可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及用于儲層評價流動實驗的巖屯、測試裝置，具體地說是可加軸向應(yīng) 力的巖屯、測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 滲透率是多孔介質(zhì)的一種性質(zhì)，是允許流體通過能力的度量，是油氣田勘探開發(fā) 過程中最基本也是最重要的參數(shù)之一。室內(nèi)測量巖屯、滲透的儀器很多，工作原理基于達西 定律。其基本流程為；讓流體(氣體或者液體）通過巖屯、，待其流動狀態(tài)穩(wěn)定后，測定巖屯、兩 端的進出、口壓力或者壓差，W及此壓差下的流量，并利用實測或經(jīng)驗法得到流體粘度，根 據(jù)達西公式便可計算出巖屯、的滲透率。目前，室內(nèi)廣泛使用的氣測巖屯、滲透率方法有巖屯、 柱塞穩(wěn)態(tài)法、穩(wěn)態(tài)點式滲透率法、壓力降落法等，該些測試方法都有各自的優(yōu)勢和局限性：
[0003] 巖屯、柱塞穩(wěn)態(tài)法；實驗方法簡單，測試時間短，可W在較短的時間內(nèi)處理大量樣 品，具有無損、快速、成本低的特點，是目前生產(chǎn)中最常用的氣測滲透率方法。但該種方法實 際可測定的滲透率下限約為0.IX 對于低滲透率巖石達到穩(wěn)定狀態(tài)需要的時間很 長，而且流量測定不準確。
[0004] 穩(wěn)態(tài)點式滲透率法：無需對巖屯、進行鉆化流量量程范圍大，約為 l-10000Xl(T\im2,但在測量過程中施加到巖石上的壓力幾乎為0,特別是致密樣品，如果不 進行Klinkenberg校準，滲透率測試結(jié)果偏大。
[0005] 壓力降落法；測試范圍廣，約為0. 001-30000X 可W得到滑脫系數(shù)和校準 滑脫效應(yīng)后的滲透率，在高圍壓測定條件下能更準確的反應(yīng)油層條件。但該方法測試時間 長，對設(shè)備要求高，測試成本大，低滲透巖屯、測試時間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型的目的在于提供可加軸向應(yīng)力的巖屯、測試裝置，克服現(xiàn)有設(shè)備存在的 不能對巖屯、施加=軸向應(yīng)力、密封效果差及安全性不足的缺陷，具有可施加=軸向應(yīng)力，更 加安全有效的特點。
[0007] 為了達成上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案，可加軸向應(yīng)力的巖屯、測試 裝置，包括封裝有巖屯、的巖屯、夾持器，所述巖屯、在自身圓周壁外圍設(shè)置一個徑向圍壓裝置， 在自身軸端連接一個軸向應(yīng)力裝置。
[000引所述徑向圍壓裝置包括巖屯、筒、橡膠筒，所述橡膠筒設(shè)置在巖屯、筒內(nèi)部且緊密包 裹巖屯、圓周壁，在橡膠筒和巖屯、筒之間具有環(huán)空，在巖屯、筒上開設(shè)通往所述環(huán)空的徑向圍 壓口。
[0009] 所述徑向圍壓口連接圍壓跟蹤累。
[0010] 所述巖屯、筒兩端與巖屯、夾持器連接固定。
[0011] 所述巖屯、夾持器包括頂在巖屯、兩端的巖屯、頂桿W及用來承載巖屯、頂桿的夾持器 底座，所述巖屯、頂桿分為入口巖屯、頂桿和出口巖屯、頂桿，所述入口巖屯、頂桿外端連接一個 固定螺母。
[0012] 所述軸向應(yīng)力裝置包括活塞式巖屯、堵頭，所述活塞式巖屯、堵頭與出口巖屯、頂桿固 定一起，所述活塞式巖屯、堵頭設(shè)置在夾持器底座內(nèi)部空腔形成的活塞腔內(nèi)，活塞式巖屯、堵 頭作為活塞使用，在夾持器底座上開設(shè)通往活塞腔的軸向圍壓進口，然后活塞式巖屯、堵頭 帶動出口巖屯、頂桿對巖屯、的軸端實施軸向應(yīng)力。
[0013] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有W下有益效果：
[0014] 該裝置在橡膠筒、巖屯、頂桿、活塞式巖屯、堵頭的共同作用下，利用高壓驅(qū)替累同時 對巖屯、施加徑向圍壓和軸向圍壓，W此模擬儲層巖石所受的上覆地層壓力和水平方向的 應(yīng)力。徑向圍壓由橡膠筒施加，軸向圍壓由巖屯、頂桿和活塞式巖屯、堵頭施加，互不影響。兩 種圍壓系統(tǒng)可同時對巖屯、施加不同的壓力值，W模擬儲層巖石所受的不同的上覆地層壓力 值和水平方向的應(yīng)力值。夾持器入口處的巖屯、頂桿通過一根固定梢固定在活塞式巖屯、堵頭 上，方便了測試樣品的裝卸。在該裝置推廣應(yīng)用后，使得儲層應(yīng)力敏感性評價的模擬實驗條 件更接近于油藏實際情況，為油氣井產(chǎn)能分析、工作制度、油氣藏采收率W及生產(chǎn)過程中滲 透率變化機理的認識提供更為可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；同時由于該裝置設(shè)計上的改進，使得實驗 過程中巖屯、的安裝和拆卸更為方便，從而節(jié)省了人力資源并相應(yīng)降低了勞動強度，同時提 高了安全性能。因此，該成果具有廣闊的推廣前景。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的可加軸向應(yīng)力的巖屯、測試裝置的示意圖；
[0016] 圖2為普通巖屯、夾持器的應(yīng)力敏感性實驗曲線；
[0017] 圖3為S軸向應(yīng)力敏感巖屯、夾持器的應(yīng)力敏感性實驗曲線。
[001引 圖中；1-入口巖屯、頂化2-密封圈，3-軸向圍壓進口，4-活塞式巖屯、堵頭，5-巖屯、 筒，6-徑向圍壓口，7-橡膠筒，8-出口巖屯、頂桿，9-固定螺母。
【具體實施方式】
[0019] 有關(guān)本實用新型的詳細說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參 考與說明之用，并非用來對本實用新型加W限制。
[0020] 根據(jù)圖1所示，可加軸向應(yīng)力的巖屯、測試裝置，包括封裝有巖屯、的巖屯、夾持器，所 述巖屯、在自身圓周壁外圍設(shè)置一個徑向圍壓裝置，在自身軸端連接一個軸向應(yīng)力裝置。
[0021] 徑向圍壓裝置包括巖屯、筒5、橡膠筒7,所述橡膠筒設(shè)置在巖屯、筒內(nèi)部且緊密包裹 巖屯、圓周壁，在橡膠筒和巖屯、筒之間具有環(huán)空，在巖屯、筒上開設(shè)通往所述環(huán)空的徑向圍壓 口 6。徑向圍壓口連接圍壓跟蹤累。述巖屯、筒兩端與巖屯、夾持器連接固定。巖屯、夾持器包 括頂在巖屯、兩端的巖屯、頂桿W及用來承載巖屯、頂桿的夾持器底座，所述巖屯、頂桿分為入口 巖屯、頂桿1和出口巖屯、頂桿8,所述入口巖屯、頂桿外端連接一個固定螺母9。
[0022] 軸向應(yīng)力裝置包括活塞式巖屯、堵頭4,所述活塞式巖屯、堵頭與出口巖屯、頂桿固定 一起，所述活塞式巖屯、堵頭設(shè)置在夾持器底座內(nèi)部空腔形成的活塞腔內(nèi)，活塞式巖屯、堵頭 作為活塞使用，在夾持器底座上開設(shè)通往活塞腔的軸向圍壓進口 3,然后活塞式巖屯、堵頭帶 動出口巖屯、頂桿對巖屯、的軸端實施軸向應(yīng)力。
[002引如圖1所示，圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。圍壓跟蹤累內(nèi)的液體通過6-徑向圍壓進口進 入7-橡膠筒和5-巖屯、筒之間的環(huán)形空間，擠壓7-橡膠筒從而對樣品施加徑向圍壓；軸壓 跟蹤累內(nèi)的液體通過3-軸向圍壓進口進入4-活塞式巖屯、堵頭和2-密封圈所圍的環(huán)形空 間，帶動4-活塞式巖屯、堵頭化及1-入口巖屯、頂桿向巖樣方向發(fā)生軸向位移，從而對巖樣施 加軸向應(yīng)力。徑向圍壓系統(tǒng)和軸向應(yīng)力系統(tǒng)作為獨立的加壓單元，互不影響，可同時對巖屯、 施加不同的壓力值。將巖屯、夾持器入口處的巖屯、頂桿通過一根固定梢固定在活塞式巖屯、堵 頭上，在高壓軀替累的作用下，徑向圍壓由橡膠筒施加，軸向圍壓由巖屯、頂桿和活塞式巖屯、 堵頭施加，互不影響，兩種圍壓系統(tǒng)可對巖屯、同時施加不同的壓力值。
[0024] 為了對比普通巖屯、夾持器和該發(fā)明中所述的巖屯、夾持器的實驗效果，我們在同一 塊巖屯、上取了兩個樣品，樣品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1所示。樣品1#用普通巖屯、夾持器做了只加 徑向圍壓的應(yīng)力敏感性評價流動實驗，實驗結(jié)果如圖2所示；樣品2#用該發(fā)明中所述的巖 屯、夾持器做了同時施加徑向圍壓和軸向應(yīng)力的應(yīng)力敏感性評價流動實驗，實驗結(jié)果如圖3 所示。曲線圖中上面的曲線為加載曲線，下面的曲線為卸載曲線。其中圖2所示的滲透率 損壞程度為41. 50%，根據(jù)石油行業(yè)標準，其測試結(jié)果為中等偏弱損壞程度，圖3所示的滲 透率損壞程度為17. 50%，其測試結(jié)果為弱損壞程度，因此，與同時施加徑向圍壓和軸向應(yīng) 力的應(yīng)力敏感測試結(jié)果相比，只施加徑向圍壓的應(yīng)力敏感測試結(jié)果夸大了儲層巖石的應(yīng)力 敏感性。用該發(fā)明中的巖屯、夾持器所得的測試結(jié)果更接近于儲層實際情況，提高了室內(nèi)實 驗評價的準確度，取得了較好的效果。
[0025] 表1樣品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表
[0026]
【主權(quán)項】
1. 可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，包括封裝有巖心的巖心夾持器，其特征在于，所述巖 心在自身圓周壁外圍設(shè)置一個徑向圍壓裝置，在自身軸端連接一個軸向應(yīng)力裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，其特征在于，所述徑向圍壓 裝置包括巖心筒、橡膠筒，所述橡膠筒設(shè)置在巖心筒內(nèi)部且緊密包裹巖心圓周壁，在橡膠筒 和巖心筒之間具有環(huán)空，在巖心筒上開設(shè)通往所述環(huán)空的徑向圍壓口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，其特征在于，所述徑向圍壓 口連接圍壓跟蹤泵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，其特征在于，所述巖心筒兩 端與巖心夾持器連接固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，其特征在于，所述巖心夾持 器包括頂在巖心兩端的巖心頂桿以及用來承載巖心頂桿的夾持器底座，所述巖心頂桿分為 入口巖心頂桿和出口巖心頂桿，所述入口巖心頂桿外端連接一個固定螺母。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，其特征在于，所述軸向應(yīng)力 裝置包括活塞式巖心堵頭，所述活塞式巖心堵頭與出口巖心頂桿固定一起，所述活塞式巖 心堵頭設(shè)置在夾持器底座內(nèi)部空腔形成的活塞腔內(nèi)，活塞式巖心堵頭作為活塞使用，在夾 持器底座上開設(shè)通往活塞腔的軸向圍壓進口，然后活塞式巖心堵頭帶動出口巖心頂桿對巖 心的軸端實施軸向應(yīng)力。
【專利摘要】本實用新型公開了可加軸向應(yīng)力的巖心測試裝置，包括封裝有巖心的巖心夾持器，所述巖心在自身圓周壁外圍設(shè)置一個徑向圍壓裝置，在自身軸端連接一個軸向應(yīng)力裝置。所述徑向圍壓裝置的橡膠筒設(shè)置在巖心筒內(nèi)部且緊密包裹巖心圓周壁，在橡膠筒和巖心筒之間具有環(huán)空，在巖心筒上開設(shè)通往所述環(huán)空的徑向圍壓口。軸向應(yīng)力裝置的活塞式巖心堵頭與出口巖心頂桿固定一起，活塞式巖心堵頭設(shè)置在夾持器底座內(nèi)部空腔形成的活塞腔內(nèi)，活塞式巖心堵頭作為活塞使用，在夾持器底座上開設(shè)通往活塞腔的軸向圍壓進口。本實用新型克服現(xiàn)有設(shè)備存在的不能對巖心施加三軸向應(yīng)力、密封效果差及安全性不足的缺陷，具有可施加三軸向應(yīng)力，更加安全有效的特點。
【IPC分類】G01N15-08
【公開號】CN204405497
【申請?zhí)枴緾N201520096349
【發(fā)明人】孫強, 殷艷玲, 房會春, 劉桂陽, 榮毅, 李興, 肖莉, 呂秀芝, 李新, 王海方, 李培倫, 尚明, 李世杰, 劉湘洪
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學研究院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月11日