专利名称：一种二维岩石模型内的含水饱和度测量方法
技术领域：
本发明涉及一种二维岩石模型内的含水饱和度测量方法。
背景技术：
在油层物理模拟实验中，二维岩石模型能较好的模拟流体在孔隙介质中的渗流特征而广泛应用。较为先进的实验装置已经能进行大型(> 300*300mm)岩石模型的压力、压差以及含水饱和度等参数的多点测量。其中含水饱和度的测量方法普遍采用测试原理相对成熟的电阻率测量法，而实验中发现岩石非均质性对测量结果影响很大，测量值波动幅度大，特别是含水<90%期间，无意义的测量点较多，实验结果的准确性及分析深度受到限制。电阻率测量法的测试结果一般仅代表该位置在整体厚度上的含水平均值，因而二维岩石模型的实验结果无法考虑岩石厚度的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种二维岩石模型内的含水饱和度测量方法，其能够提供误差<5%的含水饱和度测量值，消除无意义点的产生，并且提供有限厚度内纵向含水剖面的
简单变化。1.方法测试原理将带有触点的探针预埋在岩石模型的待测位置，3对探针在纵向上将岩心分为5 个小层。供电模块向探针两端提供1000HZ、2V的交流电，测量电路记录电路中的总电流。结合含水饱和度与电流的对应关系曲线，可计算出测量电流对应的含水饱和度值，并且由电流数值可以识别出1 5层含水状况分布。2.测试仪器及工作原理(1)仪器结构含水饱和度测量装置的组成(见
图1)和主要功能包括1.)测量模块包括①由探针和绝缘板构成的测试部分。探针的功能是充分接触待测物体，每对探针间距为5mm，最外层探针间距为6mm ； 纵向上相邻触点间距是可调节的，根据岩石模型厚度而定。绝缘板是直径为8mm圆板，功能是保护探针不受外在电流的干扰，也起到对探针的固定作用。②6个电阻为主要构成的电路元件部分。6个电阻的阻值是经过优化设计的，保证总电流值在电流计测量范围内并分布合理，提高测量精度。电阻值的优化设计使5个小层内的不同含水状况所对应的电流值是具有规律性的。③检测电路总电流的电流计。其功能是测量电流值。2.)信号处理模块
包括电压转换器、电桥和存储电流值器件。电压转换器是将220V交流电转换为1000HZ、2V的交流电，为测量模块提供电源。 高频交流的设计可以有效避免测量点处探针及水相发生的电离作用，维持水相离子浓度的稳定。电桥的功能是测量探针反馈的电流值，具有测量精度高和抗干扰的优点。存储电流值器件的功能是将记录电流值。3.)数据处理模块数据处理模块的功能是判断信号处理模块传送的电流值，应用含水饱和度-电流关系曲线得到含水饱和度值，并且判断出含水在5个小层内的分布。然后数据处理程序将电流值与前一组测量点对比，插值后得到两组间隔内的含水饱和度变化，丰富了测量数据。 另外，数据处理模块还具有数据存储功能。(2)工作过程以岩心进行简单水驱油开发方式为例，说明一个测量点的饱和度测量工作过程。①准备工作在岩心模型上钻取直径为8mm的孔，设岩心模型厚度为h，则调节纵向上相邻触点间距略小于2/ ，此时模型厚度近似5等分(见图2)；将探针部分垂直放入岩心模型孔内，向孔内填入与岩石性质、大小相近的颗粒，然后压实；将绝缘板与岩石粘接；待设计的全部探针布置完成后，二维岩心模型整体封装，则探针部分被固定。②按照测试流程连接饱和度测量装置(见图1)，连接其它测试部分。③饱和油过程。岩心模型上分布有注入井和采出井，油样由注入井低速注入，采出井采出。当饱和油量大于3倍孔隙体积后，认为饱和油达到要求。由于油为绝缘体，因而测量探针间没有电流通过，即饱和度测量值为零，饱和油过程结束前进行饱和度测量装置的零点校正。④水驱过程，一般采用NaCl溶液模拟地层水。驱替过程中，注入水沿水平渗流，当每对触点间完全充满水时，则该电路连通、电流表显示数值，查电流值——含水饱和度对应曲线可知该岩石点的含水饱和度状态。以下举例介绍电流值——含水饱和度对应曲线的建立优化设计的电阻值见表1 表1电阻值优化方案
权利要求
1. 一种二维岩石模型内的含水饱和度测量方法，其特征在于1)在岩心模型待测位置上钻取直径为8mm的孔，将带有触点的探针垂直放入孔中，3对探针在纵向上将岩心模型分为5个小层，设岩心模型厚度为h，调节纵向上相邻触点间距略小于2/ ，使岩心模型厚度近似5等分；向孔内填入与岩石性质、大小相近的颗粒，然后压实；将绝缘板与岩心模型粘接；待全部探针布置完成后，二维岩心模型整体封装，探针被固定，封装后的岩心模型置入高压釜内；2)将3对探针的另一端穿过绝缘板分别与配置的6个电阻连接，通过电阻与信号处理模块和数据处理模块连接，配置的电阻部分位于高压釜外；3)饱和油过程岩心模型上分布有注入井和采出井，油样由注入井低速注入，采出井采出；当饱和油量大于3倍孔隙体积后，饱和油达到要求；由于油为绝缘体，测量探针间没有电流通过，即饱和度测量值为零，饱和油过程结束前进行饱和度测量装置的零点校正；4)水驱过程采用NaCl溶液模拟地层水，驱替过程中，注入水沿水平渗流，当每对触点间完全充满水时，则该电路连通，电流表显示数值，应用含水饱和度-电流关系曲线得到含水饱和度值，判断出含水在5个小层内的分布，然后数据处理程序将电流值与前一组测量点对比，插值后得到两组间隔内的含水饱和度变化。
全文摘要
本发明涉及一种二维岩石模型内的含水饱和度测量方法；在岩心模型上钻取孔，将探针放入孔中，3对探针在纵向上将岩心模型分为厚度近似的5等分；将绝缘板与岩心模型粘接；将3对探针的另一端穿过绝缘板分别与配置的6个电阻连接，通过电阻与信号处理模块和数据处理模块连接；油样由岩心模型上分布的注入井和采出井注入和采出；当饱和油量大于3倍孔隙体积后，进行零点校正；采用NaCl溶液模拟地层水，沿水平渗流，当每对触点间完全充满水时，电路连通，电流表显示数值，应用含水饱和度-电流关系曲线得到含水饱和度值；本方法保障了测试数据的有效性，提高了实验的分析能力；提供有限厚度内的纵向含水剖面变化，扩展了二维模型的研究范围。
文档编号G01N27/60GK102262126SQ201010193400
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者李实 , 秦积舜, 陈兴隆 申请人:中国石油天然气股份有限公司