CN205352904U - 一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，主要包括高纯氮气瓶、气瓶压力控制阀、多量程压差表、气体增压泵、单缸泵、普通压差表、环压泵、活塞容器、岩心夹持器、恒温箱、回压容器、计量管等。岩心夹持器左边与活塞容器连接，右边与回压容器连接，通过回压容器缓冲稳压保持岩心两端压差稳定，真实模拟地层压力下降过程，运用多量程压差表提高压力测试调节精度；活塞容器与岩心夹持器均置于恒温箱，通过空气浴加热真实模拟地层温度；其中环压泵与岩心夹持器相连，真实模拟岩心所受的地层围压；该实验装置操作简单方便，能够准确、高效地测定在高温高压条件下的岩石应力敏感性，为储层岩石的基本参数测定提供技术支持。

Description

一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置

技术领域

本实用新型涉及的是油气田开发领域的用于评价储层岩石应力敏感性的测试装置，具体涉及是通过该装置可模拟地层压力变化下的储层岩石渗透率，进而为储层应力敏感性评价提供数据依据，从而指导油气藏的实际开发生产。

背景技术

岩石应力敏感性是指储层随着油气的采出，地层压力下降，在上覆岩石压力作用下，储层所受有效应力增加，从而发生弹性或塑性变形，使得储层物性发生变化的现象，通常指渗透率应力敏感性。由于储层渗透率直接决定了油气田的开发生产状况，因此应力敏感性的研究就非常具有必要性。

目前行业内研究储层应力敏感性主要采用室内岩心实验方法，保持围压恒定(模拟真实岩石的上覆岩石压力)，改变内压(模拟真实地层压力)测定相应的渗透率。但是现在已有的实验装置在改变内压的实际操作中，具有很大误差并且压力不易控制，达不到真实模拟地层压力的效果，而且不能满足高温高压地层环境的要求。因此本发明对应力敏感性测试装置进行了内压调节改进，取代了超高压手动液压泵的回压调节，提高了测试调节精度并保持内压稳定，而且在原有基础上设计恒温装置，为应力敏感性实验的测定提供技术支持。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高温高压条件下，采用定围压变内压方法，进行岩石应力敏感性测试的实验装置。该实验装置能够方便、准确、高效地测定在高温高压条件下的岩石应力敏感性，解决了现有应力敏感性测试装置内压调节控制不灵敏的问题，为模拟地层真实压力变化，定围压(上覆岩石压力)变内压(地层压力)的方案合理可操控，提供良好解决途径。

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置。一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于，该实验装置包括高纯氮气瓶一、高纯氮气瓶二、气瓶压力控制阀一、气瓶压力控制阀二、多量程压差表一、氮气源控制阀、气体增压泵、高压压差表、高压调节阀、气体控制阀、双缸泵、单向出气阀、回压阀、放空阀、单缸泵、普通压差表、环压跟踪泵、高压压差表、活塞容器一、活塞容器二、岩心夹持器、环压泄压阀、恒温箱、回压容器控制阀一、回压容器控制阀二、回压容器一、回压容器二、多量程压差表二、气瓶单向控制阀、回压阀、计量管，所述高纯氮气瓶通过管线与气体增压泵连接，所述高纯氮气瓶与气体增压泵之间连接有气瓶压力控制阀一、多量程压差表一、氮气源控制阀、高压压差表、高压调节阀、气体控制阀；所述高纯氮气瓶二分别与回压容器一、回压容器二、气瓶单向控制阀连接，所述高纯氮气瓶二上还连接有气瓶压力控制阀一、多量程压差表二；所述双缸泵、单缸泵通过管线分别与活塞容器一、活塞容器二相连，所述双缸泵上连接单向出气阀；所述岩心夹持器左边与活塞容器一、活塞容器二连接，右边分别与回压容器一、回压容器二、气瓶单向控制阀连接，活塞容器与回压容器都起着稳定缓冲压力的作用；所述回压容器一、回压容器二上均设置有控制阀，所述活塞容器一、活塞容器二与岩心夹持器均置于恒温箱中，通过空气浴加热真实模拟地层温度；所述环压跟踪泵通过管线与岩心夹持器连接，真实模拟岩心所受的地层围压。

上述测试装置中，所述双缸泵内具有增压液体，增压液体是蒸馏水，并设有恒流增压和恒压增压两种模式可供选择，可通过设定恒压增压的方式，相比一般的泵来说，双缸泵能够自由切换两个泵中的任何一个泵，当其中一个泵内液体耗完，则可以切换到另一个泵并及时给没液体的泵充液，使在连接活塞容器后能够给岩心夹持器中的岩心提供稳定的压差。

所述活塞容器一、活塞容器二、回压容器一、回压容器二，将上堵头和上压帽密封后，可以从管线上端向里面充入一定压力的气体，该压力在持续运转的双缸泵作用下可以储存气体持续给岩心提供稳定压力，该容器选用哈氏合金材质，可耐腐蚀，最高耐压100MPa。

所述恒温箱，可进行空气浴加热，温度范围为0～150℃，温度精度±0.1℃，使用电热管加热，且可根据温度需要选用不同的电热管进行加热，采取热风对流循环使热量在恒温箱中充分散发到箱中各处，温度传感器置于顶部可直接读取温度值。

所述多量程压差表，内置有两圈压力量程，其中内圈是精细压力表量程0～10MPa，精度0.1MPa，外侧是高压表量程10～30MPa，精度1MPa，既可以精细调节压力，测量微小波动的压力值，也可以显示高压压力值，防止压力过高充坏压力表，大大地方便了压力的合理调节控制。

所述环压跟踪泵可自动跟踪驱替压力并保持一个固定差值，防止环压小于驱替压力导致驱替液在夹持器中窜出到环压腔内；或者环压过大，胶皮套内压压坏岩样。在加环压时，先打开环压泄压阀排除泵内空气，直至环压泄压阀开始出水再关闭即可。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用恒温箱，通过电热管空气浴加热，热风对流循环，真实模拟地层温度，通过双缸泵、环压跟踪泵、活塞容器和回压容器真实模拟地层岩石压力状况，还运用多量程压差表精细量程和高压量程的功能，清楚合理控制驱替压差，真实模拟地层压差的变化。使得测试的环境更加接近真实地层环境，实现高温高压下定围压变内压岩石应力敏感性测试的准确测定。

附图说明

图1本实用新型定围压变内压岩石应力敏感性测试装置的结构示意图。

主要组件符号说明：

1-高纯氮气瓶一、2-气瓶压力控制阀一、3-多量程压差表一、4-氮气源控制阀、5-气体增压泵、6-高压压差表、7-高压调节阀、8-气体控制阀、9-双缸泵、10-单向出气阀、11-回压阀、12-放空阀、13-单缸泵、14-普通压差表、15-环压跟踪泵、16-高压压差表、17-活塞容器一、18-活塞容器二、19-岩心夹持器、20-环压泄压阀、21-恒温箱、22回压容器控制阀一、23-回压容器控制阀二、24-回压容器一、25-回压容器二、26-高纯氮气瓶二、27-气瓶压力控制阀二、28-多量程压差表二、29-气瓶单向控制阀、30-回压阀、31-计量管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，该实验装置包括高纯氮气瓶一1、高纯氮气瓶二26、气瓶压力控制阀一2、气瓶压力控制阀二27、多量程压差表一3、氮气源控制阀4、气体增压泵5、高压压差表6、高压调节阀7、气体控制阀8、双缸泵9、单向出气阀10、回压阀11、放空阀12、单缸泵13、普通压差表14、环压跟踪泵15、高压压差表16、活塞容器一17、活塞容器二18、岩心夹持器19、环压泄压阀20、恒温箱21、回压容器控制阀一22、回压容器控制阀二23、回压容器一24、回压容器二25、多量程压差表二28、气瓶单向控制阀29、回压阀30、计量管31，所述高纯氮气瓶1通过管线与气体增压泵5连接，所述高纯氮气瓶1与气体增压泵5之间连接有气瓶压力控制阀一2、多量程压差表一3、氮气源控制阀4、高压压差表6、高压调节阀7、气体控制阀8；所述高纯氮气瓶二26分别与回压容器一24、回压容器二25、气瓶单向控制阀29连接，所述高纯氮气瓶二26上还连接有气瓶压力控制阀二27、多量程压差表二28；所述双缸泵9、单缸泵13通过管线分别与活塞容器一17、活塞容器二18相连，所述双缸泵9上连接单向出气阀10；所述岩心夹持器19左边与活塞容器一17、活塞容器二18连接，右边分别与回压容器一24、回压容器二25、气瓶单向控制阀29连接，所述回压容器一24、回压容器二25上均设置有控制阀，活塞容器与回压容器都起着稳定缓冲压力的作用；其中活塞容器一17、活塞容器二18与岩心夹持器19均置于恒温箱21中，通过空气浴加热真实模拟地层温度；所述环压跟踪泵15通过管线与岩心夹持器19连接，真实模拟岩心所受的地层围压。

本实用新型在进行岩石应力敏感性实验时，主要包括以下步骤：

(1)准备工作：在岩样测试之前，测量岩心直径等基本参数，并将准备的岩心装填进岩心夹持器19中，连接好管线，检查各部件的密封性。

(2)打开环压跟踪泵15，岩心起始围压设定为5MPa，打开环压泄压阀20，排除岩心夹持器里面的空气，并拧紧。

(3)调节环压跟踪泵15，设定该环压跟踪泵压力为真实地层围压。

(4)模拟地层温度，打开恒温装置21，设定恒温箱温度120℃。

(5)打开高纯氮气瓶一1，打开双缸泵9，双缸泵设定为恒压增压模式，并且压力值设定为原始地层压力。

(6)打开单向出气阀10和回压阀11，给活塞容器一17和活塞容器二18进行充气加压。

(7)待压力稳定后，开始打开高纯氮气瓶二26，调节气瓶压力控制阀二27，给回压容器一24和回压容器二25充气，使岩心两端压差保持一定。

(8)模拟地层压力的下降过程，调节气瓶压力控制阀二27，以每次下降5MPa来模拟真实内压下降过程，使岩心两端压差逐渐加大。

(9)打开回压阀30，通过计量管31计量皂泡单位时间流过的流量，不同温度、压差条件下计量5次。

(10)重复步骤(7)和步骤(8)，调节恒温箱温度到不同温度，每次下降20℃直到常温为止，并分别用计量管测定该温度，岩心两端一定压差下计量管31中皂泡单位时间流过的流量。

(11)实验结束，关闭高纯氮气瓶一1和高纯氮气瓶二26，关闭恒温箱21，卸掉环压跟踪泵内压力，并打开放空阀12放掉管线中气体。

Claims (6)

1.一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于，该装置包括高纯氮气瓶一(1)、高纯氮气瓶二(26)、气瓶压力控制阀一(2)、气瓶压力控制阀二(27)、多量程压差表一(3)、氮气源控制阀(4)、气体增压泵(5)、高压压差表(6)、高压调节阀(7)、气体控制阀(8)、双缸泵(9)、单向出气阀(10)、回压阀(11)、放空阀(12)、单缸泵(13)、普通压差表(14)、环压跟踪泵(15)、高压压差表(16)、活塞容器一(17)、活塞容器二(18)、岩心夹持器(19)、环压泄压阀(20)、恒温箱(21)、回压容器控制阀一(22)、回压容器控制阀二(23)、回压容器一(24)、回压容器二(25)、多量程压差表二(28)、气瓶单向控制阀(29)、回压阀(30)、计量管(31)，所述高纯氮气瓶一(1)通过管线与气体增压泵(5)连接，所述高纯氮气瓶一(1)与气体增压泵(5)之间连接有气瓶压力控制阀一(2)、多量程压差表一(3)、氮气源控制阀(4)、高压压差表(6)、高压调节阀(7)、气体控制阀(8)；所述高纯氮气瓶二(26)分别与回压容器一(24)、回压容器二(25)、气瓶单向控制阀(29)连接，所述高纯氮气瓶二(26)上还连接有气瓶压力控制阀二(27)、多量程压差表二(28)；所述双缸泵(9)、单缸泵(13)通过管线分别与活塞容器一(17)、活塞容器二(18)相连，所述双缸泵(9)上连接单向出气阀(10)；所述岩心夹持器(19)左边与活塞容器一(17)、活塞容器二(18)连接，右边分别与回压容器一(24)、回压容器二(25)、气瓶单向控制阀(29)连接，所述回压容器一(24)、回压容器二(25)上均设置有控制阀，所述活塞容器一(17)、活塞容器二(18)与岩心夹持器(19)均置于恒温箱(21)中，所述环压跟踪泵(15)通过管线与岩心夹持器(19)连接。

2.根据权利要求1所述一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于：所述双缸泵(9)内具有增压液体，增压液体是蒸馏水，并设有恒流增压和恒压增压两种模式可供选择，通过设定恒压增压的方式，连接活塞容器给岩心夹持器中的岩心提供稳定的压差。

3.根据权利要求1所述一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于：所述活塞容器一(17)、活塞容器二(18)、回压容器一(24)、回压容器二(25)内可充入一定压力的气体，再密封住上堵头和上压帽，储存气体持续给岩心提供稳定压力，所述活塞容器一(17)、活塞容器二(18)、回压容器一(24)、回压容器二(25)为哈氏合金材质，耐腐蚀，最高耐压100MPa。

4.根据权利要求1所述一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于：所述恒温箱(21)可进行空气浴加热，温度范围为室温～150℃，温度精度±0.1℃。

5.根据权利要求1所述一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于：所述多量程压差表一(3)、多量程压差表二(28)，内置有两圈压力量程，其中内圈是精细压力表量程0～10MPa，精度0.1MPa，外侧是高压表量程10～30MPa，精度1MPa。

6.根据权利要求1所述一种定围压变内压岩石应力敏感性测试装置，其特征在于：所述环压跟踪泵(15)可自动跟踪驱替压力并保持一个固定差值，加环压时先打开环压泄压阀排除泵内空气，直至环压泄压阀开始出水再关闭。