jì)算機(jī)記錄巖心樣邊界端孔隙壓力，壓力采集頻率為每分鐘采集一次；5)邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變，將該邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力；所述的邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變是指壓力穩(wěn)定于某一數(shù)值達(dá)2 8小時(shí)，此時(shí)巖心樣孔隙內(nèi)的氣體處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，無(wú)法產(chǎn)生有效流動(dòng)，將此邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力。本發(fā)明所述的一種巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試，由高壓氣源，高壓注射泵，巖心夾持器，膠皮套，閥門VI、閥門V2，壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS3，壓力傳感器PS4、調(diào)壓閥，計(jì)算機(jī)，巖心組成；膠皮套裝入巖心夾持器，巖心裝入膠皮套；計(jì)算機(jī)連接高壓注射泵、壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS3、壓力傳感器PS4、閥門Vl、閥門V2，采用電纜連接；高壓注射泵連接巖心夾持器環(huán)形空間，連接所用管線為耐高壓空心管線；高壓氣源與調(diào)壓閥、閥門VI、壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS3、巖心夾持器邊界端連接，連接所用管線為耐高壓空心管線；巖心夾持器出口端與壓力傳感器PS4、閥門V2連接，連接所用管線為耐高壓空心
管線；巖心夾持器壓力為70MPa，裝入巖心的尺寸直徑為2. 5cm、3. 8cm、10cm，長(zhǎng)度小于 100cm。高壓注射泵加圍壓最大為70MPa，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加圍壓大小由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。高壓氣源最大壓力為50MPa。壓力傳感器PSl壓力范圍0 IMPa，壓力傳感器PS2壓力范圍0 lOMPa，壓力傳感器PS3、壓力傳感器PS4壓力范圍0 50MPa，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇與實(shí)際壓力大小最接近的壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。將需要進(jìn)行測(cè)試巖心裝入巖心夾持器后，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制高壓注射泵向巖心夾持器中的巖心加圍壓，模擬上覆巖層壓力，關(guān)閉閥門V2，通過(guò)高壓氣源、調(diào)壓閥向巖心孔隙飽和氣，模擬氣藏儲(chǔ)層原始?jí)毫?；飽和氣至壓力巖心前后兩端壓力均平衡為實(shí)驗(yàn)所需壓力時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)關(guān)閉閥門VI，使巖心與氣源斷開(kāi)，處于自身的壓力系統(tǒng)；打開(kāi)閥門V2，巖心孔隙中的氣體自然流出，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇與實(shí)際孔隙壓力大小最接近的壓力傳感器 PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集、處理巖心邊界端壓力，數(shù)據(jù)采集頻率為每分鐘采集一次，在采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪制巖心邊界孔隙壓力與生產(chǎn)時(shí)間關(guān)系圖，根據(jù)巖心邊界孔隙壓力與時(shí)間平衡關(guān)系，計(jì)算機(jī)自動(dòng)確定啟動(dòng)壓力。氣體滲流啟動(dòng)壓力是判斷氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中氣體在儲(chǔ)層中能否有效流動(dòng)的重要依據(jù)，是評(píng)價(jià)氣藏特別是致密氣藏儲(chǔ)量動(dòng)用程度關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)本發(fā)明可以簡(jiǎn)單直觀地對(duì)巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力進(jìn)行測(cè)試和確定，針對(duì)每塊巖心只需進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，過(guò)程簡(jiǎn)單，確定啟動(dòng)壓力時(shí)采用計(jì)算機(jī)根據(jù)邊界壓力平衡時(shí)間自動(dòng)判斷，確定方法合理，本發(fā)明裝置可實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和判斷，自動(dòng)化程度高。


圖1為本發(fā)明壓力與生產(chǎn)時(shí)間關(guān)系圖；圖2為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試方法，依照以下步驟進(jìn)行1)選擇需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試的巖樣步驟1)所述巖樣為柱塞狀巖心，巖心的直徑為2. 5cm、3. 8cm或10cm，單塊長(zhǎng)度小于 100cm。2)將巖樣裝入巖心夾持器，加圍壓步驟2)所述巖心夾持器具有耐高壓和高溫特性，壓力范圍為0 70MPa，溫度范圍為 100°C。步驟2~)所述加圍壓是采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制高壓注射泵通過(guò)壓縮巖心夾持器環(huán)空內(nèi)的水或者氣來(lái)實(shí)現(xiàn)增壓，用于包裹巖心夾持器中的巖心，加圍壓所用的水或者氣只能與膠皮套接觸，不能與巖心表面直接接觸。步驟2)所述圍壓大小與巖心在地層狀態(tài)下承受的上覆巖層壓力相近，其值通過(guò)巖樣所處地層深度進(jìn)行計(jì)算。3)采用高壓氣源向巖心孔隙內(nèi)飽和氣，當(dāng)巖心孔隙壓力平衡至實(shí)驗(yàn)所需值時(shí)，停止飽和氣并關(guān)閉氣源步驟幻所述的高壓氣源為干的空氣或者氮?dú)?。步驟幻所述的向巖心孔隙內(nèi)飽和氣是指向巖心孔隙內(nèi)充注氣體。步驟幻所述的巖心孔隙壓力平衡是指巖心各部位孔隙中氣體壓力一致。步驟3)所述的孔隙壓力大小應(yīng)該低于圍壓3 5MPa。步驟3)所述的關(guān)閉氣源是使高壓氣源與巖心斷開(kāi)，巖心處于自身平衡的壓力系統(tǒng)中。4)打開(kāi)巖心出口端閥門，釋放巖心孔隙中的氣體，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心邊界端的壓力步驟4)所述的打開(kāi)巖心出口端閥門，釋放巖心孔隙中的氣體是指打開(kāi)閥門讓巖心中的氣體自然流出。步驟4)所述的計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心邊界端的壓力是指用計(jì)算機(jī)記錄巖心邊界端孔隙壓力，壓力采集頻率為每分鐘采集一次。5)邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變，將該邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力步驟幻所述的邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變是指壓力穩(wěn)定于某一數(shù)值達(dá)2 8小時(shí)， 此時(shí)巖心孔隙內(nèi)的氣體處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，無(wú)法產(chǎn)生有效流動(dòng)，將此邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力(見(jiàn)圖1)。本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案根據(jù)上述巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試方法提供以下裝置，由高壓氣源GR，高壓注射泵HP-100A，巖心夾持器CG，膠皮套，閥門VI、閥門V2，壓力傳感器PSl、壓力傳感器 PS2、壓力傳感器PS3，壓力傳感器PS4、調(diào)壓閥PR，計(jì)算機(jī)PC，巖心C組成。裝置各元件連接關(guān)系見(jiàn)圖2。膠皮套裝入巖心夾持器CG，巖心C裝入膠皮套。計(jì)算機(jī)PC連接高壓注射泵HP-100A、壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器 PS3、壓力傳感器PS4、閥門VI、閥門V2，采用電纜連接。高壓注射泵HP-100A連接巖心夾持器CG環(huán)形空間，連接所用管線為耐高壓空心管線。高壓氣源GR與調(diào)壓閥PR、閥門VI、壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器 PS3、巖心夾持器CG邊界端連接，連接所用管線為耐高壓空心管線。巖心夾持器CG出口端與壓力傳感器PS4、閥門V2連接，連接所用管線為耐高壓空心管線。巖心夾持器CG可耐高壓，最高壓力為70MPa，可裝入巖心的尺寸直徑為2. 5cm、 3. 8cm、10cm，單個(gè)巖心夾持器可裝入巖心的長(zhǎng)度小于100cm。高壓注射泵HP-100A加圍壓最大為70MPa，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加圍壓大小由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。高壓氣源GR最大壓力為50MPa。壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS3、壓力傳感器PS4監(jiān)測(cè)壓力，壓力傳感器PSl壓力范圍0 IMPa，壓力傳感器PS2壓力范圍0 lOMPa，壓力傳感器PS3、壓力傳感器PS4壓力范圍0 50MPa，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇與實(shí)際壓力大小最接近的壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。
權(quán)利要求
1.一種巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試方法，其特征在于1)選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)試的巖心樣所述的巖心樣為柱塞狀巖心樣，巖心樣的直徑為2. 5cm、3. 8cm或10cm，單塊長(zhǎng)度小于 IOOcm ；2)將巖心樣裝入巖心夾持器，加圍壓，所述的巖心夾持器具有耐高壓和高溫特性，壓力范圍為0 70MPa，溫度范圍為0 IOO0C ；所述的加圍壓是采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制高壓注射泵通過(guò)壓縮巖心夾持器環(huán)空內(nèi)的水或者氣來(lái)實(shí)現(xiàn)增壓，用于包裹巖心夾持器中的巖心樣，加圍壓用的水或者氣只能與包裹巖心樣的膠皮套接觸，不能與巖心樣表面直接接觸；所述的圍壓大小與巖心樣在地層狀態(tài)下承受的上覆巖層壓力相近，其值通過(guò)巖心樣所處地層深度進(jìn)行計(jì)算；3)采用高壓氣源向巖心樣孔隙內(nèi)飽和氣，當(dāng)巖心樣孔隙壓力平衡至實(shí)驗(yàn)所需值時(shí)，停止飽和氣并關(guān)閉氣源；所述的高壓氣源為干的空氣或者氮?dú)猓?所述的向巖心樣孔隙內(nèi)飽和氣是指向巖心樣孔隙內(nèi)充注氣體； 所述的巖心樣孔隙壓力平衡是指巖心樣各部位孔隙中氣體壓力一致； 所述的孔隙壓力大小應(yīng)該低于圍壓3 5Mpa ；所述的關(guān)閉氣源是使高壓氣源與巖心樣斷開(kāi)，巖心樣處于自身平衡的壓力系統(tǒng)中；4)打開(kāi)巖心樣出口端閥門，釋放巖心樣孔隙中的氣體，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心樣邊界端的壓力；所述的打開(kāi)巖心樣出口端閥門，釋放巖心樣孔隙中的氣體是指打開(kāi)閥門讓巖樣中的氣體自然流出；所述的計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心樣邊界端的壓力是指用計(jì)算機(jī)記錄巖心樣邊界端孔隙壓力，壓力采集頻率為每分鐘采集一次；5)邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變，將該邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力；所述的邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變是指壓力穩(wěn)定于某一數(shù)值達(dá)2 8小時(shí)，此時(shí)巖心樣孔隙內(nèi)的氣體處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，無(wú)法產(chǎn)生有效流動(dòng)，將此邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力。
2.一種用于權(quán)利要求1所述的巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試裝置，其特征在于 由高壓氣源(GR)，高壓注射泵(HP-100A)，巖心夾持器(CG)，膠皮套，閥門VI、閥門V2，壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS3，壓力傳感器PS4、調(diào)壓閥(P ，計(jì)算機(jī) (PC)，巖心(C)組成；膠皮套裝入巖心夾持器(CG)，巖心(C)裝入膠皮套；計(jì)算機(jī)(PC)連接高壓注射泵(HP-100A)、壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器 PS3、壓力傳感器PS4、閥門VI、閥門V2，采用電纜連接；高壓注射泵(HP-100A)連接巖心夾持器(CG)環(huán)形空間，連接所用管線為耐高壓空心管線.一入 ，高壓氣源(GR)與調(diào)壓閥(PR)、閥門VI、壓力傳感器PS1、壓力傳感器PS2、壓力傳感器PS3、巖心夾持器(CG)邊界端連接，連接所用管線為耐高壓空心管線；巖心夾持器(CG)出口端與壓力傳感器PS4、閥門V2連接，連接所用管線為耐高壓空心管線；用管線為耐高壓空心管線；巖心夾持器(CG)壓力為70MPa，裝入巖心的尺寸直徑為2. 5cm、3. 8cm、10cm，長(zhǎng)度小于 100cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試裝置，其特征在于高壓注射泵(HP-100A)加圍壓最大為70MPa，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加圍壓大小由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試裝置，其特征在于高壓氣源 (GR)最大壓力為50MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試裝置，其特征在于壓力傳感器PSl壓力范圍0 IMPa，壓力傳感器PS2壓力范圍0 lOMPa，壓力傳感器PS3、壓力傳感器PS4壓力范圍0 50MPa，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇與實(shí)際壓力大小最接近的壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力測(cè)試方法及其裝置；選擇實(shí)驗(yàn)測(cè)試的巖心樣；將巖心樣裝入巖心夾持器，加圍壓，壓力為0～70MPa，溫度為0～100℃；采用高壓氣源向巖心樣孔隙內(nèi)飽和氣，當(dāng)巖心樣孔隙壓力平衡至實(shí)驗(yàn)所需值時(shí)，停止飽和氣并關(guān)閉氣源；孔隙壓力大小應(yīng)該低于圍壓3～5Mpa；打開(kāi)巖心樣出口端閥門，釋放巖心樣孔隙中的氣體，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄巖心樣邊界端的壓力；壓力采集頻率為每分鐘采集一次；邊界端壓力長(zhǎng)期保持不變，將該邊界壓力確定為氣體滲流啟動(dòng)壓力；本發(fā)明可以簡(jiǎn)單直觀地對(duì)巖心中氣體滲流啟動(dòng)壓力進(jìn)行測(cè)試和確定，過(guò)程簡(jiǎn)單，確定方法合理，裝置可實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和判斷，自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G01L5/00GK102466532SQ201010543718
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者萬(wàn)玉金, 朱華銀, 李熙喆, 羅瑞蘭, 胡勇, 陸家亮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司