專利名稱：一種單軸應(yīng)力下疏松巖心孔隙度的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及巖心孔隙度測試領(lǐng)域，特別涉及一種簡易的疏松巖心在單軸應(yīng)力下孔隙度的確定方法。
背景技術(shù)：
儲(chǔ)層地層孔隙度是正確評價(jià)、計(jì)算石油儲(chǔ)量的重要參數(shù)，而巖心特別是疏松砂巖巖心通過鉆井取芯提升到地面，由于壓力釋放和彈性膨脹，孔隙度有所恢復(fù)增大，因此常壓下測量的巖心孔隙度大于地層條件下的孔隙度，會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)量計(jì)算值偏大，且泊松比與常規(guī)巖心相差較大，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6385-1999給出的三軸與單軸孔隙度轉(zhuǎn)換系數(shù)0. 619誤差較大，所以需利用實(shí)驗(yàn)將疏松砂巖巖心地面孔隙度校正為地層孔隙度。深埋地下的巖石單元，由于地層側(cè)向延展比其厚度大得多，故可視為巖石只在垂向上發(fā)生形變橫向形變趨于零，實(shí)驗(yàn)室利用單向壓縮儀模擬地下巖石承壓狀態(tài)來測量地層孔隙度。單向壓縮儀由一個(gè)很厚的鋼性圓桶組成，巖樣能夠和圓桶內(nèi)壁很好吻合，當(dāng)對巖樣垂向加壓時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置能夠有效地控制巖樣不發(fā)生橫向形變與地下巖層受壓狀況非常相似，要求巖樣與儀器內(nèi)壁之間不能存在縫隙，操作上不能有一點(diǎn)偏差，否則對試驗(yàn)結(jié)果影響很大，而且該試驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此，研究一種簡易的疏松巖心在單軸應(yīng)力下孔隙度確定方法是本領(lǐng)域人員的研究目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供單軸應(yīng)力下疏松巖心孔隙度的確定方法，該方法原理可靠，操作方便，所確定的疏松巖心或其他巖性的巖心在單軸應(yīng)力下的孔隙度，誤差小，結(jié)果可靠，為儲(chǔ)層評價(jià)、石油天然氣儲(chǔ)量的計(jì)算提供了科學(xué)依據(jù)，具有廣闊的市場前景。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是為了避免巖樣與儀器內(nèi)壁之間存在縫隙，巖樣用一個(gè)彈性、不滲透的套筒密封，測試在不同圍壓(雙軸應(yīng)力)下的孔隙度，利用巖石力學(xué)基礎(chǔ)理論將雙軸條件下的轉(zhuǎn)化成單軸條件下的孔隙度。本發(fā)明具體實(shí)施步驟如下通過高壓泵控制巖心夾持器中巖心的圍壓，保證巖樣與膠皮套內(nèi)壁之間不存在縫隙；孔隙度測試儀(即氦孔隙度儀)測定巖心的雙軸應(yīng)力孔隙度，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)物理模型建立的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出單軸應(yīng)力下的孔隙度與雙軸應(yīng)力下孔隙度的關(guān)系式，從而計(jì)算出巖心在不同單軸應(yīng)力下的孔隙度。本發(fā)明采用基于實(shí)驗(yàn)物理模型建立的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)巖石力學(xué)基礎(chǔ)理論(李傳亮，油藏工程原理[M]，北京石油工業(yè)出版社，2006)，來推導(dǎo)出單軸應(yīng)力下的孔隙度與雙軸應(yīng)力下孔隙度的關(guān)系式，具體推導(dǎo)過程如下(1)不同應(yīng)力條件下的應(yīng)變情況雙軸應(yīng)力下
權(quán)利要求
1. 一種單軸應(yīng)力下疏松巖心孔隙度的確定方法，依次包括以下步驟(1)用孔隙度儀測定巖心在地面條件下的孔隙度Φs，由聲學(xué)測試獲得巖心泊松比V;(2)將套有膠皮套(4)的巖心( 放入巖心夾持器C3)中，將巖心夾持器軸向與孔隙度儀⑴連接；(3)將巖心夾持器分別與高壓泵(8)和另一個(gè)高壓泵(9)連接，高壓泵(8)、(9)分別控制巖心軸壓和圍壓；(4)打開巖心夾持器與高壓泵(8)、(9)之間的閥門(6)、(7)，兩個(gè)高壓泵分別給巖心施加軸壓和圍壓，直至軸壓和圍壓升至實(shí)驗(yàn)設(shè)定值且要求圍壓 >> 軸壓，巖心與膠皮套內(nèi)壁之間達(dá)到密封；(5)打開巖心夾持器與孔隙度儀之間的閥門O)，用孔隙度儀測定出巖心在雙軸應(yīng)力下的孔隙度Φ2;(6)利用下式計(jì)算出巖心在單軸應(yīng)力下的孔隙度Ct1 Φι = Φ s_r12 ( Φ s_ Φ 2)其中ν——巖心泊松比，φρ φ2、φ3—巖心在單軸應(yīng)力、雙軸應(yīng)力以及在地面條件下的孔隙度，％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單軸應(yīng)力下疏松巖心孔隙度的確定方法，該方法通過兩個(gè)高壓泵分別控制巖心軸壓和圍壓，保證巖樣與膠皮套內(nèi)壁之間有效密封，用孔隙度儀測定巖心的雙軸應(yīng)力孔隙度，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)物理模型建立的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出巖心在單軸應(yīng)力下的孔隙度與雙軸應(yīng)力下的孔隙度的關(guān)系式，最終得到巖心在單軸應(yīng)力下的孔隙度。本發(fā)明原理可靠，操作方便，得到的巖心單軸應(yīng)力孔隙度誤差小，結(jié)果可靠，為儲(chǔ)層評價(jià)、石油天然氣儲(chǔ)量的計(jì)算提供了科學(xué)依據(jù)，具有廣闊的市場前景。
文檔編號G01N15/08GK102252949SQ201110172999
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者汪周華, 苑志旺, 郭平 申請人:西南石油大學(xué)