CN106324214A - 大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置 - Google Patents

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刘兵开
张晋言
毛克宇
于宁宁
马志娟
赵昕
吴健
甘露
王文丽
于慧卿
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Abstract

本发明提供一种实现大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度的大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置。包括上堵头、上压帽、夹持器筒体、岩心室、半渗隔板、压力平衡胶垫、下堵头和压力平衡管线。本发明具有结构简单，易于操作和使用；整个装置采用高强度金属材料，耐压效果好；岩心室放置岩心，半渗隔板和筛网，筛网作用为确保半渗隔板下端压力分布均匀，保护隔板。实现了大直径岩样束缚水饱和度的测量，结果稳定准确。为大直径岩心岩石物理实验研究和岩石物理参数的确定奠定了基础。

Description

大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置
技术领域
本发明属于岩石物理实验测量装置中的大直径岩心（隔板法）毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置。
背景技术：
随着油气勘探的深入和勘探技术的进步，非均质性储层已成为油气勘探的目的层位，基于该类储层岩性、物性、孔隙结构、非均质性等的特殊地球物理性质，大直径岩心岩石物理实验分析技术的研究与开展成为必然。毛管压力曲线及束缚水饱和度是研究储层物性、孔隙结构特征的重要参数。然而适用于小直径岩心毛管压力曲线、束缚水饱和度的测量，对大直径岩心由于岩样尺寸问题就不适用了。因此，为解决大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度的实验测量，有必要研制适用于大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置。
国内关于大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置的专利还未见报道。与之相似的发明专利是“一种储层岩心中约束束缚水饱和度的测定装置及方法”，专利公开号CN103278418A。该发明提供了一种储层岩心中约束束缚水饱和度的测定装置，适用小直径（2.5cm）岩心，采用高压氮气驱替，恒温箱控温，耐压70MPa，耐温150℃，但是该发明装置，不适用于大直径岩心，不能提供毛管压力曲线数据。另外，专利公开号分别为CN102519831A、CN202583323U和CNIO2621034A的发明专利“半透隔板岩心毛管压力电阻率测量装置”、“ 一种用于半渗透隔板法毛管压力电阻率联测的夹持器”和“高温高压条件下油藏毛管压力曲线测定仪”，三者均能测量毛管压力曲线，但是前两者主要以电阻率测量为主，因为要测量电阻率，设计复杂；后一种适用于测量储层条件下毛管压力曲线，设计也较为复杂；并且三种装置均适用于小直径（2.5cm）岩心，对大直径岩心无能为力。
发明内容：
本发明的目的是为解决以上技术问题，提供一种实现大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度的大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置。
大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置技术方案是：包括上堵头、上压帽、夹持器筒体、岩心室、半渗隔板、压力平衡胶垫、下堵头和压力平衡管线；其中，上堵头为T形结构，其凸出部分轴向设有加压通孔，其圆柱体部分与夹持器筒体密封插接配合，上压帽通过螺纹与夹持器筒体外部连接后将上堵头固定在夹持器筒体上端部，下堵头通过外螺纹与夹持器筒体密封连接，并在其轴向对合部预制台阶，半渗隔板、压力平衡胶垫被夹持固定在下堵头与夹持器筒体的台阶处，下堵头设有出液口通孔和压力平衡通孔，压力平衡管线连接在上堵头的加压通孔和下堵头的压力平衡通孔之间，出液口接计量接收装置，岩心室放置夹持器筒体内的半渗隔板和压力平衡胶垫上面。
上述方案进一步包括：下堵头的出液口通孔设在下堵头的轴心处，并沿通孔的周边设有环形凹槽。
上堵头、下堵头与夹持器筒体结合部设有高压密封圈。
整个测量装置采用高强度金属材料，耐压效果好，通过上堵头、上压帽、下堵头和密封圈进行密封。半渗隔板采用特制尼龙材料，确保驱替过程只通过润湿相。
驱替过程中上、下端堵头同时连接压力相等的气源气体，确保半渗隔板两端压力平衡，以保护半渗隔板。
本发明的测量装置，具有结构简单，易于操作和使用；整个装置采用高强度金属材料，耐压效果好；岩心室放置岩心，半渗隔板和筛网，筛网作用为确保半渗隔板下端压力分布均匀，保护隔板。实现了大直径岩样束缚水饱和度的测量，结果稳定准确。为大直径岩心岩石物理实验研究和岩石物理参数的确定奠定了基础。
附图说明
图1为大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置结构图。
图中，1上堵头， 2上压帽，3密封圈，4夹持器筒体，5岩心室，6密封圈，7半渗隔板，8压力平衡胶垫，9下堵头，10，出液口，11压力平衡管线。
具体实施方式
参照附图1，大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置包括上堵头1、上压帽2、夹持器筒体4、岩心室5、半渗隔板7、压力平衡胶垫8、下堵头9和压力平衡管线11。
其中，上堵头1为T形结构，其凸出部分轴向设有加压通孔，其圆柱体部分与夹持器筒体密封插接配合，上压帽2通过螺纹与夹持器筒体4外部连接后将上堵头1固定在夹持器筒体4上端部，下堵头9通过外螺纹与夹持器筒体4密封连接，并在其轴向对合部预制台阶，半渗隔板7、压力平衡胶垫8被夹持固定在下堵头9与夹持器筒体4的台阶处，下堵头9设有出液口通孔和压力平衡通孔，压力平衡管线11连接在上堵头1的加压通孔和下堵头9的压力平衡通孔之间，出液口10接计量接收装置，岩心室5放置夹持器筒体内的半渗隔板7和压力平衡胶垫8上面。
下堵头9的出液口通孔设在下堵头9的轴心处，并沿通孔的周边设有环形凹槽，凹槽优选球面凹槽。
为了提高密封性，在上堵头1、下堵头9与夹持器筒体4结合部设有高压密封圈3和6。
本装置实现直径≤9.0cm岩样的束缚水饱和度测量，驱替压力最高可达10MPa。
使用时，将岩心装入岩心室2，打开气源控制***，设定驱替压力阶梯，驱替岩样中可动水，实现大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度的测量。

Claims (3)

1.大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置，包括夹持器筒体和连接在夹持器筒体两端的上堵头、下堵头，以及置于夹持器筒体内的岩心室，其特征是：还包括上压帽、半渗隔板、压力平衡胶垫和压力平衡管线；其中，上堵头为T形结构，其凸出部分轴向设有加压通孔，其圆柱体部分与夹持器筒体密封插接配合，上压帽通过螺纹与夹持器筒体外部连接后将上堵头固定在夹持器筒体上端部，下堵头通过外螺纹与夹持器筒体密封连接，并在其轴向对合部预制台阶，半渗隔板、压力平衡胶垫被夹持固定在下堵头与夹持器筒体的台阶处，下堵头设有出液口通孔和压力平衡通孔，压力平衡管线连接在上堵头的加压通孔和下堵头的压力平衡通孔之间，出液口接计量接收装置，岩心室放置夹持器筒体内的半渗隔板和压力平衡胶垫上面。
2. 根据权利要求1所述的大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置，其特征是：下堵头的出液口通孔设在下堵头的轴心处，并沿通孔的周边设有环形凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的大直径岩心毛管压力曲线及束缚水饱和度测量装置，其特征是：上堵头、下堵头与夹持器筒体结合部设有高压密封圈。
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