一种保温保压岩芯贮藏罐系统及贮藏方法技术方案

本发明专利技术公开了一种保温保压岩芯贮藏罐系统及贮藏方法，贮藏罐系统包括连接系统、位于最外侧的外壳、位于外壳中部的贮芯系统、传感器系统、电磁阀系统，外壳通过连接系统与地应力测井机器人和辅助测试短节相连，贮芯系统上端和下端通过上连接板和下连接板与外壳相连，传感器系统位于贮芯系统内部，电磁阀系统位于贮芯系统的上下两端；电路管道和油路管道为环形管道，位于外壳与贮芯系统之间，电路管道与外壳相邻，油路管道与电路管道相邻；贮藏方法分为在地应力测井机器人和辅助测试短节之间仅有一个保温保压岩芯储藏罐和在地应力测井机器人和辅助测试短节之间有多个保温保压岩芯储藏罐这两种情况。芯储藏罐这两种情况。芯储藏罐这两种情况。

【技术实现步骤摘要】
一种保温保压岩芯贮藏罐系统及贮藏方法


[0001]本专利技术属于储藏设备
，更具体地，涉及一种保温保压的岩芯储藏罐。

技术介绍

[0002]对于超深层油气工程，地应力是决定储层品质，影响裂隙规模发育、确定储层改造方案，提高产量效率的重要参数之一。首先有研究指出传统储层品质评价主要基于储层岩石基质和裂缝的孔渗分析，忽略了地应力相关因素，在同一构造相邻2口井的产能相差可以达到40倍。其次钻井过程中井壁垮塌严重是页岩气井长水平段钻井的主要技术难点。目前绝大多数页岩气井在页岩水平井段发生井筒垮塌，严重影响评价井的钻井周期和压裂施工效果，在某些情况下甚至会导致油井的废弃。因此，确定深部地应力状态已成为评价超深储层可采性的关键技术指标。大量研究指出在深地高温、高地应力状态下岩石的变形性质与常温常压下存在很大的差异，然而目前的侧壁取芯设备直接将岩芯储存至岩芯筒内，并未记录采集岩芯处的温度和压力信息，同时在设备回收过程中，由于没有对岩芯进行保温保压处理，岩芯温度和所受压力逐渐降低，回到地面后已经处于常温常压状态，室内实验中测量得到的变形参数不能反应真实深层岩体的性质，从而产生很大的测试误差。
[0003]应力解除法是一种测量岩芯在与周围岩体分离过程中表面变形，从而反算得到远场地应力的方法。目前，绝大多数的应力解除方法是在孔底进行套芯解除作业，使得测试深度受到钻孔孔深的限制，一般只适用于地下洞室或者采矿巷道中。目前直接运用在垂直深钻孔中的应力解除法的最大深部约在400
‑
500米左右，远远不满足超深部油气开发的要求。
[0004]地应力测井机器人，主要应用于深部水平井地应力测量，垂直井地应力测量，研发满足3000M深钻孔的地应力测量的局部壁面应力解除法地应力测试设备，由下放提升机构，封隔机构，主工作部，辅助测试短节，以及地面控制系统组成。该设备的技术关键是在深部钻井环境实现封隔及排水、密封防水、复杂井壁壁面处理和岩壁变形测试、复杂页岩条件下孔壁应变测试四个方面。围绕这四个技术关键，研发了一种全新的上下双封隔系统以及新型LPA井下开关阀系统，实现了在深部页岩气裸眼钻井中封隔以及排水的技术突破；研发了一套新型内外封隔套系统以及回转纵移系统，实现高温高压环境下的密封防水；研发了型壁面打磨、喷胶、剥离和应变数据采集系统，在深钻井环境下实现了高精度孔壁应变测试；研发了一套辅助测试短节，可在直接在泥浆环境下进行局部壁面应力解除法地应力测试，最大限度减小对孔壁的扰动，避免井壁局部坍塌风险。
[0005]因此，需要一种与地应力测井机器人配套的保温保压岩芯贮藏罐系统及贮藏方法及贮藏方法将取下的岩芯保温保压。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种保温保压岩芯贮藏罐系统及贮藏方法，它包括以下内容：
[0007]一种保温保压岩芯贮藏罐系统，包括连接系统、位于最外侧的外壳、位于外壳中部
的贮芯系统、传感器系统、电磁阀系统；
[0008]外壳通过连接系统与地应力测井机器人和辅助测试短节相连，贮芯系统上端和下端通过上连接板和下连接板与外壳相连，传感器系统位于贮芯系统内部，电磁阀系统位于贮芯系统的上下两端；电路管道和油路管道为环形管道，位于外壳与贮芯系统之间，电路管道与外壳相邻，油路管道与电路管道相邻；电路管道中的电路与地应力测井机器人和辅助测试短节中的电路通过连接系统相连接，外壳和贮芯系统之间的油路管道充满耐高温机油，油路管道通过连接系统与地应力测井机器人和辅助测试短节中的油路管道相连接；
[0009]所述贮芯系统包括外耐压套筒、保温层、内套筒及岩芯管组成；保温层为外耐压套筒与内套筒之间的真空空间，岩芯管在内套筒内，内部注有钻井液。
[0010]进一步地，外耐压套筒由高强度不锈钢制作，内套筒由隔热陶瓷材料制成。
[0011]进一步地，外壳为圆筒状，可与地应力测井机器人和辅助测试短节的外壳套接在一起。
[0012]进一步地，所述连接系统包括油管上接头、油管下接头、插头和插孔：
[0013]外壳为圆筒状，保温保压岩芯储藏罐上端的外壳与地应力测井机器人的外壳可以套接在一起，保温保压岩芯储藏罐下端的外壳与辅助测试短节的外壳可以套接在一起；油管下接头开有和辅助测试短节的油管上接头相配套的小孔，保温保压岩芯贮藏罐的油管下接头与辅助测试短节中的油管上接头可以套接在一起，保温保压岩芯贮藏罐的油管上接头与地应力测井机器人中的油管接头可以套接在一起，保温保压岩芯贮藏罐的密封插头和密封插孔，分别与地应力测井机器人和辅助测试短节中的插孔和插头相连接。
[0014]进一步地，所述传感器系统包括温度传感器和压力传感器，封装在传感器元件中，自带电源和储存芯片，位于贮芯系统内部，焊接在下电磁阀上。
[0015]进一步地，所述电磁阀系统包括上电磁阀和下电磁阀，位于贮芯系统的上下两端。
[0016]进一步地，地应力测井机器人下方，辅助测试短节上方，可以连接一个或多个相邻连接的保温保压岩芯储藏罐。
[0017]进一步地，岩芯管上端与地应力测井机器人中的取芯钻机相连，如果下部为辅助测试短节，岩芯管止于贮芯系统下端，如果下部为其他保温保压岩芯储藏罐,则直接通至下方其他保温保压岩芯储藏罐的贮芯系统。
[0018]一种保温保压岩芯贮藏方法，其特征在于：在地应力测井机器人和辅助测试短节之间仅有一个保温保压岩芯储藏罐时，保温保压岩芯贮藏方法包括以下步骤：
[0019]a、设备下井前，关闭上电磁阀和下电磁阀；
[0020]b、到达指定测试或者取芯深度，进行应力解除法测试或侧壁取芯作业；
[0021]c、打开上电磁阀，将岩芯和钻井液通过岩芯管进入贮芯系统内；
[0022]d、打开地应力测井机器人的油管阀门，注入机油，直到压力传感器显示的保温保压岩芯储藏罐的压力与取芯时地下的压力相同；
[0023]e、传感器系统测量并记录贮芯系统内部液体温度和压力；
[0024]f、在测试深度完成多个应力解除法测试或者侧壁取芯作业后，岩芯依次进入贮芯系统，关闭上电磁阀；
[0025]g、随设备回收至地面，拆卸保温保压岩芯储藏罐，直接送至实验室后取出岩芯，并读取压力和温度数据，并模拟此环境迅速开展变形参数试验。
[0026]一种保温保压岩芯贮藏方法，其特征在于：在地应力测井机器人和辅助测试短节之间有多个保温保压岩芯储藏罐时，保温保压岩芯贮藏方法包括以下步骤：
[0027]多个保温保压岩芯储藏罐，从上到下依次编号为1，2，
…
，n；
[0028]x表示测试或者取芯深度的编号，x初始值为1，每进行一次步骤b
‑
f的循环后，x变成x+1；
[0029]a、设备下井前，关闭所有保温保压岩芯储藏罐的上电磁阀和下电磁阀，设备首先下放到最底部；
[0030]b、然后提升设备到达第x处测试或者取芯深度，进行应力解除法测试或侧壁取芯作业；
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：包括连接系统、位于最外侧的外壳(6)、位于外壳(6)中部的贮芯系统、传感器系统、电磁阀系统；外壳(6)通过连接系统与地应力测井机器人(1)和辅助测试短节(3)相连，贮芯系统上端和下端通过上连接板(18)和下连接板(21)与外壳(6)相连，传感器系统位于贮芯系统内部，电磁阀系统位于贮芯系统的上下两端；电路管道(4)和油路管道(10)为环形管道，位于外壳(6)与贮芯系统之间，电路管道(4)与外壳(6)相邻，油路管道(10)与电路管道(4)相邻；电路管道(4)中的电路与地应力测井机器人(1)和辅助测试短节(3)中的电路通过连接系统相连接，外壳(6)和贮芯系统之间的油路管道(10)充满耐高温机油，油路管道(10)通过连接系统与地应力测井机器人(1)和辅助测试短节(3)中的油路管道相连接；所述贮芯系统包括外耐压套筒(5)、保温层(8)、内套筒(7)及岩芯管(19)组成；保温层(8)为外耐压套筒(5)与内套筒(7)之间的真空空间，岩芯管(19)在内套筒(7)内，内部注有钻井液(15)。2.根据权利要求1所述一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：外耐压套筒(5)由高强度不锈钢制作，内套筒(7)由隔热陶瓷材料制成。3.根据权利要求1所述一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：外壳(6)为圆筒状，可与地应力测井机器人(1)和辅助测试短节(3)的外壳套接在一起。4.根据权利要求1所述一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：所述连接系统包括油管上接头(11)、油管下接头(17)、插头(16)和插孔(20)：外壳(6)为圆筒状，保温保压岩芯储藏罐(2)上端的外壳(6)与地应力测井机器人(1)的外壳可以套接在一起，保温保压岩芯储藏罐(2)下端的外壳(6)与辅助测试短节(3)的外壳可以套接在一起；油管下接头(17)开有和辅助测试短节(3)的油管上接头相配套的小孔，保温保压岩芯贮藏罐(2)的油管下接头(17)与辅助测试短节(3)中的油管上接头可以套接在一起，保温保压岩芯贮藏罐(2)的油管上接头(11)与地应力测井机器人(1)中的油管接头可以套接在一起，保温保压岩芯贮藏罐(2)的密封插头(16)和密封插孔(20)，分别与地应力测井机器人(1)和辅助测试短节(3)中的插孔和插头相连接。5.根据权利要求1所述一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：所述传感器系统包括温度传感器和压力传感器，封装在传感器元件(14)中，自带电源和储存芯片，位于贮芯系统内部，焊接在下电磁阀(13)上。6.根据权利要求1所述一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：所述电磁阀系统包括上电磁阀(12)和下电磁阀(13)，位于贮芯系统的上下两端。7.根据权利要求1所述一种保温保压岩芯贮藏罐系统，其特征在于：地应力测井机器人(1)下方，辅助测试短节(3)上方，可以连接一个或多个相邻连接的保温保压岩芯储藏罐(...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦雨樵，汤华，吴振君，葛修润，张勇慧，袁从华，邓琴，尹小涛，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：