CN102507406A - 一种测量岩心渗透率的方法及测量装置 - Google Patents

Abstract

一种测量岩心渗透率的测量装置，包括岩心夹持器、环压源、压力容器、电磁阀、压力传感器、真空泵、采集控制模块和计算机，其特征在于在岩心夹持器进口安装一个电磁阀，在岩心夹持器出口安装一个压力容器，压力容器上设有一个压力传感器，压力容器通过电磁阀与真空泵相连，环压源通过电磁阀与岩心夹持器的胶筒外周空间相通，电磁阀和真空泵控制信号和压力传感器信号通过传输线与采集控制模块相联，采集控制模块与计算机相联；通过计算机程序自动控制本装置的运转程序，压力传感器所采集的压力变化信号和变化时间，通过计算渗透率公式，算出所测岩心的渗透率。

Description

一种测量岩心渗透率的方法及测量装置

技术领域

本发明涉及了一种测量岩心渗透率的方法及测量装置。应用于石油与天然气勘探开发中，对岩石的油层物理性质的评价。

背景技术

目前，岩心渗透率的测量，多采用达西稳定方法，但对于低渗透致密储层岩石，由于室内实验时流体流动速率很小，对微小流量的测量很困难，并且也很复杂；于是国内外开展了非稳态法测量渗透率的研究。

目前非稳态法气测渗透率，多采用氦气或氮气作为测量介质，进行正压测量，这样会使测量成本提高。CMS-300，是代表当今世界先进水平的自动岩心测量***，是比较典型的非稳态法渗透率测量仪器，该仪器采用氦气作为测量介质，进行正压测量；该仪器自动化程度高，但是价格非常昂贵，且结构复杂；测量介质为氦气，测量成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量岩心渗透率的方法及测量装置，克服上述已有技术存在的测试成本高、结构复杂、操作程序难以控制的缺陷。

本发明测试岩心渗透率的方法是以大气压下的空气作为测量岩心渗透率的介质，从岩心夹持器进口中进大气压下的空气，从岩心夹持器出口进入一个已抽负压的压力容器，先用真空泵对压力容器和夹有岩心的夹持器抽真空，得到一个负压P₁，再从岩心夹持器进口进大气压下的空气，大气压下的空气通过岩心进入压力容器，压力容器的压力开始上升，用计算机采集记录随时间t变化的压力值，待到某一时间t时的压力值为P₂，根据记录的压力值P₁、P₂及它们之间变化所用的时间t，可用下面公式计算出岩心的渗透率：

$K=\frac{\mathrm{\μL}{V}_0(\ln \frac{P_0+P_2}{P_0-P_2}-\ln \frac{P_0+P_1}{P_0-P_1})}{\mathrm{At}{P}_0}$

式中，K-渗透率1×10^-3μm²；

     μ-空气粘度mPas；

     L-岩心长度cm；；

     A-岩心截面积cm²；

     V₀-容器容积cm³；

     t-压力从P₁变化到P₂所用的时间s；

     P₀-岩心入口压力(大气压力)atm；

     P₁-容器抽真空后的初始压力值atm；

     P₂-容器内到时间t时的压力值atm。

在上式中除了P₁、P₂及t以外，其它参数均为已知。在实验过程中只要测出P₁、P₂和时间t，利用上面计算公式由计算机直接输出测试结果。

上述测量岩心渗透率的方法是通过以下测量装置实施的：

一种测量岩心渗透率的测量装置，包括岩心夹持器、环压源、压力容器、电磁阀、压力传感器、真空泵、采集控制模块和计算机，其特征在于在岩心夹持器进口安装一个电磁阀，在岩心夹持器出口安装一个压力容器，压力容器上设有一个压力传感器，压力容器通过电磁阀与真空泵相连，环压源通过电磁阀与岩心夹持器的胶筒外周空间相通，电磁阀和真空泵控制信号和压力传感器信号通过传输线与采集控制模块相联，采集控制模块与计算机相联；通过计算机程序自动控制本装置的运转程序，压力传感器所采集的压力变化信号和变化时间，通过计算渗透率公式，算出所测岩心的岩透率。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、岩心渗透率的测量方法原理可靠、测量程序简单；

2、测量岩心渗透率的测量装置结构简单，自动化程度高，测量速度快、测量精度高；

3、使用大气压下的空气为测量岩心渗透率的介质，节约成本。

附图说明

附图-本发明结构示意图

图中1-岩心夹持器  2-岩心  3-胶筒  4-电磁阀  5-岩心夹持器  6-环压源7-采集控制模块  8-计算机  9-压力传感器  10-真空泵  11-压力容器

具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：

本发明测试岩心渗透率的方法是以大气压下的空气作为测量岩心渗透率的介质，从岩心夹持器进口中进大气压下的空气，从岩心夹持器出口进入一个已抽负压的压力容器，先用真空泵对压力容器和夹有岩心的夹持器抽真空，得到一个负压P₁，再从岩心夹持器进口进大气压下的空气，大气压下的空气通过岩心进入压力容器，压力容器的压力开始上升，用计算机采集记录随时间t变化的压力值，待到某一时间t时的压力值为P₂，根据记录的压力值P₁、P₂及它们之间变化所用的时间t，可用岩心渗透率的计算公式计算出岩心的渗透率。

在测量岩心渗透率时，首先将岩心夹持器1的夹持器5内装上胶筒3，胶筒内装上岩心2，安装上岩心夹持器的上复压力堵头和下复压力堵头，在上复压力堵头的进口安装一个电磁阀4，在下复压力堵头的出口安装一个压力容器11，在压容器上设有一个压力传感器9，压力容器通过真空泵上的电磁阀与真空泵10相连；环压源6通过电磁阀与夹持器体5内的胶筒***的环压腔相连，电磁阀和真空泵控制电路与采集控制模块7相连，压力传感器9与采集控制模块相连，采集控制模块与计算机8相连，通过计算机程序对本装置整体自动化控制，在测量岩心渗透率之前通过计算机程序关闭岩心夹持器进口处的电磁阀，打开环压源电磁阀，通过对胶筒施压密封岩心，打开真空泵的电磁阀，启动真空泵，对压力容器和岩心抽真空，当真空压力达到设定值P₁时，关闭真空泵和真空泵上的电磁阀，打开岩心夹持器进口处的电磁阀，大气压下的空气通过岩心进入压力容器，P1开始上升，待一定的时间压力容器内的压力由P₁升到P₂，由采集控制模块和计算机采集记录P₁变到P₂的积分变化值和积分变化时间t，计算机根据记录的P₁和P₂和时间t利用计算岩心渗透率的公式可把岩心的渗透率计算出来。

Claims (2)

1.一种测量岩心渗透率的方法，是以大气压下的空气作为测量岩心渗透率的介质，从岩心夹持器进口中进大气压下的空气，从岩心夹持器出口进入一个已抽负压的压力容器，先用真空泵对压力容器和夹有岩心的夹持器抽真空，得到一个负压P₁，再从岩心夹持器进口进大气压下的空气，大气压下的空气通过岩心进入压力容器，压力容器的压力开始上升，用计算机采集记录随时间t变化的压力值，待到某一时间t时的压力值为P₂，根据记录的压力值P₁、P₂及它们之间变化所用的时间t，可用下面公式计算出岩心的渗透率：

$K=\frac{\mathrm{\μL}{V}_0(\ln \frac{P_0+P_2}{P_0-P_2}-\ln \frac{P_0+P_1}{P_0-P_1})}{\mathrm{At}{P}_0}$

式中，K-渗透率1×10^-3μm²；

     μ-空气粘度mPas；

      L-岩心长度cm；；

     A-岩心截面积cm²；

     V₀-容器容积cm³；

     t-压力从P₁变化到P₂所用的时间s；

     P₀-岩心入口压力(大气压力)atm；

     P₁-容器抽真空后的初始压力值atm；

     P₂-容器内到时间t时的压力值atm。

在上式中除了P₁、P₂及t以外，其它参数均为已知；在实验过程中只要测出P₁、P₂和时间t，利用上面计算公式由计算机直接输出测试结果。

2.一种测量岩心渗透率的测量装置，包括岩心夹持器、环压源、压力容器、电磁阀、压力传感器、真空泵、采集控制模块和计算机，其特征在于在岩心夹持器进口安装一个电磁阀，在岩心夹持器出口安装一个压力容器，压力容器上设有一个压力传感器，压力容器通过电磁阀与真空泵相连，环压源通过电磁阀与岩心夹持器的胶筒外周空间相通，电磁阀和真空泵控制信号和压力传感器信号通过传输线与采集控制模块相联，采集控制模块与计算机相联；通过计算机程序自动控制本装置的运转程序，压力传感器所采集的压力变化信号和变化时间，通过计算渗透率公式，算出所测岩心的渗透率。

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