基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器及其应用的制作方法
【专利摘要】一种基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器，包括夹持器壳体，其特征在于，所述夹持器壳体为可承受围压的碳纤维管。所述碳纤维管的参数为：密度为1.26～1.34 g/cm3，拉伸强度≥73MPa，布氏硬度≥10。所述碳纤维管为碳纤维树脂复合材料，其是市售材料，为聚砜，是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，具有刚性大，耐磨、高强度等优点。本发明所述岩心夹持器的壳体为碳纤维管，其中碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，是一种力学性能优异的新材料，比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430GPa亦高于钢，既保证X射线可透过壁面，又保证壁面不会随实验压力变化发生形变。
【专利说明】 基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器及其应用，属于石油天然气实验的物理实验设备领域。
【背景技术】
[0002]非常规油气藏开发过程中，其产能直接受多孔介质渗透率的影响，而介质渗透率取决于其微观孔隙结构。致密介质的微观孔隙结构又随地层压力发生变化，从而影响流体在其中的流动能力。这种地层压力的改变引起介质微观孔隙结构和宏观渗透率的变化，进而影响油气井产能的现象称为压敏效应。致密介质中的油气藏，孔隙、喉道异常细小，渗流阻力很大，地层压力的急剧降低而导致的压力敏感性伤害更加严重。在致密油气藏开发过程中，因地层压力降低而引起的渗透率的压力敏感性伤害不可避免。
[0003]为了实现大幅度提高油藏的原油采收率，其理论研究和技术开发决不能仅仅停留在宏观层次上而必须深入石油的储集、运移空间-多孔介质内部，从微观层面上开展研究。复杂多样的孔隙结构，使得仅用孔隙度和渗透率已经不能反映致密介质的物性特征，而需要更加微观的参数来表征。只有通过对多孔介质内部孔隙空间的发育规模、空间分布对流体渗流的影响、流体在其中的分布规律、相互作用机理等一些决定流体在多孔介质中流动的宏观现象的本质问题展开研究，才能够从根本上认识微观与宏观的联系，也只有在此基础上才能真正找到研究提高原油采收率技术的正确方向和应该采取的技术手段，为现场生产提供可靠有力的技术指导。基于CT技术，利用数字岩心的微观渗流理论与方法，可以定量表征每一个孔隙和喉道的几何、拓扑信息，考虑致密介质和其中流体特有的属性，深入每一个孔喉中进行流动过程的模拟分析，具有宏观实验和数值模拟无法比拟的优势。
[0004]目前，实验室中进行应力敏感实验依据石油行业储层敏感性评价标准SY/T5358— 2002，通过改变围压测得渗透率的变化进行应力敏感分析。而为了进一步观测孔隙内部结构，就要依靠CT无损扫描技术，而正常实验室使用的岩心夹持器壁面材料是不锈钢，X射线无法通过壁面扫描内部岩心，两者结合无法得到不同应力下岩心的孔隙结构。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供一种基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器。其中，X射线可穿透所述夹持器壁面对内部岩心进行扫描，从而观测到不同应力下岩心孔隙结构特征的变化。本发明既可以实现放入CT设备进行压力敏感试验，又可通过CT扫描得到孔隙的内部结构。
[0006]本发明还提供一种上述岩心夹持器的使用方法。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]—种基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器,包括夹持器壳体,其特征在于,所述夹持器壳体为可承受围压的碳纤维管。
[0009]根据本发明优选的，所述碳纤维管的参数为:密度为1.26?1.34g/cm3，拉伸强度>73MPa，布氏硬度> 10。所述碳纤维管为碳纤维树脂复合材料，其是市售材料，为聚砜，是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，具有刚性大，耐磨、高强度等优点。
[0010]根据本发明优选的，所述碳纤维管的抗拉强度> 3500MPa。
[0011]根据本发明优选的，所述碳纤维管的抗拉弹性模量为:230— 430GPa。
[0012]一种上述岩心夹持器的使用方法，包括步骤如下:
[0013]I)将岩心安装在所述岩心夹持器中，保持岩心夹持器的进口压力值不变，缓慢增加岩心夹持器的围压，使净围压依次升为下述的压力点:P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 ；P1 < P2<P3<P4<P5<P6<P7；
[0014]2)在步骤I)所述净围压的每个压力点持续30min后，按中华人民共和国石油天然气行业标准规定测定岩样渗透率、并放入CT机中固定进行岩心扫描；
[0015]3)缓慢减小围压，使净围压依次降为下述的压力点？7、？6、？5、？4、？3、？2、卩1 ；
[0016]4)在步骤3)所述净围压的每一压力点持续Ih后，按中华人民共和国石油天然气行业标准规定测定岩样渗透率、并放入CT机中固定进行岩心扫描。
[0017]根据本发明优选的，所述Pl = 2.0MPa、P2 = 3.0MPa、P3 = 5.0MPa、P4 = 7.0MPa,P5 = 9.0MPa、P6 = llMPa、P7 = 13MPa。
[0018]根据本发明优选的，所述步骤I)中的岩心的直径为l-2cm。
[0019]本发明的优势在于:
[0020]1、本发明所述岩心夹持器的壳体为碳纤维管，其中碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，是一种力学性能优异的新材料，比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7?9倍，抗拉弹性模量为230?430GPa亦高于钢，既保证X射线可透过壁面，又保证壁面不会随实验压力变化发生形变。
[0021]2、本发明合适的岩心大小更易于得到精确的CT扫描结果，根据实际的岩心实验直径，岩心夹持器内部岩心直径设计为1cm，既保证该岩心尺寸可进行正常的应力敏感实验，又保证CT扫描结果更为准确。
[0022]3、本发明保证了石油行业储层敏感性评价标准下应力敏感实验的进行。
[0023]4、本发明保证了 CT扫描结果的准确性，更加符合实际情况。
[0024]5、本发明不仅能通过实验测得数据，而且能对不同应力试验下的岩心孔隙结构进行可视化分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明所述岩心夹持器的剖面图；
[0026]在图1中，1、岩心夹持器的壳体。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
[0028]如图1所示。
[0029]实施例1、
[0030]—种基于Zeiss MCT-400CT扫描的岩心夹持器,包括夹持器壳体,其特征在于,所述夹持器壳体I为可承受围压的碳纤维管。
[0031]所述碳纤维管的参数为:密度为1.26?1.34g/cm3，拉伸强度彡73MPa，布氏硬度^ 10。所述碳纤维管为碳纤维树脂复合材料，其是市售材料，为聚砜，是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，具有刚性大，耐磨、高强度等优点。
[0032]所述碳纤维管的抗拉强度彡3500MPa。
[0033]所述碳纤维管的抗拉弹性模量为:230_430GPa。
[0034]实施例2、
[0035]一种如实施例1所述岩心夹持器的使用方法，包括步骤如下:
[0036]I)将岩心安装在所述岩心夹持器中，保持岩心夹持器的进口压力值不变，缓慢增加岩心夹持器的围压，使净围压依次升为下述的压力点:P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 ；P1 < P2<P3<P4<P5<P6<P7 ;所述岩心的直径为Icm ；
[0037]2)在步骤I)所述净围压的每个压力点持续30min后，按中华人民共和国石油天然气行业标准规定测定岩样渗透率、并放入CT机中固定进行岩心扫描；
[0038]3)缓慢减小围压，使净围压依次降为下述的压力点？7、？6、？5、？4、？3、？2、？1 ；
[0039]4)在步骤3)所述净围压的每一压力点持续Ih后，按中华人民共和国石油天然气行业标准规定测定岩样渗透率、并放入CT机中固定进行岩心扫描。
[0040]根据本发明优选的，所述Pl = 2.0MPa、P2 = 3.0MPa、P3 = 5.0MPa、P4 = 7.0MPa,P5 = 9.0MPa、P6 = llMPa、P7 = 13MPa。
【权利要求】
1.一种基于Zeiss MCT-400 CT扫描的岩心夹持器，其特征在于，包括夹持器壳体，其特征在于，所述夹持器壳体为可承受围压的碳纤维管。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZeissMCT-400 CT扫描的岩心夹持器，其特征在于，所述碳纤维管的参数为:密度为1.26?1.34g/cm3，拉伸强度彡73MPa，布氏硬度彡10。所述碳纤维管为碳纤维树脂复合材料，其是市售材料，为聚砜，是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，具有刚性大，耐磨、高强度等优点。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZeissMCT-400 CT扫描的岩心夹持器，其特征在于，所述碳纤维管的抗拉强度> 3500MPa。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZeissMCT-400 CT扫描的岩心夹持器，其特征在于，所述碳纤维管的抗拉弹性模量为:230— 430GPa。
5.—种如权利要求1-4任意一项所述岩心夹持器的使用方法,其特征在于,该方法包括步骤如下: 1)将岩心安装在所述岩心夹持器中，保持岩心夹持器的进口压力值不变，缓慢增加岩心夹持器的围压，使净围压依次升为下述的压力点:P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 ；P1 < P2 < P3<P4<P5<P6<P7； 2)在步骤I)所述净围压的每个压力点持续30min后，按中华人民共和国石油天然气行业标准规定测定岩样渗透率、并放入CT机中固定进行岩心扫描； 3)缓慢减小围压，使净围压依次降为下述的压力点？7、？6、？5、？4、？3、？2、？1； 4)在步骤3)所述净围压的每一压力点持续Ih后，按中华人民共和国石油天然气行业标准规定测定岩样渗透率、并放入CT机中固定进行岩心扫描。
6.根据权利要求5所述的所述岩心夹持器的使用方法，其特征在于，所述Pl=2.0MPa、P2 = 3.0MPa、P3 = 5.0MPa、P4 = 7.0MPa、P5 = 9.0MPa、P6 = llMPa、P7 = 13MPa。
7.根据权利要求5所述的所述岩心夹持器的使用方法，其特征在于，所述步骤I)中的岩心的直径为l-2cm。
【文档编号】G01N23/04GK104316548SQ201410665065
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】杨永飞, 姚军, 高莹, 魏微, 张琦, 赵建林, 孙海, 宋文辉, 安森友 申请人:中国石油大学(华东)