一种判断判识岩心原始地层方向的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种判断判识岩心原始地层方向的装置及方法。该装置包括岩心夹持器、第一围压泵和电阻仪，其中，所述岩心夹持器由上半部分和下半部分组成，其中，上半部分用于容纳岩心，下半部分用于容纳和固定岩心，所述上半部分与下半部分的侧面分别设有刻度，所述刻度用于确定岩心旋转的角度；所述第一围压泵用于向岩心夹持器的上半部分加压；所述电阻仪用于测量岩心的电阻值。本发明专利技术还提供了三种判断判识岩心原始地层方向的方法，这三种方法分别利用上述装置测量岩心不同位置的电阻值，将岩心的电阻值测试结果与电阻率成像测井资料中取心深度附近成像结果进行比较，从而确定岩心在地层中的岩石方向。在地层中的岩石方向。在地层中的岩石方向。

【技术实现步骤摘要】
一种判断判识岩心原始地层方向的装置及方法


[0001]本专利技术涉及油气勘探
，尤其涉及一种判断判识岩心原始地层方向的装置及方法。

技术介绍

[0002]岩心(core)是指根据地质勘查工作或工程需要，使用环状岩心钻头及其他取心工具从孔内取出的圆柱状岩石样品。岩心是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料，是了解地下地层和含矿特征最直观、最实际的资料。在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进工作，向井内下入取心工具，钻取出岩石样品。目前岩心的钻取方式有井壁取心和钻井取心两种，通常以后者为主。
[0003]在油田范围内必须选择适量的井，对有关油、气层位，钻取一定数量的岩心，通过观察、分析和研究，可以了解：(1)地层的时代、岩性、沉积特征；(2)储层的物理、化学性质和含油、气、水状况；(3)生油层特征和生油指标；(4)地下构造情况(如断层、节理、倾角等)；(5)各种测井方法定性、定量解释的基础数据；(6)开采过程中油、气、水运动和分布状况，以及地层结构的变化；岩心还可供注水或各种提高采收率方法和增产、增注措施的室内试验分析，是估算石油储量、编织合理开发方案、提高油藏注水开发效果和采收率的必不可少的基础资料。
[0004]尽管录井人员现场取心是会在岩心上通过标注箭头等方式标注方向，可是这仅限于长度方向，对于岩心在地层中的方向却难以辨识。除了定向取心等在岩心上做了特殊标记的情况，绝大多数取心在出筒之后难以辨识岩心在地层中的方向。对于全直径岩心、直径为2.5cm或3.8cm的岩石均是如此，随着运输、搬运、取放、实验的进行，除了长度方向能够确认以外，径向上的方向几经辗转，已经很难再从岩心上辨认出其在原始地层条件下的方位。
[0005]如图1所示，a图表示地层中的岩心，b图示意岩心在出筒后即发生了α角度偏移，c图表示在全直径岩心上钻取小样时，岩心发生了β角度的偏移(如图1中的c图所示)。由图1可以看出，岩心在出心后，全直径样在地层中的方位已经难以知晓，而在后期做油气开发、储层评价等实验时，会在全直径上钻取直径为2.5cm或3.8cm的柱塞样，此时的样品除了长度方向能够确定外，并不能还原岩心在地层内的相关位置。
[0006]综上所述，研发一种能够通过不破坏岩心结构的技术手段，准确还原出岩心在地层中的分布状况、在构造中的位置的技术具有广阔的应用前景，将有利于地质人员带着方向的概念分析岩心，促进形成更加深入的地质认识。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种判断判识岩心原始地层方向的装置及方法。该方法通过建立一种岩心各向异性分析技术，对比待测井电阻率成像资料的信息，能够准确得到岩心在地层中分布的实际方位。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种判断判识岩心原始地层方向的装置，其包
括：岩心夹持器、第一围压泵和电阻仪，其中：
[0009]所述岩心夹持器由上半部分和下半部分组成，其中，上半部分用于容纳岩心，下半部分用于容纳和固定岩心，所述上半部分与下半部分的侧面分别设有刻度，所述刻度用于确定岩心旋转的角度；所述第一围压泵用于向岩心夹持器的上半部分加压；所述电阻仪用于测量岩心的电阻值。
[0010]根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术所提供的上述判断判识岩心原始地层方向的装置中的岩心夹持器分为上、下两个部分，通过二者之间的相对旋转来计算岩心旋转的角度，由此，获得岩心在不同方向上的电阻值与岩心角度之间的关系，再结合相关成像资料就能够确定岩心在原始地层中的方向。优选地，所述岩心夹持器的下半部分能够旋转，并且，所述岩心夹持器的上半部分相对于所述岩心夹持器的下半部分是固定的、不进行旋转。在使用时，岩心夹持器的下半部分带动岩心一起旋转，而上半部分固定不动，这样通过上半部分和下半部分的刻度就可以准确计算旋转的角度。在一些具体实施方案中，岩心夹持器的上半部分的固定方式可以通过使其与铁架固定相连等方式实现。
[0011]在上述装置中，优选地，所述岩心夹持器的上半部分的内壁设有用于与电阻仪相连的金属片。金属片可以通过导线与电阻仪相连，用于实现岩心与电阻仪之间电路的连通。
[0012]在上述装置中，优选地，岩心夹持器的上半部分和岩心夹持器的下半部分的内部分别设有橡皮套筒，并且，岩心夹持器的上半部分的橡皮套筒上设有放置金属片的凹槽。
[0013]在上述装置中，优选地，岩心夹持器的上半部分的底部和岩心夹持器的下半部分的顶部为开口端，上述两个开口端连接后可以形成一个完整的带有空腔的圆柱体，用于容纳岩心；其中，岩心夹持器的上半部分的封闭端设有用于在岩心上做标记的开口。
[0014]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，该装置还包括托盘，该托盘用于固定岩心夹持器的下半部分并带动岩心夹持器的下半部分和岩心旋转。所述托盘可以设有手柄，以用于带动托盘旋转。
[0015]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述装置还包括用于向岩心夹持器的下半部分加压的第二围压泵，通过加压可以使岩心夹持器的下半部分与岩心能够紧密接触，共同旋转，避免出现旋转不一致的情况；在一些实施方案中，岩心夹持器的下半部分与第二围压泵之间可以通过可伸缩的弹性管线连接，使岩心夹持器的下半部分在与第二围压泵相连的状态下也能够自由旋转。
[0016]在上述装置中，优选地，所述第一围压泵和岩心夹持器的上半部分之间的连接管路上设有阀门，所述第二围压泵与岩心夹持器的下半部分之间的连接管路上设有阀门，阀门用于控制第一围压泵与岩心夹持器的上半部分、第二围压泵与岩心夹持器的下半部分之间的连通关系。
[0017]在上述装置中，优选地，岩心夹持器的上半部分、下半部分与橡皮套筒之间为密闭空间，密闭空间内注有液体。第一围压泵或第二围压泵向岩心夹持器施加的压力通过上述液体传递给岩心。由于液体所在的空间始终保持密闭性，因此即使岩心夹持器的上半部分和岩心夹持器的下半部分容纳岩心处设有开口，岩心夹持器仍然可以保持承受一定范围压力的能力。
[0018]本专利技术还提供了一种判断判识岩心原始地层方向的方法，其是采用上述装置进行的，该方法包括以下步骤：
[0019]步骤一，将岩心用气驱替饱和水至原始地层含水饱和度；
[0020]步骤二，将地层含水饱和度状态下的岩心放进岩心夹持器的下半部分中并固定，再用岩心夹持器的上半部分覆盖岩心顶部，记录此时岩心夹持器的上半部分的刻度与岩心夹持器的下半部分的刻度之间的角度差，并标记此时岩心的位置；
[0021]步骤三，使岩心夹持器的下半部分与岩心同时旋转适当角度，而岩心夹持器的上半部分固定不动，记录岩心此时的旋转角度，(即此时岩心夹持器的上半部分、下半部分的刻度之间的差值)，并测量岩心的电阻值；
[0022]步骤四，重复步骤三的操作，直至岩心累计旋转360
°
；找到岩心的最大电阻值R
max
和最小电阻值R
min
分别对应的旋转角度θ
max
和θ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种判断判识岩心原始地层方向的装置，其包括：岩心夹持器、第一围压泵和电阻仪，其中：所述岩心夹持器由上半部分和下半部分组成，其中，上半部分用于容纳岩心，下半部分用于容纳和固定岩心，所述上半部分与下半部分的侧面分别设有刻度，所述刻度用于确定岩心旋转的角度；所述第一围压泵用于向岩心夹持器的上半部分加压；所述电阻仪用于测量岩心的电阻值。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述岩心夹持器的下半部分能够旋转，并且，所述岩心夹持器的上半部分相对于所述岩心夹持器的下半部分固定、不旋转。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述岩心夹持器的上半部分的内壁设有用于与电阻仪相连的金属片。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述岩心夹持器的上半部分和所述岩心夹持器的下半部分的内部分别设有橡皮套筒，并且，所述岩心夹持器的上半部分的橡皮套筒上设有放置所述金属片的凹槽。5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其中，所述岩心夹持器的上半部分的底部和所述岩心夹持器的下半部分的顶部为开口端，并且，所述岩心夹持器的上半部分的顶部设有用于在岩心的顶部做标记的开口。6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其中，所述装置还包括托盘，所述托盘用于固定岩心夹持器的下半部分并带动岩心夹持器的下半部分和岩心旋转。7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其中，所述装置还包括用于向所述岩心夹持器的下半部分加压的第二围压泵。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一围压泵与所述岩心夹持器的上半部分之间的连接管路上设有阀门，所述第二围压泵与岩心夹持器的下半部分之间的连接管路上设有阀门。9.根据权利要求4-8任一项所述的装置，其中，所述岩心夹持器的上半部分、下半部分与橡皮套筒之间为密闭空间，该密闭空间内注有液体。10.一种判断判识岩心原始地层方向的方法，其是采用权利要求1-9任一项所述的判断判识岩心原始地层方向的装置进行的，该方法包括以下步骤：步骤一，将岩心用气驱替饱和水至原始地层含水饱和度；步骤二，将地层含水饱和度状态下的岩心放进岩心夹持器的下半部分中并固定，再用岩心夹持器的上半部分覆盖岩心顶部，记录此时岩心夹持器的上半部分的刻度与岩心夹持器的下半部分的刻度之间的角度差，并标记此时岩心的位置；步骤三，使岩心夹持器的下半部分和岩心同时旋转适当角度，而岩心夹持器的上半部分固定不动，记录岩心旋转角度，并测量岩心的电阻值；步骤四，重复步骤三的操作，直至岩心累计旋转360
°
；找到岩心的最大电阻值R
max
和最小电阻值R
min
分别对应的旋转角度θ
max
和θ
min
，按θ
max
和θ
min
角度旋转岩心，将对应的岩心位置分别标记为max和min；步骤五，找到电阻率成像测井资料中取心深度附近成像颜色最暗和最亮的位置，将所述最暗、最亮的位置的地理信息分别与岩心上max和min代表的位置对应，确定岩心原始地
层方向。11.一种判断判识岩心原始地层方向的方法，其是采用权利要求1-9任一项所述的判断判识岩心原始地层方向的装置进行的，该方法包括以下步骤：步骤一，将岩心用气驱替饱和水至原始地层含水饱和度；步骤二，将地层含水饱和度状态下的岩心放进岩心夹持器的下半部分中并固定，再用岩心夹持器的上半部分覆盖岩心顶部，记录此时岩心夹持器的上半部分的刻度与岩心夹持器的下半部分的刻度之间的角度差，并标记此时岩心的位置O；步骤三，以O为端点，将岩心的圆周位置沿360
°
分为N等份，使岩心夹持器的下半部分和岩心同时旋转适当角度，而岩心夹持器的上半部分固定不动，记录岩心旋转角度，并测量岩心的电阻值；步骤四，重复步骤三的操作，测量并记录N等份中每份位置的电阻值，将电阻值按位置顺序依次记为A1、A2、A3……
A
N
；步骤五：(1)定义A1至A
N
中最大电阻值为A
max
，并定义δn
1,2
，δn
2,3
……
δn
N-1,N
……
δn
2N-1,2N
，各数据的计算方法为：δn
N,N+1
＝δn
N,1
＝(A
1-A
N
)/A
max
、δn
N+1,N+2
＝δn
1,2
、
……
δn
2N-1,2N
＝δn
N-1,N
；(2)将井筒中取心深度的圆周位置沿360
°
分为N等份，将电阻率成像测井资料中每份位置测得的电阻值记为B1、B2、B3……
B
N
；(3)定义B1至B
N
中最大电阻值为B
max
，并定义δm
1,2
，δm
2,3
……
δm
N-1,N
，δm
N,N+1
，各数据的计算方法为：δm
N,N+1
＝δm
N,1
＝(B
1-B
N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何家欢，党录瑞，周克明，雷程，黄媚，张锦涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：