一种柱状岩心压制测定装置的制作方法

本发明涉及石油行业储层模拟实验；具体地说是一种柱状岩心压制测定装置。

背景技术：

目前，在稠油油藏开发实验过程中，经常用柱状岩心进行各种物理模拟实验。但是稠油油藏取芯时，从井筒中取出的岩心，松散而不成型，无法钻取出成型的柱状岩心进行稠油油藏相关的模拟实验。同时取芯井取芯长度短、取芯数量有限，特别是密闭取芯井取芯数量少，测试项目多，而稠油相关的模拟实验对岩心需求量很大。使较多的稠油物理模拟实验使用人工压制的柱状岩心。为此我们发明了一种把储层干砂压制成柱状岩心的装置，解决了以上技术问题。

经过检索，没有发现跟本申请结构相同的公开文献。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种柱状岩心压制测定装置，解决了目前石油行业储层模拟实验，尤其是稠油油藏热采模拟实验中，取样不成型，取样数量少的问题。同时针对油藏储层非均质性强，装置调节围压可压制不同渗透率的柱状岩心，能够准确模拟储层不同层位和相同层位不同部位的渗透率。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种柱状岩心压制测定装置，包括自前至后依次连接的恒压泵、岩心压制夹持器、流量管，所述岩心压制夹持器、流量管之间通过一个三通连接缓冲容器，所述缓冲容器还通过单独的管线连接真空泵。

所述岩心压制夹持器包括外筒以及设置在外筒内部的胶皮筒，胶皮筒内设置有填砂成型柱状岩心，在胶皮筒的轴向两端口堵塞有堵头。

所述外筒径向开设流体入口通过管线连接恒压泵，所述胶皮筒轴向端开设流体出口通过管线连接流量管。

所述流量管自上而下分为三个从细到粗的三个管段，最下方管段的最低端有水面线，流量管下方设置水槽，将水槽装满蒸馏水，调整流量管的高度，使流量管的水面线于水面对齐。

所述流量管上方设置有用来固定流量管不动的固定支架，所述流量管上端通过胶皮软管与三通连接。

所述恒压泵与岩心压制夹持器相互连接的管线上分别设置有压力表、阀门。

所述缓冲容器在与三通以及真空泵相连接的管线上均设置阀门。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

该柱状岩心压制测定装置还包括柱状岩心压制模块，该压制模块包括恒压泵、压力表和岩心压制夹持器等。恒压泵内装满蒸馏水后，设定恒压泵的压力。恒压泵把蒸馏水打到岩心夹持器筒内，对夹持器内的胶皮筒施加压力，胶皮筒将压力作用于岩心上，实现对岩心施加围压。通过压力表检测系统内压力是否变化。随着恒压泵设定压力越大，对岩心施加的围压越大，岩心被压实的越紧密，岩心的渗透能力越小，空气渗透率越小。

该柱状岩心压制测定装置还包括柱状岩心测定模块测定岩心的空气渗透率。该模块包括真空泵、缓冲容器、流量管、水槽、固定支架等。水槽内装满水。真空泵把水从水槽内抽到流量管顶端后，关闭阀门，让流量管内的水自由落下。用秒表计量蒸馏水流过不同管径的时间。增大恒压泵的设定压力，再次用秒表计量蒸馏水流过的时间。用经验公式计算得到不同压制压力下的空气渗透率。

本发明中的柱状岩心压制测定装置解决了目前石油行业储层模拟实验，尤其是稠油油藏热采模拟实验中，取样不成型，取样数量少的问题。同时针对油藏储层非均质性强，装置调节围压可压制不同渗透率的柱状岩心，能够准确模拟储层不同层位和相同层位不同部位的渗透率。大大提高了室内实验条件与现场的相似度，从而增强了实验结果的可靠性和参考价值。

附图说明

图1为本发明的一种柱状岩心压制测定装置的结构示意图；

图2为岩心压制夹持器的结构示意图；

图3为流量管的结构示意图。

图中：1-恒压泵，2-岩心压制夹持器，3-真空泵，5-缓冲容器，6-流量管，7-水槽，8-压力表，4、9、10-阀门，11-三通，12-胶皮软管，13-固定支架。

201-堵头，202-胶皮筒，203-填砂成型柱状岩心，204-外筒，205-堵头，206-流体入口。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

根据图1，实施例1：一种柱状岩心压制测定装置，包括自前至后依次连接的恒压泵1、岩心压制夹持器2、流量管6，所述岩心压制夹持器、流量管之间通过一个三通11 连接缓冲容器5，所述缓冲容器还通过单独的管线连接真空泵3。所述岩心压制夹持器包括外筒204以及设置在外筒内部的胶皮筒202，胶皮筒内设置有填砂成型柱状岩心203，在胶皮筒的轴向两端口堵塞有堵头201、205。所述外筒径向开设流体入口206通过管线连接恒压泵，所述胶皮筒轴向端开设流体出口通过管线连接流量管。所述流量管自上而下分为三个从细到粗的三个管段，最下方管段的最低端有水面线，流量管下方设置水槽，将水槽装满蒸馏水，调整流量管的高度，使流量管的水面线于水面对齐。

实施例2：在实施例1的基础上，所述流量管上方设置有用来固定流量管不动的固定支架13，所述流量管上端通过胶皮软管12与三通连接。所述恒压泵与岩心压制夹持器相互连接的管线上分别设置有压力表8、阀门9。所述缓冲容器在与三通以及真空泵相连接的管线上均设置阀门10、4。

流量管6从细到粗分为1、2、3三个管段。管段1分为01到F管段和01到E管段；管段2分为02到D管段和02到C管段；管段3分为03到B管段和03到A管段。管段3最低端有水面线。

步骤一：打开恒压泵1开关，将恒压泵1吸满蒸馏水，打开阀门9，通过3mm管线从岩心压制夹持器2的流体入口206将蒸馏水打入胶皮筒202和外筒204中间的环形空间并充满蒸馏水。将装填好的填砂成型柱状岩心203装入胶皮筒202中。旋紧两端堵头201和堵头205，使堵头201和堵头205紧贴填砂成型柱状岩心203。

步骤二：设定恒压泵1压力为0.5MPa，使胶皮筒202对填砂成型柱状岩心203施加围压。并保持恒压压制2小时以上。

步骤三：将水槽7装满蒸馏水。调整流量管6的高度，使流量管6的水面线于水面对齐。固定好固定支架13，保持流量管6位置不动。

步骤四：打开真空泵3，打开阀门4，慢慢打开阀门10，使水槽7中的蒸馏水吸入流量管6中。当蒸馏水水面到达流量管6最顶端时，关闭阀门10。这时，流量管6中的蒸馏水会慢慢落下。用秒表分别蒸馏水水面在管段1从01到F、从01到E的时间，在管段2从02到D、从02到C的时间，在管段3从03到B、从03到A的时间。并从中选取计量时间相对居中的管段和计量时间作为计算用值。

步骤五：根据达西公式：K＝Bμ_gL/At，计算得到柱状岩心的空气渗透率。

B—流量管某管段的计算常数；

μ_g—实验温度下空气的粘度，单位为毫帕秒(mPa·s)；

L—柱状岩心的长度，单位为厘米(cm)；

A—柱状岩心的横截面积，单位为平方厘米(cm²)；

t—秒表计量的时间，单位为秒(s)。

步骤六：逐步增大恒压泵1的设定压力，使胶皮筒2对填砂成型柱状岩心3施加围压。并保持每次恒压压制2小时以上。重复步骤四和步骤五。即可得到不同空气渗透率的柱状岩心。

下表是用本发明测得的17口井的22个实施例的实验数据。

本发明的柱状岩心压制测定装置，可用储层洗净的干砂或石英砂精确模拟储层不同层位和相同层位不同部位的渗透率特征。解决了稠油油藏取芯时，取芯井取芯长度短、取芯数量有限和岩心松散而不成型，无法钻取出成型的柱状岩心的问题。特别是针对密闭取芯井取芯数量少，测试项目多，而稠油相关的模拟实验对岩心需求量很大的问题。使较多的稠油物理模拟实验使用人工压制的柱状岩心。本发明大大提高了室内实验条件与现场的相似度，从而增强了实验结果的可靠性和参考价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。