本发明专利技术涉及测量多层合采气井的合层渗透率的实验装置和方法。该装置包括：地层模拟器，在其内部叠置有多层岩芯，在相邻的岩芯之间设置有隔层，在地层模拟器的顶壁和底壁与相应的岩芯之间均设置有能变形的密封垫从而在顶壁和/或底壁与相应的密封垫之间形成覆压流体室，在地层模拟器的壳体侧壁上设置有多个分别与相应的岩芯连通的测量气入口，在地层模拟器的壳体底壁上设置有与覆压流体室连通的覆压流体入口，延伸穿过地层模拟器的顶壁并且穿过所有岩芯的用于引出测量气的模拟井筒，测量模拟井筒的恒定出气量，并通过出气量得到多层合采气井的合层渗透率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气井工程，特别是涉及测量多层合采气井的合层渗透率的实验装 置。本专利技术还涉及使用这种实验装置测量多层合采气井的合层渗透率的方法。
技术介绍
低渗透气藏的存在形式大多数为多层储层，为提高单井产量，气井往往同时开采 多个储层。地下多个储层的气体同时产出，在地面表现为一个井口产出量。 多层合采气井的合层渗透率是多层储层气井的一个重要参数，目前可通过气井实 际生产数据来分析多层合采井的合层渗透率，但是这种分析方法受到实际生产时间的限 制，难以精确、直观地得到这种规律。另外，现场测试的作业成本高，周期也较长。数值模拟 软件受气井储层模型的准确性的制约，直观性和精度也较差。 因此，需要一种能在实验室精确测量多层合采气井的合层渗透率的实验装置。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种测量多层合采气井的合层渗透率的实验装置。 通过这种实验装置，能在实验室精确测量多层合采气井的合层渗透率。 根据本专利技术的第一方面，提出了一种测量多层合采气井的合层渗透率的实验装 置，包括：地层模拟器，在其内部叠置有多层岩芯，在相邻的岩芯之间设置有隔层，在地层模 拟器的顶壁和底壁与相应的岩芯之间均设置有能变形的密封垫从而在顶壁和/或底壁与 相应的密封垫之间形成覆压流体室，在地层模拟器的壳体侧壁上设置有多个分别与相应的 岩芯连通的测量气入口，在地层模拟器的壳体底壁上设置有与覆压流体室连通的覆压流体 入口，延伸穿过地层模拟器的顶壁并且穿过所有岩芯的用于引出测量气的模拟井筒，其中 测量模拟井筒的稳定的出气量，并通过出气量得到多层合采气井的合层渗透率。 根据本专利技术的实验装置，向岩芯充入待测气体，由于气体入口和气体出口（即模 拟井筒的出口）之间存在压力差，而在岩芯内形成驱动待测气体流向模拟井筒的压力差， 并且岩芯内的测量气会因此而流出。通过调节不同层岩芯内的出口端压力，可测量气井在 某一特定生产压差条件下多层合采时的合层产出量，并且由此得到合层渗透率。因此，本发 明的装置可以在室内模拟多层合采气井的生产，能够直观、精确地测量多层合采气井的合 层渗透率，时间短，成本低。 在一个实施例中，模拟井筒包括与岩芯接触的测量段和与隔层接触的密封段，测 量段与相应的岩芯相连通，以使测量气流入模拟井筒中。在模拟井筒的出口设置有出气压 力调节器。多个测量气入口各自通过相应的测量气管路与气源相连，在每根测量气管路上 均设置有调压阀。通过设置调压阀和出气压力调节器，能方便地调节岩芯内的待测气体的 表观压力，方便了使用者的使用。这种实验设置还能够模拟压力不同的气藏，从而能够使用 一套实验装置进行不同的实验，降低了实验成本。另外，在设定好出气压力调节器的压力之 后，所有岩芯的出气压力均相等，仅需要调节各个岩芯的进气压力就能够使不同岩芯内具 有不同的表观压力，这也与实际工况相同，使得所测得的实验数据更真实。 在一个实施例中，在测量段上设置有多个通孔。这种结构的模拟井筒用于模拟气 井底部射孔，使得本实验装置能够模拟射孔和裸眼生产。 在一个实施例中，在地层模拟器的壳体侧壁内表面的相应于岩芯的区域设置有多 个与相应的测量气入口连通环形槽，优选地，环形槽的高度与相应岩芯的高度之比为1 : 1 到1 : 1.1。通过设置环形槽，当打开恒压气源时，气体会通过测量气入口迅速流入环形槽 而到达岩芯周围，从而岩芯边缘处的气体压力相等。借助于岩芯边缘处的气体压力相等，在 岩芯内的气体流动为沿着岩芯的径向流向模拟井筒底部并进入到模拟井筒内，即为径向渗 流，这与实际工况中储层内的流体渗流模式一致，从而提高了实验数据的准确性。环形槽的 高度与相应岩芯的高度大体相等，也有助于岩芯边缘处的气体压力快速达到平衡，提高了 实验效率。 在一个实施例中，在地层模拟器的壳体顶壁和/或底壁内表面上设置有多个与覆 压流体入口连通的覆压流体槽，多个覆压流体槽彼此连通。通过这种结构，当通过覆压流体 源向覆压流体室施加覆压流体时，这些覆压流体槽能够使覆压流体迅速充满整个覆压流体 室，实现给岩芯压施加均匀的压力。 根据本专利技术的第二方面，提出了使用根据上文所述的实验装置来测量多层合采气 井的合层渗透率的方法，岩芯的半径均相等，多个测量气入口各自通过相应的测量气管路 与恒压气源相连，在每根测量气管路上均设置有调压阀，方法包括以下步骤， 步骤一：向覆压流体室内充入覆压流体到预定压力； 步骤二：向所有岩芯充入测量气，并且将不同的岩芯内的测量气表观压力分别调 节到预定值； 步骤三：保持步骤二中的进气压力和出气压力，待所有岩芯的进气量和模拟井筒 的出气量稳定后，通过出气量得到在出气压力下的合层渗透率。 在一个实施例中，合层渗透率通过下面方式而得到： ,,1 "2 1 1尸出气' 其中，K为合层渗透率；q为出气量；;^为所述多个岩芯的进气平均压力，并且 P迸气=(凡+i?2r+'"tPm )/'n，Pnr是各个岩芯的进气压力；P出气是出气压力；T是实验温度； 芦是在平均压力尸平均压力和实验温度T下的气体粘度，其中) / :;艺是在 平均压力;?^和实验温度T下的气体压缩系数；hn是单层岩芯的厚度；匕是岩芯外径；r w 是井筒外径。 在一个实施例中，覆压流体室内的压力比进气压力高至少10%。这可避免测量气 从隔层与待测岩芯的接触面之间流过，而影响测量结果的准确性。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1)通过调节不同层岩芯内的表观压力，可 测量气井在不同地层压力条件下多层合采时的合层产出量，并且由此得到合层渗透率。因 此，本专利技术的装置可以在室内模拟多层合采气井的生产，能够直观、精确地测量多层合采气 井的合层渗透率，时间短，成本低。（2)在地层模拟器的壳体侧壁相应于岩芯的内表面上设 置有多个与相应的测量气入口连通环形槽。这些环形槽使得岩芯内的气流为径向渗流，这 与实际工况中储层内的流体渗流模式一致，从而提高了实验数据的准确性。【附图说明】 在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中： 图1是根据本专利技术的测量多层合采气井的合层渗透率的实验装置； 图2是根据本专利技术的地层模拟器； 图3是根据本专利技术的模拟井筒的示意图； 图4是在根据本专利技术的地层模拟器中气体流动示意图。 在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。【具体实施方式】 下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。 图1示意性地显示了根据本专利技术的测量多层合采气井的合层渗透率的实验装置 10 (以下称之为实验装置10)。如图1所示，实验装置10包括地层模拟器20,通过测量气进 气管14a、14b和14c与地层模拟器20的测量气入口相连的恒压气源11，与地层模拟器20 的覆压流体入口相连的覆压流体源12,以及与地层模拟器20的出口相连的出气管15b。在 进气管14a、14b和14c上分别设置有进气流量计17a、17b和17c，在出气管15b上设置有出 气流量计18b。通过出气流量计18b可测得出气量，并由此得到多层合采气井的合层渗透 率，这将在下文中进行描述。这里所描述的三条进气管14a、14b和14c仅是为了与图2描 述的地层模拟器20相对应，而不是限制本专利技术。 恒压气源11用于向地层模拟器20内充入测量气，并保证实验过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量多层合采气井的合层渗透率的实验装置，包括：地层模拟器，在其内部叠置有多层岩芯，在相邻的岩芯之间设置有隔层，在所述地层模拟器的顶壁和底壁与相应的岩芯之间均设置有能变形的密封垫从而在所述顶壁和/或底壁与相应的密封垫之间形成覆压流体室，在所述地层模拟器的壳体侧壁上设置有多个分别与相应的岩芯连通的测量气入口，在所述地层模拟器的壳体底壁上设置有与所述覆压流体室连通的覆压流体入口，延伸穿过所述地层模拟器的顶壁并且穿过所有岩芯的用于引出测量气的模拟井筒，其中，测量所述模拟井筒的稳定的出气量，并通过所述出气量得到多层合采气井的合层渗透率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑荣臣，王树平，严谨，史云清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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