一种井下测量岩石原位渗透率系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种井下测量岩石原位渗透率系统及使用该井下测量岩石原位渗透率系统测量岩石原位渗透率的方法，涉及岩石物性测量领域，井下测量岩石原位渗透率系统包括探针组件以及流体分析装置，在具体使用过程中，探针组件将地层流体引入流体分析装置的流体取样腔，流体分析装置通过压力监测装置监测流体取样腔的压力变化，通过计时器监测流体取样腔压力变化的时间，并通过微型计算机控制系统处理上述信息，得出地层流体注入流体取样腔过程中流体取样腔压力与时间的变化关系，之后结合该变化关系通过压降法即可求解岩石原位渗透率。该井下测量岩石原位渗透率系统及方法测量成本低，且可原位测量岩石渗透率，渗透率测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种井下测量岩石原位渗透率系统及方法
本专利技术涉及岩石物性测量领域，特别是涉及一种井下测量岩石原位渗透率系统及方法。
技术介绍
页岩气是21世纪一种新型非常规天然气资源。近年来美国、中国等页岩气资源量不断增长，产量不断飙升，预示着页岩气的大量开发将可能会改变世界能源格局。随着中国经济的快速稳定发展，我国对油气资源的需求也越来越高。因而加强非常规地质研究，加大勘探开发力度，实现中国非常规油气资源的突破和发展，对于不断满足中国日益增长的能源需求，同时保证国家能源供给安全有着重大的战略意义。我国对页岩气的勘探研究尚处于起步阶段，在页岩气勘探开发的研究中还存在诸多问题，页岩渗透率参数是页岩气资源量评价的重要考量指标，因此，有必要对页岩渗透率评价技术和方法进行深入讨论。在石油天然气工业中，页岩地层渗透率多是通过钻井取芯后实验室分析测定，此方法需要先钻井取芯，花费成本较高，且不能在钻头钻进过程中即时对井下页岩原位渗透率做出判定，导致页岩地层渗透率评价精度低。因此，如何降低页岩地层渗透率测定成本以及提高页岩地层渗透率评价精度成为本领域技术人员目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种井下测量岩石原位渗透率系统及方法，以降低页岩地层渗透率测定成本并提高页岩地层渗透率评价精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种井下测量岩石原位渗透率系统，包括：至少一个井下测量岩石原位渗透率装置，所述井下测量岩石原位渗透率装置包括：探针组件，其包括探针和伸缩机械臂，所述探针用于击穿井壁薄层泥饼与地层流体连通，所述伸缩机械臂与所述探针连接以驱动所述探针沿井的径向伸缩；流体分析装置，其包括流体取样腔、流体存储腔、压力检测器、计时器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流体通路、第二流体通路以及微型计算机控制系统，所述流体取样腔通过所述第一流体通路与所述探针连通，以使所述地层流体能够注入所述流体取样腔，所述第一电磁阀设置于所述第一流体通路上，以控制所述第一流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第一电磁阀连接，以控制所述第一电磁阀的通断，所述压力检测器用于监测所述地层流体注入所述流体取样腔过程所述流体取样腔内压力变化，且所述压力检测器与所述微型计算机控制系统连接，以将测的压力变化信息传递至所述微型计算机控制系统，所述计时器用于监测所述地层流体注入所述流体取样腔过程所述流体取样腔内压力变化的时间，且所述计时器与所述微型计算机控制系统连接，以将测的时间信息传递至所述微型计算机控制系统，所述微型计算机控制系统能够根据所述压力变化信息和所述时间信息得出所述地层流体注入所述流体取样腔过程中所述流体取样腔压力与时间的变化关系，所述流体取样腔通过所述第二流体通路与所述流体存储腔连通，所述第二电磁阀设置于所述第二流体通路上，以控制所述第二流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第二电磁阀连接，以控制所述第二电磁阀的通断，所述微型计算机控制系统与所述伸缩机械臂连接，以控制所述伸缩机械臂沿井的径向伸缩。优选地，所述井下测量岩石原位渗透率装置还包括泥浆注入通道，所述流体分析装置还包括电阻率监测模块、光学监测模块、第三流体通路以及第三电磁阀，所述电阻率监测模块设置于所述第一流体通路上，以监测流经所述第一流体通路的所述地层流体的电阻率，且所述电阻率监测模块与所述微型计算机控制系统连接，以将测得的电阻率信息传递至所述微型计算机控制系统，所述光学监测模块设置于所述第一流体通路上，以监测流经所述第一流体通路的所述地层流体的透射光谱，且所述光学监测模块与所述微型计算机控制系统连接，以将测得的透射光谱信息传递至所述微型计算机控制系统，所述流体取样腔通过所述第三流体通路与所述泥浆注入通道连通，所述第三电磁阀设置于所述第三流体通路上，以控制所述第三流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第三电磁阀连接，以控制所述第三电磁阀的通断。优选地，所述流体分析装置还包括第一抽吸泵和第二抽吸泵，所述第一抽吸泵设置于所述第二流体通路上，所述第二抽吸泵设置于所述第三流体通路上，所述微型计算机控制系统与所述第一抽吸泵和所述第二抽吸泵均连接，以控制所述第一抽吸泵和所述第二抽吸泵工作。优选地，所述探针组件还包括用于使所述探针与钻井泥浆隔离的探针分隔器。优选地，所述探针分隔器设置有隔离腔，所述探针包裹于所述隔离腔内以与所述钻井泥浆相隔离。优选地，所述流体分析装置还包括用于存储所述探针组件的探针组件存储腔，所述流体分析装置设置于近钻头处短节的环形空间内，所述短节的外侧壁上设置有与所述探针组件存储腔相连通的开孔，以使所述探针能够自所述短节的所述环形空间内伸出。优选地，所述井下测量岩石原位渗透率装置的数量为四个，且四个所述井下测量岩石原位渗透率装置沿所述短节的周向均匀设置。本专利技术还提供一种使用所述的井下测量岩石原位渗透率系统测量岩石原位渗透率的方法，其包括以下步骤：步骤一，在钻头钻遇目标层位时的停钻间隙，开启所述井下测量岩石原位渗透率系统；步骤二，通过所述井下测量岩石原位渗透率系统得到地层流体注入所述流体取样腔过程中所述流体取样腔压力与时间的变化关系；步骤三，根据压降法求解岩石原位渗透率。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的井下测量岩石原位渗透率系统，包括：至少一个井下测量岩石原位渗透率装置，井下测量岩石原位渗透率装置包括：探针组件，其包括探针和伸缩机械臂，探针用于击穿井壁薄层泥饼与地层流体连通，伸缩机械臂与探针连接以驱动探针沿井的径向伸缩；流体分析装置，其包括流体取样腔、流体存储腔、压力检测器、计时器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流体通路、第二流体通路以及微型计算机控制系统，流体取样腔通过第一流体通路与探针连通，以使地层流体能够注入取样腔，第一电磁阀设置于第一流体通路上，以控制第一流体通路的通断，微型计算机控制系统与第一电磁阀连接，以控制第一电磁阀的通断，压力检测器用于监测地层流体注入流体取样腔过程流体取样腔内压力变化，且压力检测器与微型计算机控制系统连接，以将测的压力变化信息传递至微型计算机控制系统，计时器用于监测地层流体注入流体取样腔过程流体取样腔内压力变化的时间，且计时器与微型计算机控制系统连接，以将测的时间信息传递至微型计算机控制系统，微型计算机控制系统能够根据压力变化信息和时间信息得出地层流体注入流体取样腔过程中流体取样腔压力与时间的变化关系，流体取样腔通过第二流体通路与流体存储腔连通，第二电磁阀设置于第二流体通路上，以控制第二流体通路的通断，微型计算机控制系统与第二电磁阀连接，以控制第二电磁阀的通断，微型计算机控制系统与伸缩机械臂连接，以控制伸缩机械臂沿井的径向伸缩。具体使用过程中，在钻头钻遇目标层位时的停钻间隙，开启井下测量岩石原位渗透率系统，探针组件将地层流体引入流体分析装置的流体取样腔，通过流体分析装置得到地层流体注入流体取样腔过程中流体取样腔压力与时间的变化关系，结合该变化关系通过压降法即可求解岩石原位渗透率。该井下测量岩石原位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下测量岩石原位渗透率系统，其特征在于，包括：至少一个井下测量岩石原位渗透率装置，所述井下测量岩石原位渗透率装置包括：/n探针组件，其包括探针和伸缩机械臂，所述探针用于击穿井壁薄层泥饼与地层流体连通，所述伸缩机械臂与所述探针连接以驱动所述探针沿井的径向伸缩；/n流体分析装置，其包括流体取样腔、流体存储腔、压力检测器、计时器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流体通路、第二流体通路以及微型计算机控制系统，所述流体取样腔通过所述第一流体通路与所述探针连通，以使所述地层流体能够注入所述流体取样腔，所述第一电磁阀设置于所述第一流体通路上，以控制所述第一流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第一电磁阀连接，以控制所述第一电磁阀的通断，所述压力检测器用于监测所述地层流体注入所述流体取样腔过程所述流体取样腔内压力变化，且所述压力检测器与所述微型计算机控制系统连接，以将测的压力变化信息传递至所述微型计算机控制系统，所述计时器用于监测所述地层流体注入所述流体取样腔过程所述流体取样腔内压力变化的时间，且所述计时器与所述微型计算机控制系统连接，以将测的时间信息传递至所述微型计算机控制系统，所述微型计算机控制系统能够根据所述压力变化信息和所述时间信息得出所述地层流体注入所述流体取样腔过程中所述流体取样腔压力与时间的变化关系，所述流体取样腔通过所述第二流体通路与所述流体存储腔连通，所述第二电磁阀设置于所述第二流体通路上，以控制所述第二流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第二电磁阀连接，以控制所述第二电磁阀的通断，所述微型计算机控制系统与所述伸缩机械臂连接，以控制所述伸缩机械臂沿井的径向伸缩。/n...

【技术特征摘要】
1.一种井下测量岩石原位渗透率系统，其特征在于，包括：至少一个井下测量岩石原位渗透率装置，所述井下测量岩石原位渗透率装置包括：
探针组件，其包括探针和伸缩机械臂，所述探针用于击穿井壁薄层泥饼与地层流体连通，所述伸缩机械臂与所述探针连接以驱动所述探针沿井的径向伸缩；
流体分析装置，其包括流体取样腔、流体存储腔、压力检测器、计时器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流体通路、第二流体通路以及微型计算机控制系统，所述流体取样腔通过所述第一流体通路与所述探针连通，以使所述地层流体能够注入所述流体取样腔，所述第一电磁阀设置于所述第一流体通路上，以控制所述第一流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第一电磁阀连接，以控制所述第一电磁阀的通断，所述压力检测器用于监测所述地层流体注入所述流体取样腔过程所述流体取样腔内压力变化，且所述压力检测器与所述微型计算机控制系统连接，以将测的压力变化信息传递至所述微型计算机控制系统，所述计时器用于监测所述地层流体注入所述流体取样腔过程所述流体取样腔内压力变化的时间，且所述计时器与所述微型计算机控制系统连接，以将测的时间信息传递至所述微型计算机控制系统，所述微型计算机控制系统能够根据所述压力变化信息和所述时间信息得出所述地层流体注入所述流体取样腔过程中所述流体取样腔压力与时间的变化关系，所述流体取样腔通过所述第二流体通路与所述流体存储腔连通，所述第二电磁阀设置于所述第二流体通路上，以控制所述第二流体通路的通断，所述微型计算机控制系统与所述第二电磁阀连接，以控制所述第二电磁阀的通断，所述微型计算机控制系统与所述伸缩机械臂连接，以控制所述伸缩机械臂沿井的径向伸缩。


2.根据权利要求1所述的井下测量岩石原位渗透率系统，其特征在于，所述井下测量岩石原位渗透率装置还包括泥浆注入通道，所述流体分析装置还包括电阻率监测模块、光学监测模块、第三流体通路以及第三电磁阀，所述电阻率监测模块设置于所述第一流体通路上，以监测流经所述第一流体通路的所述地层流体的电阻率，且所述电阻率监测模块与所述微型计算机控制系统连接，以将测得的电阻率信息传递至所述微型计算机控制系统，所述光学监测模块设置于所述第一流体通路...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥蕊娜，姜培学，曹琰，曾克成，
申请(专利权)人：清华大学，清华大学山西清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11