CN110320138A - 测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法 - Google Patents
测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110320138A CN110320138A CN201810279364.6A CN201810279364A CN110320138A CN 110320138 A CN110320138 A CN 110320138A CN 201810279364 A CN201810279364 A CN 201810279364A CN 110320138 A CN110320138 A CN 110320138A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- interface
- prepare liquid
- porous media
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005325 percolation Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 115
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 11
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 18
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 17
- 238000011161 development Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 241001515806 Stictis Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
- G01N15/0826—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明提供了一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法,该装置包括:高温高压岩心夹持器、双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置;其中,体积调节装置包括腔室及活塞,活塞一侧为有效腔室,活塞能够在腔室内移动,调节有效腔室的体积;其中,待测液经由有效腔室流入双向活塞泵,双向活塞泵使待测液流经高温高压岩心夹持器内的岩心样品;压力采集装置用于采集待测液所受的实时压力,压差采集装置的压力采集端设置于高温高压岩心夹持器的两侧,用于检测待测液流经岩心样品前后的压力差。该装置能够准确测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气勘探开发领域,更具体地,涉及一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法。
背景技术
在油气藏开发领域,流体饱和压力指地层条件下,当压力下降到使气体开始从液相中分离出来时的压力。对于油藏而言,饱和压力通常称为泡点压力,对于凝析气藏,饱和压力通常称为露点压力。饱和压力是流体物性发生变化的转折点,在饱和压力前后,流体的气油比、体积系数、压缩系数、粘度等都会发生明显变化,从而影响流体在多孔介质中的流动能力。另外饱和压力还是单相流动或多相流动的分界点,不考虑水的流动,低于饱和压力,会由油或气单相流动变为油气两相渗流,增加渗流阻力,所以饱和压力的确定是油气藏流体相态实验的重要测定内容。通常,油气藏烃类流体的饱和压力测定大多是在没有多孔介质的PVT筒中或通过PV关系实验获得的,有人认为多孔介质对相态的影响是可以忽略的。但严格意义上讲,渗流过程发生在地下多孔介质中,流体与储层介质间会发生相互作用。所以也有学者研究认为多孔介质的存在肯定会对多孔介质的相态产生影响。Terbni和Zadorasl的研究结果表明,有多孔介质存在时,凝析气的露点压力比常规PVT筒中测得的露点压力高l%-15%;Tindy和Ryanal用实验研究原油在多孔介质中的饱和压力时发现,有多孔介质比无介质时原油的饱和压力高百分之几。严格地讲,凝析油气体系相平衡过程和渗流过程发生在地下多孔介质中,流体与储层介质问会发生相互作用。由于储层颗粒细、孔隙小,使储层介质具有巨大的比面积,流体与储层介质间存在多种界面,界面现象极为突出。进而界面张力、吸附、润湿、毛细管压力等作用均会对流体在储层孔隙介质中的分布、渗流产生巨大影响。所以测定多孔介质中流体的饱和压力和由于发生相态变化对流体流动的影响对于油气藏开发具有重要意义。
目前有学者对流体在多孔介质中的饱和压力和相态特征的测定方法进行了研究。有研究者在实验室采用在常规PVT筒中填充微玻璃球、石英砂以及石英砂和粘土、高岭石混配多孔介质等方法,重点研究了多孔介质对烃类流体初始凝析压力、反凝析油量的影响以及气态单烃的吸附等问题。但本方法的缺点在于定性的结论多,定量化的结果少,其原因在于对饱和压力等关键参数测定的准确性不够。用于介质中凝析油气流体相态测试的新方法的研究与应用十分活跃,主要包括:微波技术、核磁共振技术、伽马射线技术、超声波测试技术和其它各种CT技术等。但这些方法都存在分辨率低、测试精度差,仪器设备昂贵,操作复杂等不足,所以均未得到推广应用。
从发展趋势看,有关多孔介质中流体相态特征研究的进一步发展方向是使研究条件更接近于油气藏地层条件,以使其能更好地为油气藏工程服务,同时寻求新的实验观察手段,把多孔介质与相态变化(饱和压力)及流体流动结合起来。
因此,有必要研发一种可以快速地对石油天然气等油气藏流体在岩石等多孔介质中的饱和压力等相态行为参数进行测定,并同时评价流体在多孔介质中的渗流能力的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法,该测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置可以快速地对石油天然气等油气藏流体在岩石等多孔介质中的饱和压力等相态行为参数进行测定,并同时评价流体在多孔介质中的渗流能力。能够精确测量多孔介质中流体的饱和压力,并评价出现饱和压力前后流体渗流能力,满足油气藏开发实验的要求,解决目前利用PVT筒测量饱和压力不能考虑多孔介质影响、其它测定方法准确性低和设备昂贵操作复杂的问题,以便为生产科研提供迅速可靠的实验数据,本装置体积小,操作简单,可以快速获得准确结果,并同时获得了流体渗流能力评价结果。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面提供了一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,该测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置包括:
高温高压岩心夹持器、双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置;
其中,所述体积调节装置包括腔室及活塞,所述活塞一侧为有效腔室,所述活塞能够在所述腔室内移动,调节有效腔室的体积;
其中,待测液经由有效腔室流入双向活塞泵,双向活塞泵使待测液流经高温高压岩心夹持器内的岩心样品;
所述压力采集装置用于采集待测液所受的实时压力,所述压差采集装置的压力采集端设置于所述高温高压岩心夹持器的两侧,用于检测待测液流经岩心样品前后的压力差。
优选地,还包括围压***,所述围压***连接于所述高温高压岩心夹持器,用于为所述高温高压岩心夹持器内的岩心样品施压。
优选地,所述双向活塞泵包括壳体、泵送活塞、伺服电机及螺杆,所述螺杆设置在所述壳体内,将所述壳体分为上腔室及下腔室,所述泵送活塞设置在所述螺杆上,所述伺服电机能够驱动所述活塞在所述螺杆上移动,所述高温高压岩心夹持器的两端通过上腔室管道连通于所述上腔室两侧。
优选地,还包括下腔室管道,所述下腔室管道连接于所述下腔室两侧,待测液经由所述下腔室管道流入所述双向活塞泵。
优选地,所述压力采集装置设置在所述下腔室管道上。
优选地,还包括待测液循环管道,所述待测液循环管道连通于所述上腔室管道及所述下腔室管道。
优选地,还包括自动换向阀组,所述自动换向阀组设置在所述待测液循环管道与所述上腔室管道的连接处。
优选地,所述自动换向阀组包括第一自动换向阀组及第二自动换向阀组;
其中,所述第一自动换向阀组及第二自动换向阀组分别设置于所述双向活塞泵两侧;
其中,所述第一自动换向阀组包括:V1接口、V2接口、V3接口、V4接口,所述V1接口及所述V2接口分别连通于高温高压岩心夹持器及双向活塞泵,所述V3接口及所述V4接口设置在所述待测液循环管道上;
其中,所述第二自动换向阀组包括:V5接口、V6接口、V7接口、V8接口,所述V5接口及所述V6接口分别连通于高温高压岩心夹持器及双向活塞泵,所述V7接口及所述V8接口设置在所述待测液循环管道上。
根据本发明的另一方面提供了一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的方法,该方法包括:通过高温高压岩心夹持器夹持待测岩心样;
对装置进行抽真空,而后将装置温度调整至实验温度;
经由体积调节装置向装置内注入待测液;
控制活塞移动,使待测液流经待测岩心样两侧,获取此时待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积;
基于待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积及达西定量计算获取流体渗透率;
改变体积调节装置的有效腔室的体积,进而调整待测液所受压力,获取待测液所受压力与效腔室体积的关系曲线及待测液所受压力与待测液流经待测岩心样前后压差的关系曲线;
当关系曲线出现拐点时的压力作为待测液体在多孔介质中流体饱和压力。
优选地,所述经由体积调节装置向装置内注入待测液;控制活塞移动,使待测液流经待测岩心样两侧包括:
待测液经由有效腔室及下腔室管道流入双向活塞泵的下腔室;
经由下腔室管道流入待测液循环管道;
而后经由第一自动换向阀组及第一自动换向阀组流入上腔室管道;
关闭V3接口、V4接口、V7接口、V8接口,开启V1接口、V2接口、V5接口、V6接口,控制泵送活塞移动,使待测液经由上腔室管道流经待测岩芯样两侧;
当泵送活塞移动至壳体一侧时,开启V3接口、V4接口、V7接口、V8接口,关闭V1接口、V2接口、V5接口、V6接口,将泵送活塞移动复位至壳体另一侧。
本发明的有益效果在于:通过双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置的设置,将多孔介质中流体饱和压力的测定与流体渗流能力评价结合起来,在油气藏温度压力条件和模拟开发过程中进行实验。利用流体在临界条件时发生性质突变,进行饱和压力的测量。在等温条件下,体系体积增大,压力降低,当压力下降到饱和压力时,液相中出现气相或者气相中出现液滴,此时流体的粘度会发生突变,此外由于出现了第二相态,在多孔介质中会产生附加阻力,此时岩心两端的压差会发生变化。通过调节体系的体积,使***体积发生连续变化,测定相应的压力,并同时测定岩心两端的压差,当两端压差出现突变时,此时的压力即为多孔介质中流体的饱和压力,通过记录此时的流量和压差,可以计算其渗流能力。本实验装置和方法装备简洁,操作简单,能够模拟油气藏温度压力条件和开发过程,并可利用油藏真实岩心样品和流体样品,能够满足油气藏工程的相关需求。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置示意性结构图。
附图标记说明
1、高温高压岩心夹持器;2、双向活塞泵;3、体积调节装置;4、围压***;5、压差采集装置;6、压力采集装置;7、三通;8、手动阀。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施方式1
根据本发明的一方面提供了一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,该装置包括:
高温高压岩心夹持器、双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置;
其中,体积调节装置包括腔室及活塞,活塞一侧为有效腔室,活塞能够在腔室内移动,调节有效腔室的体积;
其中,待测液经由有效腔室流入双向活塞泵,双向活塞泵使待测液流经高温高压岩心夹持器内的岩心样品;
压力采集装置用于采集待测液所受的实时压力,压差采集装置的压力采集端设置于高温高压岩心夹持器的两侧,用于检测待测液流经岩心样品前后的压力差。
该测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,通过高温高压岩心夹持器夹持待测岩心样;待测液经由体积调节装置的有效腔室后进入双向活塞泵,双向活塞泵使待测液流经待测岩心样两侧,压力采集装置获取待测液所受的实时压力,压差采集装置获取待测液流经待测岩心样时两端的压力差,而后改变体积调节装置的有效腔室的体积进而调节待测液所受的实时压力,获取待测液所受压力与效腔室体积的关系曲线及待测液所受压力与待测液流经待测岩心样前后压差的关系曲线;当关系曲线出现拐点时的压力作为待测液体在多孔介质中流体饱和压力。
通过体积调节装置的体积,使装置体积发生连续变化,测定相应的压力,并同时测定岩心两端的压差,当两端压差出现突变时,此时的压力即为多孔介质中流体的饱和压力,通过记录此时的流量和压差,可以计算其渗流能力。本实验装置和方法装备简洁,操作简单,能够模拟油气藏温度压力条件和开发过程,并可利用油藏真实岩心样品和流体样品,能够满足油气藏工程的相关需求。
下面详细说明根据本发明的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置的具体结构。
在一个示例中,还包括围压***,围压***连接于高温高压岩心夹持器,用于为高温高压岩心夹持器内的岩心样品施压。围压***用于给多孔介质样品施加围压,保证流体通过样品。
在一个示例中,双向活塞泵包括壳体、泵送活塞、伺服电机及螺杆,螺杆设置在壳体内,将壳体分为上腔室及下腔室,泵送活塞设置在螺杆上,伺服电机能够驱动活塞在螺杆上移动,高温高压岩心夹持器的两端通过上腔室管道连通于上腔室两侧。
更优选地,双向活塞泵还包括位体积指示杆及移传感器,体积指示杆设置于泵送活塞一端,移传感器设置在体积指示杆上。
具体地,双向活塞泵通过伺服电机控制活塞按照设定的速度前进或后退,伺服电机通过丝杠或螺杆与泵体中的泵送活塞连接,通过位移传感器确定活塞的位置,通过伺服电机的转速调节速度;活塞另一端接体积指示杆,体积指示杆带体积刻度或位移传感器。丝杠、螺杆及体积指示杆直径相同,通过动密封实现与泵体密封。位移传感器采集活塞位置数据,并通过数据采集与控制***控制伺服电机的运动方向。通过调节泵送活塞运动速度及运动方向进而泵送保证待测液在设定的压力下以不同的速度以相同的方向注入岩心。
在一个示例中,还包括下腔室管道,下腔室管道连接于下腔室两侧,待测液经由下腔室管道流入双向活塞泵。
在一个示例中,压力采集装置设置在下腔室管道上。
在一个示例中,还包括待测液循环管道,待测液循环管道连通于上腔室管道及下腔室管道。
在一个示例中,还包括自动换向阀组,自动换向阀组设置在待测液循环管道与上腔室管道的连接处。
具体地,通过向体积调节装置注入待测液,待测液经由待测液循环管道流入上腔室管道于下腔室管道。
具体地,通过双向活塞泵的设置,泵送活塞可以左右移动。关闭待测液循环管道与下腔室管道,泵送活塞向壳体左侧移动,能够使上腔室管道内待测液流经岩芯样;当泵送活塞运动至壳体左侧时,关闭上腔室管道,泵送活塞向右侧移动;当泵送活塞运动至壳体右侧后,再次控制泵送活塞向壳体左侧移动,能够确保待测在单一设定方向上流经待测岩芯样。
在一个示例中,自动换向阀组包括第一自动换向阀组及第二自动换向阀组;
其中,第一自动换向阀组及第二自动换向阀组分别设置于双向活塞泵两侧;
其中,第一自动换向阀组包括:V1接口、V2接口、V3接口、V4接口,V1接口及V2接口分别连通于高温高压岩心夹持器及双向活塞泵,V3接口及V4接口设置在待测液循环管道上;
其中,第二自动换向阀组包括:V5接口、V6接口、V7接口、V8接口,V5接口及V6接口分别连通于高温高压岩心夹持器及双向活塞泵,V7接口及V8接口设置在待测液循环管道上。
具体地,具体地,双向活塞泵泵缸有效体积小于10ml,通过更换不同厚度的双向活塞,以获得不同的双向活塞泵缸有效体积。双向活塞泵与自动换向阀同时改变方向,既保证流体通过岩心的流动方向不变,也保证没有压力脉冲产生。
更优选地,还包括加热及温控装置,加热及温控装置连接于高温高压岩心夹持器,用于保证***处于设定的温度条件。
更优选地,还包括数据采集及处理模块通信连接于高温高压岩心夹持器、压力采集装置及压差采集装置,用于采集和记录装置的速度数据、压力数据、压差数据、温度数据和体积数据。
在本发明中待测多孔样品孔隙体积、双向循环泵及管路的体积都是定值,只有体积调节装置的体积是可以精确调节并计量的。可以通过调整体积调节装置中活塞,实现***中体积的变化。将待测岩心样品和待测流体样品在高于饱和压力的条件下转入***,通过调整体积调节装置可以获得不同的体积和压力数据,记录岩心两端的压差。当体积逐渐变大,***中的压力不断变小,记录此时的压力、体积和压差数据,当出现饱和压力时,P-V关系曲线出现拐点,岩心两端的压差出现突变,此时的压力即为饱和压力,根据达西公式可同时计算此时的渗透率。
实施方式2
根据本发明的另一方面提供了一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置的测量方法,该方法包括:
通过高温高压岩心夹持器夹持待测岩心样;
对装置进行抽真空,而后将装置温度调整至实验温度;
经由体积调节装置向装置内注入待测液;
控制活塞移动,使待测液流经待测岩心样两侧,获取此时待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积;
基于待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积及达西定量计算获取流体渗透率;
改变体积调节装置的有效腔室的体积,进而调整待测液所受压力,获取待测液所受压力与效腔室体积的关系曲线及待测液所受压力与待测液流经待测岩心样前后压差的关系曲线;
当关系曲线出现拐点时的压力作为待测液体在多孔介质中流体饱和压力。
该方法将多孔介质中流体饱和压力的测定与流体渗流能力评价结合起来,在油气藏温度压力条件和模拟开发过程中进行实验。主要原理是利用流体在多孔介质中流体相态时发生变化时流体物性突变(比如流体的粘度)导致流体流动阻力发生变化,进行饱和压力的测量。可以快速地对石油天然气等油气藏流体在岩石等多孔介质中的饱和压力等相态行为参数进行测定,并同时评价流体在多孔介质中的渗流能力。其主要应用领域为石油天然气勘探开发领域。本实验装置和方法装备简洁,操作简单,能够模拟油气藏温度压力条件和开发过程,并可利用油藏真实岩心样品和流体样品,能够满足油气藏工程的相关需求。
下面详细说明根据本发明的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置的测量方法的具体步骤。
待测液经由有效腔室及下腔室管道流入双向活塞泵的下腔室;
经由下腔室管道流入待测液循环管道;
而后经由第一自动换向阀组及第一自动换向阀组流入上腔室管道;
关闭V3接口、V4接口、V7接口、V8接口,开启V1接口、V2接口、V5接口、V6接口,控制泵送活塞移动,使待测液经由上腔室管道流经待测岩芯样两侧;
当泵送活塞移动至壳体一侧时,开启V3接口、V4接口、V7接口、V8接口,关闭V1接口、V2接口、V5接口、V6接口,将泵送活塞移动复位至壳体另一侧。
该方法操作简单,能够模拟油气藏温度压力条件和开发过程,并可利用油藏真实岩心样品和流体样品,能够满足油气藏工程的相关需求。
实施例1
该测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置包括:高温高压岩心夹持器、双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置;
其中,体积调节装置包括腔室及活塞,活塞一侧为有效腔室,活塞能够在腔室内移动,调节有效腔室的体积;
其中,待测液经由有效腔室流入双向活塞泵,双向活塞泵使待测液流经高温高压岩心夹持器内的岩心样品;
压力采集装置用于采集待测液所受的实时压力,压差采集装置的压力采集端设置于高温高压岩心夹持器的两侧,用于检测待测液流经岩心样品前后的压力差。
使用时,通过高温高压岩心夹持器夹持待测岩心样;对装置进行抽真空,而后将装置温度调整至实验温度;经由体积调节装置向装置内注入待测液;控制活塞移动,使待测液流经待测岩心样两侧,获取此时待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积;基于待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积及达西定量计算获取流体渗透率;改变体积调节装置的有效腔室的体积,进而调整待测液所受压力,获取待测液所受压力与效腔室体积的关系曲线及待测液所受压力与待测液流经待测岩心样前后压差的关系曲线;当关系曲线出现拐点时的压力作为待测液体在多孔介质中流体饱和压力。
实施例2
图1示出了根据本发明的一个实施例的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置示意性结构图。
如图1所示,该测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置包括:
高温高压岩心夹持器1、双向活塞泵2、体积调节装置3、围压***4、压差采集装置5、压力采集装置6、三通7、手动阀8。
将流程各部分连接组装好,岩心夹持器中岩心样品用已经标定体积的标准岩心块代替测试样品,通过围压***4施加围压,将体积调节***的活塞移动到最左端,使之体积处于最小。
将标准岩心块更换成待测岩心样品,待测岩心样品的孔隙度和渗透率可通过实验测取获得。
所有阀门处于打开状态,通过阀门8进行***抽真空。真空完成后关闭阀门8。将***升温至实验温度,将阀门8与待测液供给***连接,排出管线中的空气,并将压力升至实验压力,进行稳定保证转样***没有压力或流速波动。
打开阀门8,待测液经由三通7流入下腔室管道,经由下腔室管道流入待测液循环管道及上腔室管道,确保待测液样品在实验压力或高于实验压力条件下转入实验流程,当转样压力与***压力平衡后,稳定0.5小时以上。关闭阀门8。
开启自动阀门,关闭,设定双向活塞泵速度v0,启动,进行循环平衡,当双向活塞泵运动到泵缸一端时,自动换向阀组同步进行切换,V3、V4、V7、V8、V9开启,V1、V2、V6、V5关闭,直到压差采集装置5和压力采集装置6显示的压力和压差数据稳定,此时流体处于平衡状态,记录此时的压力P1、压差△P1、流速Q1、体积VOL1,可以利用达西定量计算此时的流体渗透率K1。
调节体积调节装置,使其泵缸向右移动,使***体积增加△V1,此时***体积增加,压力下降,记录此时的压力P2、压差△P2、流速Q1、体积VOL2=(VOL1+△V1),可以利用达西定量计算此时的流体渗透率K2。
调节体积调节装置,使其泵缸向右移动,使***体积增加△Vi,此时***体积增加,压力下降,记录此时的压力Pi、压差△Pi、流速Q1、体积VOLi=(VOL1+△Vi),可以利用达西定量计算此时的流体渗透率Ki。
重复上述步骤,直到***膨胀到最大。
做压力—体积关系曲线和压力—△Pi关系曲线,出现拐点时的压力即为饱和压力。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,该装置包括:高温高压岩心夹持器、双向活塞泵、体积调节装置、压力采集装置及压差采集装置;
其中,所述体积调节装置包括腔室及活塞,所述活塞一侧为有效腔室,所述活塞能够在所述腔室内移动,调节有效腔室的体积;
其中,待测液经由有效腔室流入双向活塞泵,双向活塞泵使待测液流经高温高压岩心夹持器内的岩心样品;
所述压力采集装置用于采集待测液所受的实时压力,所述压差采集装置的压力采集端设置于所述高温高压岩心夹持器的两侧,用于检测待测液流经岩心样品前后的压力差。
2.根据权利要求1所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,还包括围压***,所述围压***连接于所述高温高压岩心夹持器,用于为所述高温高压岩心夹持器内的岩心样品施压。
3.根据权利要求1所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,所述双向活塞泵包括壳体、泵送活塞、伺服电机及螺杆,所述螺杆设置在所述壳体内,将所述壳体分为上腔室及下腔室,所述泵送活塞设置在所述螺杆上,所述伺服电机能够驱动所述活塞在所述螺杆上移动,所述高温高压岩心夹持器的两端通过上腔室管道连通于所述上腔室两侧。
4.根据权利要求3所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,还包括下腔室管道,所述下腔室管道连接于所述下腔室两侧,待测液经由所述下腔室管道流入所述双向活塞泵。
5.根据权利要求4所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,所述压力采集装置设置在所述下腔室管道上。
6.根据权利要求5所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,还包括待测液循环管道,所述待测液循环管道连通于所述上腔室管道及所述下腔室管道。
7.根据权利要求6所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,还包括自动换向阀组,所述自动换向阀组设置在所述待测液循环管道与所述上腔室管道的连接处。
8.根据权利要求7所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置,其特征在于,所述自动换向阀组包括第一自动换向阀组及第二自动换向阀组;
其中,所述第一自动换向阀组及第二自动换向阀组分别设置于所述双向活塞泵两侧;
其中,所述第一自动换向阀组包括:V1接口、V2接口、V3接口、V4接口,所述V1接口及所述V2接口分别连通于高温高压岩心夹持器及双向活塞泵,所述V3接口及所述V4接口设置在所述待测液循环管道上;
其中,所述第二自动换向阀组包括:V5接口、V6接口、V7接口、V8接口,所述V5接口及所述V6接口分别连通于高温高压岩心夹持器及双向活塞泵,所述V7接口及所述V8接口设置在所述待测液循环管道上。
9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述的测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置的测量方法,其特征在于,该方法包括:
通过高温高压岩心夹持器夹持待测岩心样;
对装置进行抽真空,而后将装置温度调整至实验温度;
经由体积调节装置向装置内注入待测液;
控制活塞移动,使待测液流经待测岩心样两侧,获取此时待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积;
基于待测液所受压力、待测液流经待测岩心样前后的压差、待测液流速及有效腔室的体积及达西定量计算获取流体渗透率;
改变体积调节装置的有效腔室的体积,进而调整待测液所受压力,获取待测液所受压力与效腔室体积的关系曲线及待测液所受压力与待测液流经待测岩心样前后压差的关系曲线;
当关系曲线出现拐点时的压力作为待测液体在多孔介质中流体饱和压力。
10.一种根据权利要求9所述的测量方法,其特征在于,所述经由体积调节装置向装置内注入待测液;控制活塞移动,使待测液流经待测岩心样两侧包括:
待测液经由有效腔室及下腔室管道流入双向活塞泵的下腔室;
经由下腔室管道流入待测液循环管道;
而后经由第一自动换向阀组及第一自动换向阀组流入上腔室管道;
关闭V3接口、V4接口、V7接口、V8接口,开启V1接口、V2接口、V5接口、V6接口,控制泵送活塞移动,使待测液经由上腔室管道流经待测岩芯样两侧;
当泵送活塞移动至壳体一侧时,开启V3接口、V4接口、V7接口、V8接口,关闭V1接口、V2接口、V5接口、V6接口,将泵送活塞移动复位至壳体另一侧。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810279364.6A CN110320138B (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810279364.6A CN110320138B (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110320138A true CN110320138A (zh) | 2019-10-11 |
CN110320138B CN110320138B (zh) | 2021-12-24 |
Family
ID=68112014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810279364.6A Active CN110320138B (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 测量多孔介质中流体饱和压力和渗流能力的装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110320138B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5635631A (en) * | 1992-06-19 | 1997-06-03 | Western Atlas International, Inc. | Determining fluid properties from pressure, volume and temperature measurements made by electric wireline formation testing tools |
US20060070426A1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for acquiring physical properties of fluid samples at high temperatures and pressures |
CN1826455A (zh) * | 2003-06-20 | 2006-08-30 | 贝克休斯公司 | 改进的泡点压力井下pv测试 |
CN102877834A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下泡点压力快速测试器和井下泡点压力测试方法 |
CN104145080A (zh) * | 2012-02-24 | 2014-11-12 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 确定流体特性的***和方法 |
CN104237099A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 中国石油大学 | 测定致密岩心径向渗透率的装置及方法 |
CN105804726A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种泡点压力测试装置及方法 |
CN106248545A (zh) * | 2015-06-04 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 储层条件下致密岩石的液体渗透率的测定装置及方法 |
CN107101773A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 泡点压力值和拟泡点压力值的测试方法、及测试装置 |
-
2018
- 2018-03-30 CN CN201810279364.6A patent/CN110320138B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5635631A (en) * | 1992-06-19 | 1997-06-03 | Western Atlas International, Inc. | Determining fluid properties from pressure, volume and temperature measurements made by electric wireline formation testing tools |
CN1826455A (zh) * | 2003-06-20 | 2006-08-30 | 贝克休斯公司 | 改进的泡点压力井下pv测试 |
US20060070426A1 (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for acquiring physical properties of fluid samples at high temperatures and pressures |
CN104145080A (zh) * | 2012-02-24 | 2014-11-12 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 确定流体特性的***和方法 |
CN102877834A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下泡点压力快速测试器和井下泡点压力测试方法 |
CN104237099A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 中国石油大学 | 测定致密岩心径向渗透率的装置及方法 |
CN106248545A (zh) * | 2015-06-04 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 储层条件下致密岩石的液体渗透率的测定装置及方法 |
CN105804726A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种泡点压力测试装置及方法 |
CN107101773A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 泡点压力值和拟泡点压力值的测试方法、及测试装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
唐蜜等: "多孔介质对原油泡点影响的实验研究", 《重庆科技深学院学报(自然科学版)》 * |
童敏等: "毛细管压力对凝析气相态的影响", 《石油钻采工艺》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110320138B (zh) | 2021-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108896599B (zh) | 一种测试气水相对渗透率曲线的***及方法 | |
CN106884635B (zh) | 一种低、特低渗透油藏co2驱最小混相压力的测定方法 | |
CN110296921B (zh) | 储层条件下稳态法页岩气体渗透率的测试装置及测试方法 | |
Corey | Measurement of water and air permeability in unsaturated soil | |
CN103510944B (zh) | 一种高温高压封堵/防吐模拟评价装置及其评价方法 | |
CN111257202A (zh) | 一种含吸附气条件下页岩压裂液强制渗吸及返排实验方法 | |
CN207379891U (zh) | 裂缝性页岩气水两相流动裂缝导流能力评价装置 | |
CN109001438A (zh) | 一种封缝堵气实验模拟装置及测试方法 | |
CN105203705B (zh) | 一种重质组分沉积造成储层伤害的测试方法 | |
CN104316449A (zh) | 一种用于测定火山岩气、水相对渗透率的实验方法及实验装置 | |
CN104359819A (zh) | 低渗致密岩心气水相对渗透率测定装置及测定方法 | |
CN106872328A (zh) | 一种低渗透岩心孔隙度和渗透率的测试装置及测试方法 | |
CN108051643A (zh) | 多功能长岩心径向多对点动态监测驱替*** | |
CN106814011A (zh) | 一种测定泡沫在多孔介质中生成界限的装置及方法 | |
CN102706786A (zh) | 一种动态泥页岩孔隙压力传递实验装置 | |
CN114136861B (zh) | 一种储气库近井地带干化盐析效应实验***及评价方法 | |
CN113866069B (zh) | 一种页岩岩心渗透率实验装置和方法 | |
CN106706492A (zh) | 一种研究多孔介质全区域渗流机制的渗透装置 | |
CN206497006U (zh) | 一种基于ct扫描的油‑盐水接触角测量*** | |
CN107014698A (zh) | 一种岩石高温压缩系数和渗透率的测量装置及测量方法 | |
CN106840790A (zh) | 基于长细管胶结模型测试co2 ‑原油mmp的方法及*** | |
CN202735216U (zh) | 一种钻井液半透膜评价设备 | |
CN111595731B (zh) | 一种驱油用非均相粘弹性颗粒溶液阻力系数测试***及测试方法 | |
CN104832168A (zh) | 地层流动性模拟装置 | |
CN112378812A (zh) | 一种吸附型页岩气解吸速率测定实验装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |