碎岩和钻屑渗透性的恻量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于直接测量直接从油井钻探中得到的碎岩和通常称为钻屑的渗透性的装置，包括一个空心的圆柱体（ｃ），它有一个流体的进口孔（ｉ），一个封闭它的螺纹（ｈ），和一个液体密封（ｇ），其中放着试样夹持盘（ｄ），该盘（ｄ）放在密封（ｇ）上，并由多孔的烧结钢隔板（ｅ）重叠着，其上放着一个封闭塞（ｆ），其由流体的出口孔（ｉ′），还设有螺纹（ｈ′），使塞（ｆ）可封闭在圆柱体（ｃ）上。本发明专利技术装置可用来在现场直接测量沿油中整个高度的渗透性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从钻井时直接得到的石块以及通常所谓的钻屑的渗透性的直接测量装置，其包括一个空心的圆柱体c，它有一个流体的进口孔i，一个封闭它的螺纹h，和一个液体密封g，其中放着试样夹持盘d，该盘d放在密封g上，并由多孔的烧结钢隔板e重叠着，其上放着一个封闭塞f，其有流体的出口孔i′，还设有螺纹h′，使塞f可封闭在圆柱体c上。该装置可用来在现场直接测量沿着油井的整个深度的渗透性。试样夹持盘d示于附图说明图1，它构成本专利技术的另一部分。在钻井及开采石油中，对石块渗透性的测量是所有石油公司进行的“系统评估”活动的重要部分。在试验室里对从岩心取出的石块试样进行石油物理特性的测量中，渗透性的测量是主要的，由于这一性能限定了材料(试样石块)允许一种或多种流体(例如水，气或油)穿过的容量。现在，渗透性的直接测量只可以对从试验岩心取出的石块试样进行；本专利技术的主要限制，如时间(这是很明显的，因为要取到岩心，并且把试样送到试验室作分析)及成本(总之与试验岩心本身采出有关，其仅使从“生产层”取出的而不针对油井的整个深度)意味着仅仅对于已经取岩心的井段及在钻井操作后长时间才得知渗透性。为了找到解决这些重要限制的办法及得到岩层的渗透性，已发展了在渗透性及其它石油物理性能如孔隙度、粘土含量、声波速度、用插进油井中的探头测定的电学测量(测井记录)等之间的一些半经验关系，但这些是测定渗透性的间接方法，即使根据当地的岩心学，需要困难的校准工作，现时对于还未取出岩心的井的部位该方法还是唯一可用的方法。但是，在没有清楚的物理意义时，这种方法无论如何不如直接测量可靠。申请人现在发展了一种装置，通过直接测定钻屑渗透性，对于在钻井时穿过的岩层的性质提供了基本的信息，因此如果需要的话可采取快的动作。本专利技术的目的是直接在现场可沿油井的全长进行渗透性的测量。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种用于直接测量直接从油井钻探中得到的碎岩和通常称为钻屑的渗透性的装置，包括一个空心的圆柱体(c)，它有一个流体的进口孔(i)，一个封闭它的螺纹(h)，和一个液体密封(g)，其中放着试样夹持盘(d)，该盘(d)放在密封(g)上，并由多孔的烧结钢隔板(e)重叠着，其上放着一个封闭塞(f)，其由流体的出口孔(i′)，还设有螺纹(h′)，使塞(f)可封闭在圆柱体(c)上。下面通过附图及实施例详细说明本专利技术，附图中图1示出了构成本专利技术一部分的，本申请人用来测量通过石块的渗透性的试样夹持盘；图2示出了本专利技术装置的剖面图；图3示出了本专利技术装置用的液压回路的一个实例；图4，5，6分别示出了用于本专利技术装置对Doddingtow沙岩，Springtwell沙岩，及粘土进行测量的结果；图7示出了通过含粘土的钻屑的静态流动的压力与流速的关系；图8示出电子显微镜照的试样夹持器盘的显微结构。图1表示了本申请人用于测量岩屑渗透性的试样夹持盘d′，它构成了本专利技术的一部分。参见图1，试样夹持盘d包括树脂层b，其是在开始时为液态浇入圆模中的，模中放着钻屑a；在树脂硬化后，研磨盘使其表面变平及平行，使嵌着的钻屑的两表面暴露在盘的各侧。在选择树脂b时必须很注意，其应该有下面的性能-即使对高渗透性的钻屑也不会侵入；-在现场使用无毒性；-容易制备及具有高的均匀性；-在大气压力下以快速的固化时间硬化，不会产生过分的热量使钻屑的性能改变；-固化后有高的刚性；-容易切割及研磨；-透光的以允许测定石块的暴露表面；最好，树脂b选自环氧树脂、聚氨脂或丙烯酸树脂。图8示出电子显微镜(SEM)照的试样夹持器盘d的照片，可看出树脂b没有渗进钻屑a的多孔基体内，即使对高渗透性的试样也如此(该图示出是530毫达西md(millidarcy)的沙岩)。图2示出本专利技术装置的截面图，该装置包括一个空心的圆柱体C，它有流体i的进口孔，一个封闭它的螺纹h，和一个液体密封g，其中放着试样夹持盘d，该盘d放在密封g上，多孔的烧结钢隔板e放在盘d上，隔板e上放着一个封闭塞f，其有流体i′的出口孔，还设有螺纹h′，使塞可封闭在圆柱体c上。最好，使用多孔的隔板e来防止试样夹持器盘d弯曲及断裂。图3示出了用于测量的液压回路，其只是用于说明本专利技术而不是对本专利技术的限制。该回路包括一泵α，它保证盘d两边的压差，该压差用压力计β测量，而测量用的流体的流速由流量计γ提供。试验按如下进行如上制备试样夹持盘d，在研磨后，在盘本身的两面暴露的钻屑的表面区使用透明的带毫米标尺的纸或录像机及半自动计算流量的面积的图象识别软件来计算。随后把盘d插入本专利技术的测量装置，使试验的流体可通过盘中嵌的钻屑；由泵α在盘d的两边产生压差，用流量计γ测量流体的流速，把该值代入达西(Darcy)公式中，可测出液压渗透性(静止方法)。也可以进行非静止方法的流动试验，用同样的方法，用泵α在盘d的两面产生压差，并测量达到平衡要求的时间。随后可用本专利技术的装置，使用所述的树脂盘，与对试验岩心取出的试样同样做法直接测量钻屑的渗透性。不作为对本专利技术的限制，本专利技术人用钢及胶质玻璃构成了本专利技术的装置，用其进行一系列测量来证明方法的可行性。初步的试验用含沙岩及粘土钻屑的盘进行，将这些盘插在测量装置中，并用氮气流过，图4，5，6分别为Doddingtow沙岩，Sprintwell沙岩及粘土的试验结果，图中的曲线表明把加在各钻屑盘两面的3.5bar的压差(纵座标)散失需要的时间(小时·分·秒，示出在横座标上)。另一方面，图7示出了对通过含粘土钻屑的静态流动的压力(bar，示出在纵座标上)与流量(cc/min，示出在横座标上)的关系。下一步是检查使用本专利技术装置得到的渗透值是否与使用传统的方法对试验岩心测量的数值一致。为此，使用已知的合乎标准的渗透性(1mD，5mD和50mD)的三个陶瓷试样，用传统的方法对这些试样的渗透性进行了试验。同时，把试样压碎得到人工的钻屑，使用本专利技术的装置对其渗透性进行了测量，得到的结果落在试验误差的范围内。对从油井岩油层采得的沙岩试验岩心进行了进一步的试验，使用静态方法对从岩心取出的其特点有很宽范围的渗透性程度(从十分之几mD到大于500mD)的试样测定了渗透性。之后，通过压碎得到人工钻屑，用本专利技术装置测量了渗透性。对钻屑得到的渗透性测量值与对岩心测量得到的测量值基本相同(表1)。因此，最后认为本专利技术的方法以完全不可预料的方式加到已知的方法上并改善了已知的方法，它可以用作现场测量的野营用的工业仪器。因为钻井时可得到钻屑，并且由于本专利技术的方法可构成对钻屑的现场测量(声音测量、机械测量及石油物理测量)装置的一部分测量渗透性的成本相当低。表1 </tables>权利要求1.一种用于直接测量直接从油井钻探中得到的碎岩和通常称为钻屑的渗透性的装置，包括一个空心的圆柱体(c)，它有一个流体的进口孔(i)，一个封闭它的螺纹(h)，和一个液体密封(g)，其中放着试样夹持盘(d)，该盘(d)放在密封(g)上，并由多孔的烧结钢隔板(e)重叠着，其上放着一个封闭塞(f)，其由流体的出口孔(i′)，还设有螺纹(h′)，使塞(f)可封闭在圆柱体(c)上。2.按照权利要求1的装置，其特征在于所述的圆柱体(c)和封闭塞(f)由钢或胶质玻璃制成。3.按照权利要求1的装置，其特征在于所述的密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直接测量直接从油井钻探中得到的碎岩和通常称为钻屑的渗透性的装置，包括一个空心的圆柱体（ｃ），它有一个流体的进口孔（ｉ），一个封闭它的螺纹（ｈ），和一个液体密封（ｇ），其中放着试样夹持盘（ｄ），该盘（ｄ）放在密封（ｇ）上，并由多孔的烧结钢隔板（ｅ）重叠着，其上放着一个封闭塞（ｆ），其由流体的出口孔（ｉ′），还设有螺纹（ｈ′），使塞（ｆ）可封闭在圆柱体（ｃ）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔贝托马尔萨拉，马尔科布里诺利，弗雷德里克桑塔伦里，阿德里亚诺菲贡尼，埃利奥罗西，
申请(专利权)人：阿吉普公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]