巖心自吸毛管壓力曲線測(cè)試裝置、工作方法及控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲(chǔ)層巖石的物性測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種巖心自吸毛管壓力曲線測(cè)試裝置、工作方法及控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]嚴(yán)格意義上，自然界中巖石經(jīng)過(guò)成巖作用，油氣充填成藏，后續(xù)地質(zhì)變迀等因素影響后，不會(huì)存在絕對(duì)的親油或親水特性，一塊巖心中一定會(huì)存在某一部分親水，某一部分親油，只是各自占有的比率存在差異，因此，雖然油層物理將巖石潤(rùn)濕性劃分為水潤(rùn)濕，混合潤(rùn)濕以及油潤(rùn)濕三類，實(shí)質(zhì)上都具備混合潤(rùn)濕特征(W.G.Anderson.wettabi I i tyliterature survey-part 4: effects of wettability on capillary pressure[C]?1987，SPE 15271-PA)o
[0003]當(dāng)前國(guó)內(nèi)常用的巖石毛管壓力曲線測(cè)試方法有三種:壓汞法，離心機(jī)法，半滲透隔板法(中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖石毛管壓力曲線的測(cè)定》，SY/T5346-2005)。眾所周知，這三種測(cè)試方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn):①壓汞法，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試速度快，可測(cè)壓力高，潤(rùn)濕相與非潤(rùn)濕相屬性很明確，缺點(diǎn)也很多，比如不能真正意義上模擬實(shí)際油藏水驅(qū)油情況，無(wú)法直接應(yīng)用于實(shí)際油藏，水銀有毒，且實(shí)驗(yàn)所用巖心不能重復(fù)使用;②離心機(jī)法，優(yōu)點(diǎn)速度快，實(shí)際水驅(qū)油曲線，缺點(diǎn)在于操作復(fù)雜，需要調(diào)換巖心;③半滲透隔板法，優(yōu)點(diǎn)是最接近實(shí)際油藏條件下水驅(qū)油毛管壓力曲線，缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)，每個(gè)壓力點(diǎn)平衡時(shí)間不少于72個(gè)小時(shí)，最大毛管壓力測(cè)試受半滲隔板突破壓力限制。
[0004]然而，上述三種測(cè)試方法的缺點(diǎn)遠(yuǎn)不止這些。全套毛管壓力曲線測(cè)試應(yīng)該包括三個(gè)階段:油驅(qū)水、水驅(qū)油、第二次油驅(qū)水;從曲線來(lái)看可分為5段:油驅(qū)水過(guò)程、水自吸過(guò)程、水驅(qū)油過(guò)程、油自吸過(guò)程、第二次油驅(qū)水過(guò)程，其中水自吸和水驅(qū)油過(guò)程屬于水驅(qū)油階段、油自吸和第二次油驅(qū)水過(guò)程屬于第二次油驅(qū)水階段。壓汞法與半滲透隔板法都只能測(cè)出油驅(qū)水和水自吸兩個(gè)過(guò)程，前者是因?yàn)樗貌牧舷拗疲笳呤怯捎诎霛B透隔板滲透率比較低，厚度大，潤(rùn)濕相通過(guò)緩慢，花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng);離心機(jī)法不能測(cè)量水自吸和油自吸過(guò)程，因?yàn)殡x心力的作用，使得驅(qū)替出去的液體不能和巖心接觸，阻止了自吸。之后有學(xué)者研發(fā)了上述常規(guī)測(cè)試方法與電阻率或者核磁共振測(cè)試聯(lián)合確定毛管壓力曲線等方法(蔡敏龍.巖心離心機(jī)毛管壓力電阻率聯(lián)測(cè)裝置.中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司，2012，發(fā)明專利號(hào):CN202255737U;蔡敏龍.半透隔板巖心毛管壓力電阻率測(cè)量裝置.中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司，2012，發(fā)明專利號(hào):CN202256095U;趙江青.陣列式半滲透隔板毛管壓力一電阻率聯(lián)測(cè)儀，2006，發(fā)明專利號(hào):CN2872359Y)，雖在測(cè)量精度上有所改進(jìn)，卻沒(méi)能解決無(wú)法獲取完整毛管壓力曲線的本質(zhì)問(wèn)題。即便如此，上述三種方法測(cè)試的曲線依然大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際，原因在于:①目前實(shí)驗(yàn)及儀器限制不能得到完整的三個(gè)階段曲線;②對(duì)于中、高滲透率巖心，毛管壓力作用極其微弱，油藏開(kāi)發(fā)中遠(yuǎn)弱于粘滯力和重力作用，使用驅(qū)替曲線還是吮吸曲線，是否具有自吸過(guò)程都對(duì)結(jié)果影響不大。隨著低滲透、特低滲透、乃至致密油氣藏的開(kāi)發(fā)，毛管力逐漸成為主要的作用力受到重視，因此，正確認(rèn)知、獲取以及使用毛管力曲線是十分必要的。
[0005]2001年，Marc Fleury設(shè)計(jì)了一種基于離心機(jī)法測(cè)量自吸毛管壓力曲線的裝置(Marc Fleury,Gabriel Ringot1Philippe Poulain.positive imbibit1n capillarypressure curves using the centrifuge Technique[J].PETROPHYSICS,2001,42(4):344-351.)。裝置在設(shè)計(jì)上有很大創(chuàng)新，但也存在很多不足:①在測(cè)試自吸毛管壓力曲線段的時(shí)候，將油水界面保持在巖心底部這步操作值得推敲，巖心自吸過(guò)程，由于內(nèi)部孔喉差異，不會(huì)有均勻推進(jìn)的油水界面，使用校正后的假定油水界面會(huì)導(dǎo)致公式計(jì)算的毛管力存在較大誤差;②使用了陶瓷半滲透隔板，限制了可測(cè)壓力范圍，也嚴(yán)重影響了測(cè)試速度，單個(gè)壓力點(diǎn)測(cè)試時(shí)間超過(guò)16小時(shí)。
[0006]現(xiàn)有巖心自吸毛管壓力曲線測(cè)試方案，不能得到完整的五個(gè)過(guò)程的巖心自吸毛管壓力曲線，測(cè)試的準(zhǔn)確性和效率低，操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種巖心自吸毛管壓力曲線測(cè)試裝置，用以一次性完整地得到五個(gè)過(guò)程的巖心自吸毛管壓力曲線，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和效率，降低操作復(fù)雜度，該裝置包括:
[0008]巖心室，用于放置待測(cè)試巖心；
[0009]油相單元，與所述巖心室的一端連通，用于以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入油，完成巖心自吸毛管壓力測(cè)試的油驅(qū)水或第二次油驅(qū)水過(guò)程，獲得不同壓力下的注油量;或從巖心收集油，完成水自吸過(guò)程，獲得不同壓力下油的收集量；
[0010]水相單元，與所述巖心室的另一端連通，用于以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入水，完成水驅(qū)油過(guò)程，獲得不同壓力下的注水量;或從巖心收集水，完成油自吸過(guò)程，獲得不同壓力下水的收集量；
[0011]控制單元，與所述油相單元和水相單元連接，用于根據(jù)不同壓力下的注油量和注水量，油和水的收集量，得到巖心的毛管壓力曲線。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種如上述的巖心自吸毛管壓力曲線測(cè)試裝置的工作方法，用以一次性完整地得到五個(gè)過(guò)程的巖心自吸毛管壓力曲線，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和效率，降低操作復(fù)雜度，該工作方法包括:
[0013]油相單元以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入油，完成巖心自吸毛管壓力測(cè)試的油驅(qū)水過(guò)程，獲得不同壓力下的注油量；
[0014]油相單元從巖心收集油，完成水自吸過(guò)程，獲得不同壓力下油的收集量；
[0015]水相單元以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入水，完成水驅(qū)油過(guò)程，獲得不同壓力下的注水量；
[0016]水相單元從巖心收集水，完成油自吸過(guò)程，獲得不同壓力下水的收集量；
[0017]油相單元以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入油，完成巖心自吸毛管壓力測(cè)試的第二次油驅(qū)水過(guò)程，獲得不同壓力下的注油量；
[0018]控制單元根據(jù)不同壓力下的注油量和注水量，油和水的收集量，得到巖心的毛管壓力曲線。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種如上述的巖心自吸毛管壓力曲線測(cè)試裝置的控制器，用以一次性完整地得到五個(gè)過(guò)程的巖心自吸毛管壓力曲線，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和效率，降低操作復(fù)雜度，該控制器包括:
[0020]油驅(qū)水控制模塊，用于控制油相單元以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入油，完成巖心自吸毛管壓力測(cè)試的油驅(qū)水過(guò)程，獲得不同壓力下的注油量；
[0021]水自吸控制模塊，用于控制油相單元從巖心收集油，完成水自吸過(guò)程，獲得不同壓力下油的收集量；
[0022]水驅(qū)油控制模塊，用于控制水相單元以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入水，完成水驅(qū)油過(guò)程，獲得不同壓力下的注水量；
[0023]油自吸控制模塊，用于控制水相單元從巖心收集水，完成油自吸過(guò)程，獲得不同壓力下水的收集量；
[0024]第二次油驅(qū)水控制模塊，用于控制油相單元以不同壓力，向待測(cè)試巖心注入油，完成巖心自吸毛管壓力測(cè)試的第二次油驅(qū)水過(guò)程，獲得不同壓力下的注油量；
[0025]毛管壓力曲線生成模塊，用于根據(jù)不同壓力下的注油量和注水量，油和水的收集量，得到巖心的毛管壓力曲線。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)中毛管壓力曲線的測(cè)試方法相比較，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案能夠一次性完整地測(cè)量三個(gè)階段的巖心自吸毛管壓力曲線，包括所有油驅(qū)水、水自吸、水驅(qū)油、油自吸、第二次油驅(qū)水五個(gè)過(guò)程;能滿足油藏實(shí)際溫度、壓力條件下測(cè)量巖心動(dòng)態(tài)毛管力曲線，保證了測(cè)試的準(zhǔn)確性;測(cè)試時(shí)間短，提高了測(cè)試的效率;操作簡(jiǎn)單，測(cè)試過(guò)程不需要調(diào)換巖心或者裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0027]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0028]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中巖心自吸毛管