低滲透巖心時域動態CT掃描滲吸實驗裝置的制作方法

文檔序號:11051645
低滲透巖心時域動態CT掃描滲吸實驗裝置的制造方法

本實用新型涉及一種低滲透巖心時域動態CT掃描的專用滲吸實驗裝置,屬于低滲透油藏滲吸驅油研究領域。



背景技術:

隨著科學的發展,CT掃描技術已逐漸應用于石油工程低滲透油藏研究領域,隨著CT掃描設備精度的不斷提高,使得CT掃描低滲-特低滲巖心,提取內部三維空間微納米孔喉信息成為可能。

低滲透油藏孔喉細小,毛細管作用力強,在水驅開發過程中,裂縫-基質間的滲吸作用是其重要的采油機理。利用CT掃描技術真實還原水驅過程中低滲巖心滲吸規律,描述剩余油微觀賦存狀態是剩余油挖潛的重要依據。

因此,有必要探索一種能夠保持巖心位置穩定且可操作性強的高精度CT掃描滲吸實驗裝置與實驗方法,揭示低滲砂巖滲吸過程中剩余油微觀賦存狀態變化,為深入研究低滲透油藏水驅開發過程中的基質滲吸動態規律提供重要科學依據。



技術實現要素:

基于上述技術問題,本實用新型提供一種低滲透巖心時域動態CT掃描滲吸實驗裝置。

本實用新型所采用的技術解決方案是:

一種低滲透巖心時域動態CT掃描滲吸實驗裝置,包括CT掃描滲吸巖心模擬系統、巖心預處理供液系統、巖心預處理真空系統和CT掃描儀;所述CT掃描滲吸巖心模擬系統包括CT掃描巖心室和用于支撐CT掃描巖心室的巖心室支架,CT掃描巖心室包括巖心室外殼,在巖心室外殼內放置柱狀巖心,在巖心室外殼的兩端分別設置有用于柱狀巖心軸向固定的第一端面固定頂針和第二端面固定頂針,在巖心室外殼的兩側分別設置有用于柱狀巖心徑向固定的第一徑向固定塊和第二徑向固定塊;所述巖心預處理供液系統包括中間容器,中間容器通過供液主管線與巖心室外殼內部連通;所述巖心預處理真空系統包括真空泵,真空泵通過抽真空管線與巖心室外殼內部連通,真空泵還連接排液管,在排液管的末端連接有液體回收罐;所述CT掃描儀對應設置在CT掃描滲吸巖心模擬系統的一側。

優選的,該實驗裝置還包括巖心室溫度控制系統,所述巖心室溫度控制系統包括設置在巖心室外殼內部的溫度控制器,溫度控制器通過溫度控制連線連接溫度控制電源。

優選的,所述巖心室支架的頂部設置有托盤,CT掃描巖心室放置在托盤上,所述巖心室支架的底部設置有支架座。

優選的,所述第一端面固定頂針設置在第一端面固定帽上,第一端面固定帽與巖心室外殼的一端連接,在第一端面固定帽的中心設置有第一通孔,第一端面固定頂針的一端從第一通孔中穿過,在第一端面固定帽的外側且對應第一通孔處設置有第一螺帽,第一端面固定頂針與第一螺帽螺紋連接;所述第二端面固定頂針設置在第二端面固定帽上,第二端面固定帽與巖心室外殼的另一端連接,在第二端面固定帽的中心設置有第二通孔,第二端面固定頂針的一端從第二通孔中穿過,在第二端面固定帽的外側且對應第二通孔處設置有第二螺帽,第二端面固定頂針與第二螺帽螺紋連接。

優選的,所述巖心室外殼為兩端開口的筒狀結構,所述第一端面固定帽和第二端面固定帽分別與巖心室外殼的端部螺紋連接。

優選的,所述第一端面固定帽的內側設置有第一端面密封,第一端面固定帽的外側與第一螺帽之間設置有第一端面軸向密封;所述第二端面固定帽的內側設置有第二端面密封,第二端面固定帽的外側與第二螺帽之間設置有第二端面軸向密封。

優選的,所述第一徑向固定塊與第一徑向固定螺栓螺紋連接,第二徑向固定塊與第二徑向固定螺栓螺紋連接,第一徑向固定螺栓和第二徑向固定螺栓分別從巖心室外殼的側面穿過,且均與巖心室外殼螺紋連接;所述第一徑向固定塊和第二徑向固定塊的截面呈弧形。

優選的,所述中間容器設置多個,每一中間容器均通過一輸出管線與供液主管線連接,在供液主管線上還連接有多個供液支線,在每一供液支線上均設置一供液恒流泵,所述供液恒流泵的總個數與中間容器的總個數相等。

優選的,在供液主管線、輸出管線、供液支線、抽真空管線和排液管上均設置有閥門。

本實用新型的有益技術效果是:

1、本實用新型提供的實驗裝置及方法可測量低滲-特低滲巖心在一定溫度和壓力下滲吸采油量隨時間的變化關系,對比不同滲吸時間內低滲砂巖三維空間內微觀剩余油富集規律,為深入研究低滲透油藏水驅開發過程中的基質滲吸動態規律提供重要科學依據。

2、本實用新型實驗裝置中測試巖心通過軸向的第一端面固定頂針、第二端面固定頂針軸向固定與徑向的第一徑向固定螺栓、第二徑向固定螺栓的徑向固定后,穩定性能好,在巖心室內巖心位置始終保持穩定,軸向與徑向位移量不超過0.1mm;另外,所述的巖心室外殼與第一端面固定帽、第二端面固定帽螺紋連接,通過端面密封和端面軸向密封進行密封后,密封性能好。

3、本實用新型裝置還包括巖心室溫度控制系統,通過巖心室溫度控制系統可自動調節巖心模擬系統內部溫度。

4、本實用新型中間容器可為多個,中間容器內可存放地層水、表面活性劑、生物酶等滲吸介質,可研究CT掃描不同滲吸介質對低滲砂巖滲吸微觀影響規律。

5、本實用新型通過調節第一徑向固定塊和第二徑向固定塊在測試巖心軸向的固定位置,還可控制測試巖心邊界條件(即控制測試巖心與液體的接觸面積),用于研究不同邊界條件低滲巖心滲吸規律。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步說明:

圖1為本實用新型實驗裝置的整體結構示意圖;

圖2為本實用新型中CT掃描巖心室的分解圖;

圖3為測試巖心在巖心室外殼內部固定的結構示意圖;

圖4為采用本實用新型裝置所進行實驗方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1-圖3所示,一種低滲透巖心時域動態CT掃描滲吸實驗裝置,包括CT掃描滲吸巖心模擬系統、巖心預處理供液系統3、巖心預處理真空系統4和CT掃描儀5。所述CT掃描滲吸巖心模擬系統包括CT掃描巖心室1和用于支撐CT掃描巖心室1的巖心室支架2,CT掃描巖心室1包括巖心室外殼12,在巖心室外殼12內放置柱狀測試巖心22,在巖心室外殼12的兩端分別設置有用于柱狀測試巖心軸向固定的第一端面固定頂針7和第二端面固定頂針17,在巖心室外殼12的兩側分別設置有用于柱狀測試巖心22徑向固定的第一徑向固定塊18和第二徑向固定塊20。所述巖心預處理供液系統3包括中間容器,中間容器通過供液主管線27與巖心室外殼12內部連通,在供液主管線27上設置有供液主管線閥門28。所述巖心預處理真空系統4包括真空泵24,真空泵24通過抽真空管線26與巖心室外殼12內部連通,在抽真空管線26上設置有真空管線閥門25。真空泵24還連接排液管41,在排液管41的末端連接有液體回收罐42,在排液管41上設置有排液管閥門40。所述CT掃描儀5對應設置在CT掃描滲吸巖心模擬系統的一側。

作為對本實用新型的進一步設計,該實驗裝置還包括巖心室溫度控制系統,所述巖心室溫度控制系統包括設置在巖心室外殼內部的溫度控制器23,溫度控制器23通過溫度控制連線43連接溫度控制電源6。通過溫度控制電源6可自動調節CT掃描滲吸巖心模擬系統內部溫度。

更進一步的,所述巖心室支架2的頂部設置有托盤34,CT掃描巖心室1放置在托盤34上,所述巖心室支架的底部設置有支架座33。該結構可將CT掃描巖心室1支撐到相應位置處,同時具有較好的穩固性。

進一步的,所述第一端面固定頂針7設置在第一端面固定帽10上,第一端面固定帽10與巖心室外殼12的一端連接,在第一端面固定帽10的中心設置有第一通孔,第一端面固定頂針7的一端從第一通孔中穿過,在第一端面固定帽10的外側且對應第一通孔處設置有第一螺帽8,第一端面固定頂針7與第一螺帽8螺紋連接。所述第二端面固定頂針17設置在第二端面固定帽14上,第二端面固定帽14與巖心室外殼12的另一端連接,在第二端面固定帽14的中心設置有第二通孔,第二端面固定頂針17的一端從第二通孔中穿過,在第二端面固定帽14的外側且對應第二通孔處設置有第二螺帽16,第二端面固定頂針17與第二螺帽16螺紋連接。

更進一步的,所述巖心室外殼為12兩端開口的筒狀結構,所述第一端面固定帽10和第二端面固定帽14分別與巖心室外殼12的端部螺紋連接。

進一步的,所述第一端面固定帽10的內側設置有第一端面密封11,第一端面固定帽10的外側與第一螺帽8之間設置有第一端面軸向密封9。所述第二端面固定帽14的內側設置有第二端面密封13,第二端面固定帽14的外側與第二螺帽16之間設置有第二端面軸向密封15。

更進一步的,所述第一徑向固定塊18與第一徑向固定螺栓19螺紋連接,第二徑向固定塊20與第二徑向固定螺栓21螺紋連接。第一徑向固定螺栓19和第二徑向固定螺栓21分別從巖心室外殼12的上下兩側面穿過,且均與巖心室外殼12螺紋連接。所述第一徑向固定塊18和第二徑向固定塊20的截面呈弧形。

本實用新型實驗裝置中測試巖心通過軸向的第一端面固定頂針7、第二端面固定頂針17軸向固定與徑向的第一徑向固定螺栓19、第二徑向固定螺栓21的徑向固定后,穩定性能好,在巖心室內巖心位置始終保持穩定,軸向與徑向位移量不超過0.1mm。同時,本實用新型通過調節第一徑向固定塊和第二徑向固定塊在測試巖心軸向的固定位置,還可控制測試巖心邊界條件,用于研究不同邊界條件低滲巖心滲吸規律。

更進一步的,所述中間容器設置兩個,分別為第一中間容器32和第二中間容器31,第一中間容器32通過第一輸出管線與供液主管線27連接,在第一輸出管線上設置有第一輸出管線閥門30;第二中間容器31通過第二輸出管線與供液主管線27連接,在第二輸出管線上設置有第二輸出管線閥門29。在供液主管線27上還連接有供液分支主線,在供液分支主線上設置有供液分支主閥門35,供液分支主線分別連接兩個供液支線,分別為第一供液支線和第二供液支線,第一供液支線連接第一供液恒流泵39,在第一供液支線上設置有第一供液支線閥門37,第二供液支線連接第二供液恒流泵38,在第二供液支線上設置有第二供液支線閥門36。

如圖4所示,一種低滲透巖心時域動態CT掃描滲吸實驗方法,包括以下步驟:

步驟一、低滲透標準巖心鉆取與物性標定:鉆取直井為2.5cm的系列低滲砂巖巖心,標定巖心潤濕性,正反測取氣測孔滲數據,篩選不同滲透率且正反滲透率相近的系列低滲透標準巖心備用。

步驟二、CT專用小巖心鉆?。哼x取正反滲透率接近的標準巖心,依據滲透率大小決定鉆取直徑,直徑選取范圍可為0.05~1cm。

步驟三、CT專用小巖心的放置:將鉆取的CT專用小巖心,放置于CT掃描滲吸巖心模擬系統內,首先,通過調節軸向的第一端面固定頂針7與第二端面固定頂針17進行軸向固定。其次,通過調節第一徑向固定螺栓19與第二徑向固定螺栓21進行徑向固定。最后,依據實驗要求,通過調節第一徑向固定塊18與第二徑向固定塊20,進行巖心區域邊界封閉,選擇巖心邊界半封閉或全封閉。

步驟四、設備連接:將巖心預處理供液系統3、巖心預處理真空系統4與CT掃描巖心室1連接就緒。

步驟五、巖心干樣CT掃描:模擬油藏條件,調節CT掃描巖心室1溫度,待溫度穩定后,根據巖心滲透率大小,以區分圖像孔喉清晰為基準,設定CT掃描相關參數,進行巖心干樣CT掃描,獲取孔喉三維信息。

步驟六、巖心飽和油預處理與CT掃描數據提?。捍蜷_真空泵24與真空管線閥門25,關閉供液主管線閥門28和供液分支主閥門35,抽真空至負壓0.1MPa,保持12h以上,然后關閉真空泵24與真空管線閥門25,打開與放置模擬油的第一中間容器32連接的第一輸出管線閥門30與供液主管線閥門28,待模擬油充滿CT掃描巖心室1后,將第一輸出管線閥門30與供液主管線閥門28關閉。飽和12h后,進行CT掃描,提取滲吸前飽和油的三維空間信息。

步驟七、巖心滲吸過程CT掃描與數據提?。捍蜷_供液管線主閥門28、排液管閥門40、與第二中間容器31連接的第二輸出管線閥門29、第二供液恒流泵38與第二供液支線閥門36,將存有地層水、表面活性劑或生物酶滲吸介質的第二中間容器31內的滲吸介質注入并充滿CT掃描巖心室1內,然后關閉所有閥門與真空泵和第二供液恒流泵。設定CT掃描儀器相關參數,進行多次CT掃描,獲取單位時間內低滲砂巖不同滲吸介質侵入后,剩余油微觀賦存狀態與分布規律。

上述方法可測量低滲-特低滲巖心在一定溫度和壓力下滲吸采油量隨時間的變化關系,對比不同滲吸時間內低滲砂巖三維空間內微觀剩余油富集規律,為深入研究低滲透油藏水驅開發過程中的基質滲吸動態規律提供重要科學依據。

本實用新型中柱狀測試巖心22可通過巴西劈縫儀,進行裂縫處理,或利用潤濕反轉劑進行處理,用于研究裂縫性不同潤濕性巖心CT掃描時域動態滲吸研究。

本實用新型實驗裝置中CT掃描巖心室可承壓5MPa,以用于研究高壓下CT掃描巖心滲吸規律。

上述方式中未述及的有關技術內容采取或借鑒已有技術即可實現。

需要說明的是,在本說明書的教導下,本領域技術人員所作出的任何等同替代方式,或明顯變型方式,均應在本實用新型的保護范圍之內。

再多了解一些
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