油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置及方法，包括三轴应力岩心夹持器，岩心两端分别放置润湿相半渗隔板和非润湿相半渗隔板，环压轴压机械泵和回压机械泵加压模拟地层压力，恒温箱模拟地层温度，非润湿相流体活塞容器、润湿相流体活塞容器和恒速恒压微量泵控制驱替和吸吮过程，压力流量传感器组、压力表、计量管和计算机采集压力和液量数据并处理计算驱替和吸吮毛管力曲线；本发明专利技术通过模拟油藏真实温度压力和流体条件，一次性连续测定不同润湿性岩石的驱替和吸吮毛管力曲线以及扫描毛管力曲线，弥补了常规方法的不足，解决了通常仪器只能测定驱替毛管力曲线的弊端和地下真实驱替和吸吮毛管力曲线连续精确测定的难题。

Device and method for measuring displacement and sucking capillary force curve under reservoir condition

The invention relates to a displacement and sucking capillary force curve joint measuring device and method under reservoir conditions, including a three axis stress core clamp. The two ends of the core place the wetted phase semi permeable partition plate and the non wetting phase semi permeable partition plate respectively, the annular pressure mechanical pump and the backpressure mechanical pump pressurize the ground pressure, and the constant temperature box simulates the formation temperature. Non wetting phase fluid piston vessel, wetting phase fluid piston container and constant speed constant pressure micro pump control displacement and sucking process. Pressure flow sensor group, pressure gauge, metering tube and computer collect pressure and liquid data and deal with calculation of displacement and sucking capillary force curve. The displacement and sucking capillary force curve of different wetting rocks and the scanning Mao Guanli curve can make up for the deficiency of the conventional method, and solve the problem that the usual instrument can only determine the displacement curve of the displacement capillary force and the continuous accurate determination of the real underground displacement and the sucking Mao Guanli curve.

【技术实现步骤摘要】
油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置及方法
本专利技术属于储层岩石特殊物理性质评价领域，具体地，涉及一种油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置及方法。
技术介绍
低渗、致密油气藏由于孔隙细小，毛管力曲线是此类油藏开发设计的重要基础资料，尤其对上百米过渡带中的油气储量计算有很大影响。常用的毛管力曲线测定方法有半渗隔板法、压汞法和离心法。由压汞毛管力经过转换计算得到地下毛管力曲线所使用的参数无法准确测得，导致转换的地下毛管力曲线与实际存在较大偏差；离心法很难模拟高温高压的油藏条件特征；使用半渗隔板法能够较为真实的模拟油藏温度和压力条件，已有机构研制出使用半渗隔板法的高温高压毛管力曲线测定仪器。目前已有的方法都是直接或间接的测定驱替毛管力曲线，但是油藏形成和开发的不同过程中，润湿相和非润湿相流体间的驱替及吸吮过程相差甚远，驱替和吸吮毛管力曲线对油气田开发动态模拟和方案编制具有不同影响且不能混用。因此测定地下真实驱替和吸吮毛管力曲线的方法和相关新型设备的研发对此类油气藏开发极为重要。
技术实现思路
为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种模拟油藏高温高压条件下的岩石中驱替及吸吮毛管力曲线联测的装置，用来直接一次性连续测定油藏高温高压条件下的驱替毛管力曲线(非润湿相流体驱动润湿相流体)，吸吮毛管力曲线(润湿相流体驱动非润湿相流体)以及不同初始润湿相饱和度下的吸吮毛管力曲线(扫描毛管力曲线)。利用改进的高温高压半渗隔板法来连续测定油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线，基本原理是在模拟油藏温度和压力条件下，岩心两端分别放置润湿相和非润湿相半渗隔板，通过控制岩心两端的压力与流体变化，利用外加压力与毛管压力平衡的原理，连续测定驱替及吸吮毛管力曲线。当岩心饱和润湿相流体时，岩心入口端放置非润湿相半渗隔板，岩心出口端放置润湿相半渗隔板，在一定的驱动压力下，用非润湿相流体驱动润湿相流体，当外加压力克服毛管压力时，岩心中润湿相流体被逐渐排出，润湿相流体饱和度逐步减小。逐级增加非润湿相驱替压力，测定各稳定压力下的累积润湿相液量，得到非润湿相流体驱动润湿相流体的驱替毛管力曲线。当达到最大驱动压力后，逐级降低非润湿相驱动压力，测定各压力下岩心出口端润湿相液量变化，得到自发吸吮毛管力曲线。当非润湿相驱动压力降为零后，反向加压，利用岩心出口端润湿相液体进行岩心反向加压驱动，逐级提高润湿相压力，测定毛管平衡时的岩心入口端非湿相流体的体积变化量，计算随润湿相压力逐渐升高的岩心中润湿相流体饱和度变化，得出岩心润湿相流体驱动非润湿相流体的吸吮毛管力曲线。为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，包括：三轴应力岩心夹持器，三轴应力岩心夹持器内设置岩心，岩心的一端设置非润湿相半渗隔板、另一端设置润湿相半渗隔板，非润湿相半渗隔板、润湿相半渗隔板分别与三轴应力岩心夹持器两端的堵头接触；三轴应力岩心夹持器设置环压轴压接口，环压轴压接口连接至环压轴压机械泵，环压轴压机械泵上设有第一压力表；三轴应力岩心夹持器设置非润湿相半渗隔板的一端连接至非润湿相回压控制器的第一流体接口，非润湿相回压控制器的压力控制接口连接至第一回压机械泵，第一回压机械泵上设置第二压力表；非润湿相回压控制器的第二流体接口连接至非润湿相压力流量传感器组的第一流体接口，非润湿相回压控制器设置有独立的数据采集线连接至计算机，非润湿相压力流量传感器组顶部流体接口通过阀门接至非润湿相流体计量管，非润湿相压力流量传感器组设置有数据采集线连接至计算机；非润湿相压力流量传感器组的第二流体接口连接至非润湿相流体活塞容器的顶部出口，非润湿相流体活塞容器中放置非润湿相流体，非润湿相流体活塞容器顶部设置第三压力表，非润湿相流体活塞容器底部连接至第一恒速恒压微量泵，第一恒速恒压微量泵设有数据控制采集线连接至计算机用于压力或流量控制；三轴应力岩心夹持器设置润湿相半渗隔板的一端连接至润湿相回压控制器的第一流体接口，润湿相回压控制器的压力控制接口连接至第二回压机械泵，第二回压机械泵上设置第四压力表，润湿相回压控制器的第二流体接口连接至润湿相压力流量传感器组的第一流体接口，润湿相回压控制器设置有独立的数据采集线连接至计算机，润湿相流量压力传感器组设置有数据采集线连接至计算机，润湿相压力流量传感器组的第二流体接口连接至润湿相流体活塞容器顶部出口，润湿相压力流量传感器组顶部接口通过阀门接至润湿相流体计量管，润湿相流体活塞容器顶部设置第五压力表，润湿相流体活塞容器底部接口连接至第二恒速恒压微量泵，第二恒速恒压微量泵设有数据控制采集线连接至计算机用于压力或流量控制；计算机采集第一恒速恒压微量泵和第二恒速恒压微量泵的控制压力或流量，非润湿相压力流量传感器组的注入压力和体积流量，润湿相压力流量传感器组的注入压力和体积流量，非润湿相回压控制器的回压，润湿相回压控制器的回压，实现恒速恒压微量泵的控制和注入压力的实时监测控制以及回压和流体数据的采集处理。优选地，非润湿相流体活塞容器、润湿相流体活塞容器、非润湿相回压控制器、润湿相回压控制器、三轴应力岩心夹持器设置于恒温箱中。优选地，第一回压机械泵和第二回压机械泵采用同一回压机械泵；第一恒速恒压微量泵和第二恒速恒压微量泵采用同一恒速恒压微量泵。优选地，三轴应力岩心夹持器是水平放置的圆筒形岩心夹持器，三轴应力岩心夹持器内设胶皮筒、两端设堵头；胶皮筒内设置岩心；当岩心为水湿性岩心时，润湿相半渗隔板是由陶瓷材料制成的水湿性半渗隔板，非润湿相半渗隔板为油湿性半渗隔板；当岩心为油湿性岩心时，润湿相半渗隔板是油湿性半渗隔板，非润湿相半渗隔板为水湿性半渗隔板。优选地，三轴应力岩心夹持器耐压60MPa；非润湿相回压控制器的压力控制范围为0～60MPa；非润湿相压力流量传感器组压力采集范围为0～60MPa，精度为0.001MPa，自动采集液量的精度为0.001mL；非润湿相活塞容器和阀门管线均耐高压60MPa，第一恒速恒压微量泵压力控制范围为0.001～60MPa，流量控制范围0.00001mL/min；润湿相回压控制器的压力控制范围为0～60MPa；润湿相压力流量传感器组压力采集范围为0～60MPa，精度为0.001MPa，自动采集液量的精度为0.001mL；润湿相活塞容器和阀门管线均耐高压60MPa，第二恒速恒压微量泵压力控制范围为0.001～60MPa，流量控制范围0.00001mL/min。优选地，三轴应力岩心夹持器可独立加载环压和轴压。油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测方法，采用上述的油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于，步骤如下：(1)、钻取直径25mm，长度25～50mm的标准岩心，确保岩心断面平整且与岩心轴线垂直，将岩心洗油、烘干、称量并记录岩心的干重；配制模拟地层水，将岩心和润湿相半渗隔板抽真空饱和地层水，称量岩心湿重，计算岩心孔隙体积，将饱和称重后的岩心和润湿相半渗隔板浸泡在地层水中待用，将配制好的地层水装入润湿相流体活塞容器中；配制模拟地层油样，将配制好的地层油样使用恒压转样的方法转放至非润湿流体相活塞容器中，保持容器中压力高于地层油泡点压力，将非润湿相半渗隔板浸泡在脱气原油中待用；(2)、按照非润湿相半渗隔在岩心夹持器一端，饱和地层水的岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，包括：三轴应力岩心夹持器，其特征在于：三轴应力岩心夹持器内设置岩心，岩心的一端设置非润湿相半渗隔板、另一端设置润湿相半渗隔板，非润湿相半渗隔板、润湿相半渗隔板分别与三轴应力岩心夹持器两端的堵头接触；三轴应力岩心夹持器设置环压轴压接口，环压轴压接口连接至环压轴压机械泵，环压轴压机械泵上设有第一压力表；三轴应力岩心夹持器设置非润湿相半渗隔板的一端连接至非润湿相回压控制器的第一流体接口，非润湿相回压控制器的压力控制接口连接至第一回压机械泵，第一回压机械泵上设置第二压力表；非润湿相回压控制器的第二流体接口连接至非润湿相压力流量传感器组的第一流体接口，非润湿相回压控制器设置有独立的数据采集线连接至计算机，非润湿相压力流量传感器组顶部流体接口通过阀门接至非润湿相流体计量管，非润湿相压力流量传感器组设置有数据采集线连接至计算机；非润湿相压力流量传感器组的第二流体接口连接至非润湿相流体活塞容器的顶部出口，非润湿相流体活塞容器中放置非润湿相流体，非润湿相流体活塞容器顶部设置第三压力表，非润湿相流体活塞容器底部连接至第一恒速恒压微量泵，第一恒速恒压微量泵设有数据控制采集线连接至计算机用于压力或流量控制；三轴应力岩心夹持器设置润湿相半渗隔板的一端连接至润湿相回压控制器的第一流体接口，润湿相回压控制器的压力控制接口连接至第二回压机械泵，第二回压机械泵上设置第四压力表，润湿相回压控制器的第二流体接口连接至润湿相压力流量传感器组的第一流体接口，润湿相回压控制器设置有独立的数据采集线连接至计算机，润湿相流量压力传感器组设置有数据采集线连接至计算机，润湿相压力流量传感器组的第二流体接口连接至润湿相流体活塞容器顶部出口，润湿相压力流量传感器组顶部接口通过阀门接至润湿相流体计量管，润湿相流体活塞容器顶部设置第五压力表，润湿相流体活塞容器底部接口连接至第二恒速恒压微量泵，第二恒速恒压微量泵设有数据控制采集线连接至计算机用于压力或流量控制；计算机采集第一恒速恒压微量泵和第二恒速恒压微量泵的控制压力或流量，非润湿相压力流量传感器组的注入压力和体积流量，润湿相压力流量传感器组的注入压力和体积流量，非润湿相回压控制器的回压，润湿相回压控制器的回压，实现恒速恒压微量泵的控制和注入压力的实时监测控制以及回压和流体数据的采集处理。...

【技术特征摘要】
1.一种油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，包括：三轴应力岩心夹持器，其特征在于：三轴应力岩心夹持器内设置岩心，岩心的一端设置非润湿相半渗隔板、另一端设置润湿相半渗隔板，非润湿相半渗隔板、润湿相半渗隔板分别与三轴应力岩心夹持器两端的堵头接触；三轴应力岩心夹持器设置环压轴压接口，环压轴压接口连接至环压轴压机械泵，环压轴压机械泵上设有第一压力表；三轴应力岩心夹持器设置非润湿相半渗隔板的一端连接至非润湿相回压控制器的第一流体接口，非润湿相回压控制器的压力控制接口连接至第一回压机械泵，第一回压机械泵上设置第二压力表；非润湿相回压控制器的第二流体接口连接至非润湿相压力流量传感器组的第一流体接口，非润湿相回压控制器设置有独立的数据采集线连接至计算机，非润湿相压力流量传感器组顶部流体接口通过阀门接至非润湿相流体计量管，非润湿相压力流量传感器组设置有数据采集线连接至计算机；非润湿相压力流量传感器组的第二流体接口连接至非润湿相流体活塞容器的顶部出口，非润湿相流体活塞容器中放置非润湿相流体，非润湿相流体活塞容器顶部设置第三压力表，非润湿相流体活塞容器底部连接至第一恒速恒压微量泵，第一恒速恒压微量泵设有数据控制采集线连接至计算机用于压力或流量控制；三轴应力岩心夹持器设置润湿相半渗隔板的一端连接至润湿相回压控制器的第一流体接口，润湿相回压控制器的压力控制接口连接至第二回压机械泵，第二回压机械泵上设置第四压力表，润湿相回压控制器的第二流体接口连接至润湿相压力流量传感器组的第一流体接口，润湿相回压控制器设置有独立的数据采集线连接至计算机，润湿相流量压力传感器组设置有数据采集线连接至计算机，润湿相压力流量传感器组的第二流体接口连接至润湿相流体活塞容器顶部出口，润湿相压力流量传感器组顶部接口通过阀门接至润湿相流体计量管，润湿相流体活塞容器顶部设置第五压力表，润湿相流体活塞容器底部接口连接至第二恒速恒压微量泵，第二恒速恒压微量泵设有数据控制采集线连接至计算机用于压力或流量控制；计算机采集第一恒速恒压微量泵和第二恒速恒压微量泵的控制压力或流量，非润湿相压力流量传感器组的注入压力和体积流量，润湿相压力流量传感器组的注入压力和体积流量，非润湿相回压控制器的回压，润湿相回压控制器的回压，实现恒速恒压微量泵的控制和注入压力的实时监测控制以及回压和流体数据的采集处理。2.根据权利要求1所述的油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于：非润湿相流体活塞容器、润湿相流体活塞容器、非润湿相回压控制器、润湿相回压控制器、三轴应力岩心夹持器设置于恒温箱中。3.根据权利要求1-2所述的油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于：第一回压机械泵和第二回压机械泵采用同一回压机械泵；第一恒速恒压微量泵和第二恒速恒压微量泵采用同一恒速恒压微量泵。4.根据权利要求1-3所述的油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于：三轴应力岩心夹持器是水平放置的圆筒形岩心夹持器，三轴应力岩心夹持器内设胶皮筒、两端设堵头；胶皮筒内设置岩心；当岩心为水湿性岩心时，润湿相半渗隔板是由陶瓷材料制成的水湿性半渗隔板，非润湿相半渗隔板为油湿性半渗隔板；当岩心为油湿性岩心时，润湿相半渗隔板是油湿性半渗隔板，非润湿相半渗隔板为水湿性半渗隔板。5.根据权利要求1-4所述的油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于：三轴应力岩心夹持器耐压60MPa；非润湿相回压控制器的压力控制范围为0～60MPa；非润湿相压力流量传感器组压力采集范围为0～60MPa，精度为0.001MPa，自动采集液量的精度为0.001mL；非润湿相活塞容器和阀门管线均耐高压60MPa，第一恒速恒压微量泵压力控制范围为0.001～60MPa，流量控制范围0.00001mL/min；润湿相回压控制器的压力控制范围为0～60MPa；润湿相压力流量传感器组压力采集范围为0～60MPa，精度为0.001MPa，自动采集液量的精度为0.001mL；润湿相活塞容器和阀门管线均耐高压60MPa，第二恒速恒压微量泵压力控制范围为0.001～60MPa，流量控制范围0.00001mL/min。6.根据权利要求1-5所述的油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于：三轴应力岩心夹持器可独立加载环压和轴压。7.一种油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测方法，采用权利要求1-6所述油藏条件下驱替及吸吮毛管力曲线联测装置，其特征在于，步骤如下：(1)、钻取直径25mm，长度25～50mm的标准岩心，确保岩心断面平整且与岩心轴线垂直，将岩心洗油、烘干、称量并记录岩心的干重；配制模拟地层水，将岩心和润湿相半渗隔板抽真空饱和地层水，称量岩心湿重，计算岩心孔隙体积，将饱和称重后的岩心和润湿相半渗隔板浸泡在地层水中待用，将配制好的地层水装入润湿相流体活塞容器中；配制模拟地层油样，将配制好的地层油样使用恒压转样的方法转放至非润湿流体相活塞容器中，保持容器中压力高于地层油泡点压力，将非润湿相半渗隔板浸泡在脱气原油中待用；(2)、按照非润湿相半渗隔在岩心夹持器一端，饱和地层水的岩心在中间，润湿相半渗隔板在岩心夹持器另一端的方式，将非润湿相半渗隔板、岩心和润湿相半渗隔板按顺序依次装入三轴应力岩心夹持器中，确保岩心和半渗隔板之间没有缝隙，装紧夹持器堵头；使用环压轴压机械泵给岩心加轴向压力和环压；环压高于回压2MPa，轴压等于或小于环压；打开非润湿相回压控制器和润湿相回压控制器阀门，使用回压机械泵加回压P0；(3)、关闭非润湿相流体计量管阀门，此时非润湿相压力流量传感器组实时测定夹持器入口端注入压力；使用恒速恒压微量泵和装有地层水的润湿相流体活塞容器，向三轴应力岩心夹持器中缓慢注入地层水，使岩心中的流体压力与回压相等，此为岩心中初始压力，确保岩心出口端管线全部被地层水充满；打开润湿相流体计量管的阀门，此时润湿相压力流量传感器组能实时监测岩心出口端驱出液量，记录润湿相流体计量管初始液量Vw0；使用恒速恒压微量泵和装有地层油的非润湿相流体活塞容器，填充夹持器入口端的管线死体积，确保岩心入口端管线全部被地层油充满；(4)、打开恒温箱加热和送风电源，给恒温箱中的三轴应力岩心夹持器、岩心、非润湿相流体活塞容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：付帅师，李爱芬，方齐，任晓霞，张磊，樊冬艳，谢昊君，袁翠平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37