专利名称：一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置及实验方法
技术领域：
本发明属于采油室内化学解堵模拟实验技术领域，尤其是涉及一种水力脉冲辅助 储层化学解堵实验装置及实验方法。
背景技术：
由于油田开采中需要使用大量的化学药剂，从而使得地层发生堵塞被污染，并且 现如今地层受污染的状况已经向深层、远距离发展，因此急需一种行之有效的化学解堵方 法解决油田开采中所存在的地层堵塞污染问题，与此同时，相应的化学解堵实验装置及实 验方法也显得日益重要。但是，目前常规的酸化及化学解堵手段的解堵效果均较差，其作用 时间短且进入地层的距离小，不能有效解决地层堵塞污染的解堵问题，因而现有的酸化及 化学解堵手段已经不能满足现场的实际需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简 单、安装布设方便、工作性能可靠且模拟效果好、解堵能力强的水力脉冲辅助储层化学解堵 实验装置。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种水力脉冲辅助储层化学解 堵实验装置，其特征在于包括用于夹持被测试岩芯的岩芯夹持器、布设在岩芯夹持器外侧 的恒温箱、通过液压管道与岩芯夹持器的环压接口相接且对夹于岩芯夹持器内部的被测试 岩芯施加环向压力的环压供给装置、通过化学试剂输送管道与岩芯夹持器的进液口相接的 化学试剂存储罐、分别通过输水管道和输油管道与岩芯夹持器的进液口相接且内部分别装 有模拟地层水和模拟地层油的储水罐和储油罐以及通过外接管道与岩芯夹持器的出液口 相接的液体容器，所述液体容器上标有对其内部所存储溶液体积进行测量的刻度，所述输 水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均装有中间过渡容器，所述输水管道、输油管道和 化学试剂输送管道上分别装有水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀；所述储水 罐、储油罐和化学试剂存储罐与中间过渡容器之间的输水管道、输油管道和化学试剂输送 管道上均装有泵送设备；所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均安装有水力脉 冲波产生装置，所述水力脉冲波产生装置通过液压油输送管道与液压油储罐相接，所述液 压油输送管道上安装有液压油输送控制阀，且所述液压油输送管道上装有用于形成高压液 流的泵送装置和通过内部所存储压力对所述泵送装置所输出的高压液流进行缓冲的储能 罐；所述岩芯夹持器的进液口和出液口上分别安装有压力检测及显示单元一和压力检测及 显示单元二。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述水力脉冲波产生 装置包括高频脉冲伺服阀和分别对应安装在所述输水管道、输油管道或化学试剂输送管道 的三通壳体，所述液压油储罐通过液压油输送管道与高频脉冲伺服阀的进液口相接；所述三通壳体的中部侧壁上开有一个后部密封的水平向活塞插装口，三通壳体的上部由上至下开有一个与水平向活塞插装口内部相通的竖向出液孔，且三通壳体的下部由 下至上开有一个与水平向活塞插装口内部相通的竖向进液孔；所述输水管道、输油管道或 化学试剂输送管道均通过三通壳体分为前段输送管路和后段输送管路两个管路，所述前段 输送管路的前端对应分别与所述储水罐、储油罐或化学试剂存储罐的出液口相接且其后端 与竖向进液孔相接，所述后段输送管路的前端与竖向出液孔相接且其后端与岩芯夹持器的 进液口相接；所述高频脉冲伺服阀包括内部开有水平向活塞腔的密封外壳和能水平左右来回 移动且后端部自所述密封外壳后部伸出并插至水平向活塞插装口内的T字形活塞，所述T 字形活塞包括水平向活塞杆和安装在所述水平向活塞杆正前方的活塞头，所述活塞头的外 部结构和尺寸均与所述水平向活塞腔的结构和尺寸相同，所述水平向活塞杆后部插至水平 向活塞插装口内且其结构和尺寸均与水平向活塞插装口的结构和尺寸相同，所述水平向活 塞腔通过所述活塞头分为左右两个腔体；所述密封外壳前部开有与液压油输送管道相接的 进油口，所述水平向活塞杆上套装有复位弹簧，复位弹簧卡装在所述活塞头后部与所述密 封外壳的后部内壁之间，所述密封外壳的中后部侧壁上开有出油口，所述出油口通过回流 管道与液压油储罐的进油口相接。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述储能罐与高频脉 冲伺服阀的进液口之间的液压油输送管道上装有中间过渡容器。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述水平向活塞腔为 圆柱状活塞腔，所述水平向活塞杆和所述活塞头的横截面形状均为圆柱形，所述活塞头的 外径与所述圆柱状活塞腔的内径相同，所述T字形活塞同轴安装在所述圆柱状活塞腔内； 进油口布设在所述密封外壳的前部侧壁上，所述竖向出液孔布设在竖向进液孔的前方。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述活塞头前部与所 述密封外壳的前部内壁之间卡装有减震弹簧，所述活塞头的正前部设置有供减震弹簧安装 在安装凸台。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述储水罐、储油罐和 化学试剂存储罐共用一个驱替液存储罐，所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道共 用一个输送管道，所述水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀共用一个控制阀门， 且所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道共用一个泵送设备且三者共用一个水力脉 冲波产生装置。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述泵送装置为计量 柱塞泵，所述泵送设备为平流泵。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述液体容器为刻度 管，且所述刻度管为刻度单位为0. Iml的玻璃量筒。上述一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征是所述岩芯夹持器包括 左右两端均开口的夹持器外壳、同轴套装在夹持器外壳内且左右两端均开口的橡胶隔离套 以及两个分别对夹持器外壳和橡胶隔离套的左右两端开口进行封堵的堵头，所述被测试岩 芯同轴套装在橡胶隔离套内部；所述夹持器外壳的上部侧壁上开有与其内腔相通的两个竖 向出液口，两个竖向出液口中的一个竖向出液口通过液压管道与环压供给装置相接，且另 一个竖向出液口安装有压力表三；两个堵头上分别开有两个横向进液口和两个横向出液口，两个横向进液口和两个横向出液口均与橡胶隔离套的内腔相通；两个横向进液口中的 一个横向进液口分别与所述输水管道、输油管道、化学试剂输送管道和液压油输送管道相 接，且所述压力检测及显示单元一安装在另一个横向进液口上；两个横向出液口中的一个 横向出液口通过外接管道与所述液体容器相接，且所述压力检测及显示单元二安装在另一 个横向出液口。同时，本发明还公开了一种操作简便、实现方便、操作方式灵活且数据测量准确、 模拟实验效果好的水力脉冲辅助储层化学解堵实验方法，其特征在于该方法包括以下步 骤步骤一、被测试岩芯预处理首先，对被测试岩芯的外部尺寸进行测量，同时对经 烘干后的被测试岩芯的干重进行称量，并对测量结果和称量结果进行记录；再按照常规油 相渗透率测试方法，将被测试岩芯经烘干、抽真空和饱和模拟地层 水后再进行称量，并相应 获得被测试岩芯的湿重且对称量结果进行记录；随后，根据所记录数据，计算得出被测试岩 芯的空隙体积和孔隙度；步骤二、水驱实验并相应测得被测试岩芯的初始水驱渗透率，其实验过程如下201、将被测试岩芯经烘干、抽真空和饱和模拟地层水后装入岩芯夹持器内；再按 照需模拟地层的环境温度条件，通过加热装置将岩芯夹持器连同夹于其内部的被测试岩芯 一起加热至需模拟地层的环境温度，待加热至需模拟地层的环境温度后将所述恒温装置布 设在岩芯夹持器外部；202、参数调整按照需模拟地层的油藏压力条件，且通过所述控制器对环压供给 装置进行控制调整，使得环压供给装置加载在被测试岩芯上的环向压力与需模拟地层的油 藏压力相同；203、水驱替模拟实验关闭油路控制阀和化学试剂输送控制阀且开启水路控制 阀，同时启动环压供给装置和安装在所述输水管道上的泵送设备，实现通过自储水罐输至 岩芯夹持器内的模拟地层水对被测试岩芯进行水驱替动态模拟实验；且水驱替动态模拟实 验过程中，对所述压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二实时所检测的水压和所 述液体容器内的驱出水量进行连续观测，当所述压力检测及显示单元一和压力检测及显示 单元二之间所检测水压的差值保持稳定且所述液体容器内的驱出水量不变时，则水驱替动 态模拟实验结束；根据水驱替动态模拟实验过程中所用的模拟地层水量且按照水驱渗透率 的常规计算方法，计算得出测试岩芯的初始水驱渗透率；步骤三、按照实验预先设计的污染类型制造岩芯污染首先，关闭水路控制阀和化 学试剂输送控制阀且开启油路控制阀，同时启动安装在所述输油管道上的泵送设备，通过 自储油罐输至岩芯夹持器内的模拟地层油对被测试岩芯进行油驱替水动态模拟实验；且油 驱替水过程中，对所述压力检测及显示单元二实时所检测的水压和所述液体容器内的驱出 水量进行连续观测，当所述压力检测及显示单元二所检测水压数值保持稳定且所述液体容 器内的驱出水量不变时，则油驱替水动态模拟实验结束，此时被测试岩芯内处于充分饱和 油状态；之后，关闭水路控制阀和油路控制阀且开启化学试剂输送控制阀，同时启动安装 在所述输油管道上的泵送设备，按照实验预先设计的污染类型，将化学试剂存储罐内所存 储的岩芯污染用化学试剂输送至岩芯夹持器内，并使得夹于岩芯夹持器内的被测试岩芯处于污染状态步骤四、水驱实验并相应测得被测试岩芯污染后的水驱渗透率，按照步骤203所 述的水驱替模拟实验方法对步骤三中处于污染状态的被测试岩芯进行水驱替模拟实验，并 根据实验过程中所测得数据计算得出被测试岩芯污染后的水驱渗透率；步骤五、水力脉冲辅助化学试剂解堵实验，其实验过程如下501、参数调整对所述泵送装置的工作参数进行相应调整并对调整后的工作参数 作以记录，且通过调整所述泵送装置的工作参数，相应对水力脉冲波产生装置所产生水力 脉冲波的频率和振幅进行调整；502、设备预运行开启所述泵送装置进行预运行，且预运行时间为IOmin 30min ；503、在水力脉冲波振荡条件下通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器内的化学 解堵用化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯进行化学解堵实验；且进行化学解堵实验 时，能实现在进行水力振荡的同时进行化学解堵、先进行化学解堵再进行水力振荡和先进 行水力振荡再进行化学解堵三种化学解堵模拟实验；当需模拟在进行水力振荡的同时进行化学解堵时，则待所述泵送装置预运行结束 后，关闭油路控制阀且开启水路控制阀、化学试剂输送控制阀以及与安装在所述输水管道 和化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道上所安装的液压油 输送控制阀，实现在水力振荡和化学试剂解堵双重条件下，通过自化学试剂存储罐输至岩 芯夹持器内的化学解堵用化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯进行化学解堵实验；当需模拟先进行化学解堵再进行水力振荡实验时，则待所述泵送装置预运行结束 后，先关闭油路控制阀、水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相 接的液压油输送管道上所安装的液压油输送控制阀且开启化学试剂输送控制阀和与安装 在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道上所安装的液 压油输送控制阀，通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器内的化学解堵用化学试剂对处于 污染状态的被测试岩芯进行化学解堵实验；待所设定的化学解堵实验时间结束时，再关闭 油路控制阀、化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生 装置相接的液压油输送管道上所安装的液压油输送控制阀且开启水路控制阀和与安装在 所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道上所安装的液压油输送控 制阀，对经化学解堵实验后的被测试岩芯进行水力振荡；当需模拟先进行水力振荡再进行化学解堵时，则待所述泵送装置预运行结束后， 先关闭油路控制阀、化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲 波产生装置相接的液压油输送管道上所安装的液压油输送控制阀且开启水路控制阀和与 安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道上所安装的液压油 输送控制阀，对处于污染状态的被测试岩芯进行水力振荡实验；待所设定的水力振荡实验 时间结束时，再关闭油路控制阀、水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产 生装置相接的液压油输送管道上所安装的液压油输送控制阀且开启化学试剂输送控制阀 和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道上所 安装的液压油输送控制阀，通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器内的化学解堵用化学试 剂对经水力振荡且处于污染状态的被测试岩芯进行化学解堵实验；
步骤五中进行水力脉冲辅助化学试剂解堵实验过程中，环压供给装置始终处于开 启状态；步骤六、水驱实验并相应测得被测试岩芯化学解堵后的水驱渗透率按照步骤 203所述的水驱替模拟实验方法，对步骤五中经水力脉冲辅助化学试剂解堵后的被测试岩 芯进行水驱替模拟实验，并根据实验过程中所测得数据计算得出被测试岩芯化学解堵后的 水驱渗透率；步骤七、更换被测试岩芯，且重复步骤一至步骤六，分别对多个被更换的被测试岩 芯进行动态模拟实验；多次动态模拟实验中，步骤五中所述水力脉冲波产生装置所产生水 力脉冲波的频率和振幅均不相同，则每一次进行水力脉冲辅助化学试剂解堵实验时，在步 骤501中均需对水力脉冲波产生装置所产生水力脉冲波的频率和振幅进行调整；步骤八、数据整理对步骤二中计算得出的被测试岩芯的初始水驱渗透率、步骤四 中计算得出的被测试岩芯污染后的水驱渗透率和步骤六中被测试岩芯化学解堵后的水驱 渗透率进行对比；同时，对步骤七中在不同频率和不同振幅水力脉冲波振荡条件下被测试 岩芯的水驱渗透率进行对比，并将对比结果进行同步记录。 本发明与现有技术相比具有以下优点1、装置结构简单、设计合理且安装布设方便，使用操作简单，投入成本低，能高效、 快速完成储层的化学解堵实验。2、实用价值高且推广应用前景广泛，本发明用不同频率、不同振幅水力脉冲进行 室内深度酸化和化学解堵动态模拟实验，并相应形成水力脉冲波辅助化学解堵实验方法， 对现有油层深度酸化与化学解堵技术进行创新，在不同频率水力脉冲条件下进行的室内深 度酸化和化学解堵动态模拟实验，具有良好的化学解堵效果，并能有效扩大应用到油田中 后期的开采中。3、化学解堵效果好，本发明所提出的水力脉冲波辅助化学解堵是采用不同频率、 不同功率的水力脉冲波辅助储层岩芯酸化和化学解堵动态模拟实验，充分利用了水力脉冲 波物理场与化学剂间的协同效应其中，水力脉冲波的波动作用可提高化学剂活性，延长化 学剂作用距离及有效期；化学剂反应、侵蚀作用可溶解、松动储层堵塞物，进而提高水力脉 冲波作用效果。并将该技术逐步扩大应用到低渗、特低渗、稠油、超稠油等特种油气藏的增 产增注与提高原油采收率中。4、针对常规酸化和化学解堵技术存在的成本高以及对储层、环境污染大等问题， 本发明可更大程度上提高油水井增产增注的工作效率，并提高原油的采收率，同时对外界 环境几乎无任何污染。5、本发明通过对管线中的流体施加不同频率、功率的水力脉动作用，可以使驱替 过程中管线中的流体产生高速的前冲速度，以脉冲的形式作用于岩芯，它可以在饱和流体 多孔介质中建立起振动场，以强烈的交变压力作用于油层，在油层内产生周期性的张应力 和压应力，对岩石孔隙介质产生剪切作用，使岩石孔隙表面的粘土胶结物被振动脱落，解除 孔喉堵塞。在脉冲振荡波的作用下，近井地层孔道中的机械杂质与孔道壁间的结合力将在 疲劳应力下遭受破坏，逐渐剥落，并随地层中流体的运动流入井筒，达到解除地层杂质堵塞 的目的。当压力波幅度和强度达到或接近岩石破裂压力时，地层近井地带就会形成微裂缝 网络，在周期性压力作用下，随着波动能量积聚，逐渐撑开地层深处的裂缝，沟通液流通道，起到解堵作用。不同频率、功率压力波对油层流体的物性和流态也会产生影响，可改变固液 界面动态，克服岩石颗粒表面原油的吸附亲合力，使油膜脱落、破坏或改变微孔隙内毛管力 的平衡，克服毛管力的束缚滞留效应，从而减弱液阻效应，减少流动阻力，可极大地发挥油 层生产潜力。
6、工作性能稳定、可靠，本发明利用高压计量泵供液，由高频脉冲伺服阀产生高压 水力脉冲，利用水力脉冲进行的岩芯驱替实验。因而能扩大应用到油田中后期的开采中，可 广泛用于油田开发研究和其他行业的地层性能研究中，为实际生产提供科学依据。7、将高效、无污染的物理解堵技术与常规化学解堵技术联作，通过水力脉冲波的 振动剥落作用、造缝作用等，可减少化学解堵剂在近井带的消耗，延长化学解堵剂穿透距离 及有效期，且振动的化学剂具有较高的活性，使得复合解堵效果将得到显著提高。8、使用操作简便且使用操作方式灵活，进行化学解堵实验时，能实现在进行水力 振荡的同时进行化学解堵、先进行化学解堵再进行水力振荡和先进行水力振荡再进行化学 解堵三种化学解堵模拟实验。9、本发明模拟地层温度25 120°C，模拟油藏压力5 25MPa，模拟水力波频 率20 200Hz ；实验用剂盐酸、氢氟酸、土酸、强氧化剂、溶剂、热化学剂等酸化液和化学 解堵剂等。10、工作状态稳定，利用计量泵和高频脉冲伺服阀将水力脉冲波加载到岩芯夹持 器内的岩芯上，水力脉冲辅助化学试剂解堵实验中，在完成化学解堵的同时利用脉冲水对 岩芯中的原油进行驱替，记录每次实验的时间，记录与时间对应的驱出油量，水量和压力 值；进行数据处理，即可得出水力脉冲振动条件下岩芯的最终采收率，残余油饱和度。11、适用面广，本发明所提出的利用计量泵和高频脉冲伺服阀将水力脉冲波加载 到岩芯夹持器内的岩芯上的方法，使得储层敏感性实验在水力脉冲的条件下运行，并能对 应得出脉冲条件下岩芯的敏感性特征；同时，能相应得出脉冲条件下岩芯的最终采收率和 残余油饱和度。因而，本发明能有效推广适用至水力脉冲条件下的储层敏感性实验及其它 行业的储层化学解堵实验中。因而，本发明可广泛用于油田开发研究和其他行业的地层性 能研究中，为实际生产提供科学依据。综上，本发明设计合理、安装布设方便、功能完善且使用操作简便、使用效果好，可 以在注水压力作用下实现化学解堵的脉冲波动化，对油层起到定量配水和水力脉冲振荡处 理作用，使水力脉冲振荡变成长期的预防措施，并能提高实际化学解堵效果，延长解堵有效 期。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置的使用状态参考图。图2为本发明水力脉冲波产生装置的结构示意图。图3为本发明岩芯夹持器的结构示意图。图4为本发明水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置的电路原理框图。图5为本发明进行水力脉冲辅助储层化学解堵实验的方法流程图。附图标记说明
1-被测试岩芯；2-岩芯夹持器；2-1-夹持器外壳；2-2-堵头；2-3-横向进液口；2_4_横向出液口；2-6-橡胶隔离套；2-7-竖向出液口；2_8_垫圈；2-9-压力表三；2-10-支撑腿；3_液压管道；4-环压供给装置；5-中间过渡容器；6-液压油输送管道；7-液压油储罐；8-液压油输送控制阀；9-计量柱塞泵；10-玻璃量筒；11-储能罐；12-高频脉冲伺服阀；12-1-T字形活塞；12-2-进油口 ；12-3-复位弹簧；12-4-出油口；12-5-圆柱状活塞缸；12-6-密封帽；12-7-减震弹簧；13-三通壳体；13_1_水平向活塞插装口；13-2-竖向进液孔；13-3-竖向出液孔；14-驱替液存储罐；15-输送管道；16-回流管道；18-控制阀门；19-控制器；20-参数设置单元；22-压力表一；23-压力表二；24-平流泵；25-真空泵。
具体实施例方式如图1、图4所示的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，包括用于夹持被测 试岩芯1的岩芯夹持器2、布设在岩芯夹持器2外侧的恒温箱、通过液压管道3与岩芯夹持 器2的环压接口相接且对夹于岩芯夹持器2内部的被测试岩芯1施加环向压力的环压供给 装置4、通过化学试剂输送管道与岩芯夹持器2的进液口相接的化学试剂存储罐、分别通过 输水管道和输油管道与岩芯夹持器2的进液口相接且内部分别装有模拟地层水和模拟地 层油的储水罐和储油罐以及通过外接管道与岩芯夹持器2的出液口相接的液体容器，所述 液体容器上标有对其内部所存储溶液体积进行测量的刻度，所述输水管道、输油管道和化 学试剂输送管道上均装有中间过渡容器5，所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上 分别装有水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀。所述储水罐、储油罐和化学试剂 存储罐与中间过渡容器5之间的输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均装有泵送设 备。所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均安装有水力脉冲波产生装置，所述水 力脉冲波产生装置通过液压油输送管道6与液压油储罐7相接，所述液压油输送管道6上 安装有液压油输送控制阀8，且所述液压油输送管道6上装有用于形成高压液流的泵送装 置和通过内部所存储压力对所述泵送装置所输出的高压液流进行缓冲的储能罐11。所述岩 芯夹持器2的进液口和出液口上分别安装有压力检测及显示单元一和压力检测及显示单兀二。本实施例中，所述液压油储罐7用a3钢板加工成型，可根据需要制作为圆柱状或 立方体状且其容量为20L，液压油储罐7上部开有加液口和排气孔。所述泵送装置的输出 压力为0 15MPa且其流量为0 lL/h。所述储能罐11用a3钢板加工成型，容量为20L， 且其为耐压15MPa的密闭容器。所述液压油输送管道6上所安装中间过渡容器5的容积为 500mml，且其用lCrl7Ni9Ti加工成型，所述中间过渡容器5的进液口和出液口分别布设在 中间过渡容器5的下部和上部。所述液压油储罐7由lCrl7Ni9Ti板材加工成型，且其容积为2L，用于储存实验用的。所述泵送装置将自所述储水罐和储油罐6输出的模拟地层水和模拟地层油生成高压液 流，储能罐U内部储存有一定压力并对所述高压液流进行缓冲以维持实验过程的平稳性， 中间过渡容器5用来平衡压力且可起到缓冲作用，水力脉冲波产生装置产生高频水力脉 冲。所述压力检测及显示单元一用来测量驱替压力，岩芯夹持器2用于固定被测试岩芯1， 环压供给装置4给夹于岩芯夹持器2内的被测试岩芯1外围施加地层模拟压力，所述压力 检测及显示单元二用来测量驱替出口压力，所述液体容器用来计量驱替出液量。实际使用过程中，所述储水罐、储油罐和化学试剂存储罐均由lCrl7Ni9Ti板材加 工成型且分别用于储存实验需用的模拟地层水、模拟地层油、岩芯污染用化学试剂和解堵 用化学试剂等驱替溶液。所述驱替溶液经平流泵24加压输送至中间过渡容器5，所述输水 管道、输油管道和化学试剂输送管道上所安装中间过渡容器5的容积为1000ml。结合图2，所述水力脉冲波产生装置包括高频脉冲伺服阀12和分别对应安装在所 述输水管道、输油管道或化学试剂输送管道的三通壳体13，所述液压油储罐7通过液压油 输送管道6与高频脉冲伺服阀12的进液口相接。 所述三通壳体13的中部侧壁上开有一个后部密封的水平向活塞插装口 13-1， 三通壳体13的上部由上至下开有一个与水平向活塞插装口 13-1内部相通的竖向出液孔 13-3，且三通壳体13的下部由下至上开有一个与水平向活塞插装口 13-1内部相通的竖向 进液孔13-2。所述输水管道、输油管道或化学试剂输送管道均通过三通壳体13分为前段输 送管路和后段输送管路两个管路，所述前段输送管路的前端对应分别与所述储水罐、储油 罐或化学试剂存储罐的出液口相接且其后端与竖向进液孔13-2相接，所述后段输送管路 的前端与竖向出液孔13-3相接且其后端与岩芯夹持器2的进液口相接。所述高频脉冲伺服阀12包括内部开有水平向活塞腔的密封外壳和能水平左右来 回移动且后端部自所述密封外壳后部伸出并插至水平向活塞插装口 13-1内的T字形活塞 12-1，所述T字形活塞12-1包括水平向活塞杆和安装在所述水平向活塞杆正前方的活塞 头，所述活塞头的外部结构和尺寸均与所述水平向活塞腔的结构和尺寸相同，所述水平向 活塞杆后部插至水平向活塞插装口 13-1内且其结构和尺寸均与水平向活塞插装口 13-1 的结构和尺寸相同，所述水平向活塞腔通过所述活塞头分为左右两个腔体。所述密封外壳 前部开有与液压油输送管道6相接的进油口 12-2，所述水平向活塞杆上套装有复位弹簧 12-3，复位弹簧12-3卡装在所述活塞头后部与所述密封外壳的后部内壁之间，所述密封外 壳的中后部侧壁上开有出油口 12-4，所述出油口 12-4通过回流管道16与液压油储罐7的 进油口相接。本实施例中，所述储能罐11与高频脉冲伺服阀12的进液口之间的液压油输送管 道6上装有中间过渡容器5。所述水平向活塞腔为圆柱状活塞腔，所述水平向活塞杆和所述活塞头的横截面形 状均为圆柱形，所述活塞头的外径与所述圆柱状活塞腔的内径相同，所述T字形活塞12-1 同轴安装在所述圆柱状活塞腔内。所述进油口 12-2布设在所述密封外壳的前部侧壁上，所 述竖向出液孔13-3布设在竖向进液孔13-2的前方。所述活塞头前部与所述密封外壳的前 部内壁之间卡装有减震弹簧12-7，所述活塞头的正前部设置有供减震弹簧12-7安装在安 装凸台。所述密封外壳由后部开口的圆柱状活塞缸12-5和同轴密封套装在圆柱状活塞缸12-5后部的密封帽12-6，所述密封帽12-6上开有供所述水平向活塞杆穿出的通孔，所述通 孔的结构和尺寸均与所述水平向活塞杆的结构和尺寸相同。本实施例中，所述密封外壳由30CrMiGr经过调质后加工成型，T字形活塞12_1由 30CrMiGr经过调质后加工成型，复位弹簧12_3和减震弹簧12_7均用65Mi加工成型，密封 帽12-6用45号钢经过热处理后加工成型，且圆柱状活塞缸12-5与密封帽12_6之间以螺 纹方式进行连接，三通壳体13由lCrl7Ni9Ti加工成型本实施例中，所述泵送装置为计量柱塞泵9，所述泵送设备为平流泵24。所述液体 容器为刻度管，且所述刻度管为刻度单位为0. Iml的玻璃量筒10。实际使用时，也可以选用 其它刻度单位为0. Iml的玻璃量筒10。实际使用过程中，计量柱塞泵9输出的高压液压油经中间过渡容器5进行缓冲后 送入高频脉冲伺服阀12的进油口 12-2，并相应推动T字形活塞12-1水平向后移动，并相 应对由竖向进液孔13-2流至竖向出液孔13-3的驱替液进行冲击，T字形活塞12-1水平向 后移动过程中逐渐压缩复位弹簧12-3，且当T字形活塞12-1运动至出油口 12-4时，开始 泄压，即所述水平向活塞腔内的高压液压油自出油口 12-4排出，且自出油口 12-4排出的高 压液压油通过回流管道16回流至液压油储罐7;当水平向活塞腔内的高压液压油自出油口 12-4排出后，且当复位弹簧12-3的弹力大于高压液压油对T字形活塞12-1的推力时，T字 形活塞12-1在复位弹簧12-3的作用下返回原位，如此不断往复，并相应对竖向进液孔13-2 流至竖向出液孔13-3的驱替液不断进行冲击，从而在竖向出液孔13-3内内产生水力脉冲， 用于对夹于岩芯夹持器2内的被测试岩芯1进行化学解堵实验。本实施例中，所述储水罐、储油罐和化学试剂存储罐共用一个驱替液存储罐14，所 述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道共用一个输送管道15，所述水路控制阀、油路控 制阀和化学试剂输送控制阀共用一个控制阀门18，且所述输水管道、输油管道和化学试剂 输送管道共用一个泵送设备且三者共用一个水力脉冲波产生装置。实际对夹于岩芯夹持器 2内的被测试岩芯1进行水驱、油驱、制造岩芯污染和化学解堵时，只需将驱替液存储罐14 内所存储溶液进行相应替换即可。实际使用过程中，也可以将所述储水罐和储油罐共用一个驱替液存储罐14，所述 输水管道和输油管道共用一个输送管道15，所述水路控制阀和油路控制阀共用一个控制阀 门，且所述输水管道和输油管道共用一个泵送设备且三者共用一个水力脉冲波产生装置。 另外，单独设置有一个化学试剂存储罐和一个化学试剂输送管道。本实施例中，所述压力检测单元一和所述压力检测单元二均为压力表。所述计量 柱塞泵9的量程为0 15MPa，所述压力检测及显示单元一为量程为0 15MPa的压力表一 22，所述压力检测及显示单元二为量程为0 IMPa的压力表二 23。结合图3，本实施例中，所述岩芯夹持器2包括左右两端均开口的夹持器外壳2-1、 同轴套装在夹持器外壳2-1内且左右两端均开口的橡胶隔离套2-6以及两个分别对夹持器 外壳2-1和橡胶隔离套2-6的左右两端开口进行封堵的堵头2-2，所述被测试岩芯1同轴套 装在橡胶隔离套2-6内部。所述夹持器外壳2-1的上部侧壁上开有与其内腔相通的两个竖 向出液口 2-7，两个竖向出液口 2-7中的一个竖向出液口 2-7通过液压管道3与环压供给 装置4相接(此竖向出液口 2-7为环压接口)，且另一个竖向出液口 2-7安装有压力表三 2-9。两个堵头2-2上分别开有两个横向进液口 2-3和两个横向出液口 2-4，两个横向进液口2-3和两个横向出液口 2-4均与橡胶隔离套2-6的内腔相通。两个横向进液口 2-3中的一 个横向进液口 2-3分别与所述输水管道、输油管道、化学试剂输送管道和液压油输送管道6 相接，且压力表一 22安装在另一个横向进液口 2-3上。两个横向出液口 2-4中的一个横向 出液口 2-4通过外接管道与所述液体容器相接且此横向出液口 2-4通过连接管道与真空泵 25相接，压力表二 23安装在另一个横向出液口 2-4。两个堵头2-2的前端部与被测试岩芯 1的左右端部之间垫装有垫圈2-8，夹持器外壳2-1下部设置有支撑腿2-10。本实施例中，所述横向进液口 2-3、横向出液口 2-4和竖向出液口 2_7上均安装有 管线压紧帽，且所述管线压紧帽由lCrl7Ni9Ti加工成型，堵头2_2由lCrl7Ni9Ti加工成 型，夹持器外壳2-1由lCrl7Ni9Ti加工成型，垫圈2_8由lCrl7Ni9Ti加工成型。实际安装 时，先在夹持器外壳2-1 —端安装堵头2-2，将被测试岩芯1装入夹持器外壳2-1后，再安装 另一端的堵头2-2。
同时，本发明所述的水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置还包括控制器19和与 控制器19相接的参数设置单元20，所述水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀 (即控制阀门18)以及液压油输送控制阀8均为电磁控制阀。所述控制阀门18和液压油输 送控制阀8均与控制器19相接且均由控制器19进行控制。所述计量柱塞泵9、平流泵24 和真空泵25均与控制器19相接且均由控制器19进行控制。另外，实际操作过程中，所述 压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二还可以采用压力传感器对所输送水压和 油压进行实时检测，并将所检测信号同步分别传送至控制器19，并通过与控制器19相接的 显示器对所检测压力进行同步显示。如图5所示的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验方法，包括以下步骤步骤一、被测试岩芯预处理首先，对被测试岩芯1的外部尺寸进行测量，同时对 经烘干后的被测试岩芯1的干重进行称量，并对测量结果和称量结果进行记录；再按照常 规油相渗透率测试方法，将被测试岩芯1经烘干、抽真空和饱和模拟地层水后再进行称量， 并相应获得被测试岩芯1的湿重且对称量结果进行记录；随后，根据所记录数据，计算得出 被测试岩芯1的空隙体积和孔隙度。步骤二、水驱实验并相应测得被测试岩芯1的初始水驱渗透率，其实验过程如下201、将被测试岩芯1经烘干、抽真空和饱和模拟地层水后装入岩芯夹持器2内；再 按照需模拟地层的环境温度条件，通过加热装置将岩芯夹持器2连同夹于其内部的被测试 岩芯一起加热至需模拟地层的环境温度，待加热至需模拟地层的环境温度后将所述恒温装 置布设在岩芯夹持器2外部。202、参数调整按照需模拟地层的油藏压力条件，且通过所述控制器对环压供给 装置4进行控制调整，使得环压供给装置4加载在被测试岩芯上的环向压力与需模拟地层 的油藏压力相同。203、水驱替模拟实验关闭油路控制阀和化学试剂输送控制阀且开启水路控制 阀，同时启动环压供给装置4和安装在所述输水管道上的泵送设备，实现通过自储水罐输 至岩芯夹持器2内的模拟地层水对被测试岩芯1进行水驱替动态模拟实验；且水驱替动态 模拟实验过程中，对所述压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二实时所检测的水 压和所述液体容器内的驱出水量进行连续观测，当所述压力检测及显示单元一和压力检测 及显示单元二之间所检测水压的差值保持稳定且所述液体容器内的驱出水量不变时，则水驱替动态模拟实验结束；根据水驱替动态模拟实验过程中所用的模拟地层水量且按照水驱 渗透率的常规计算方法，计算得出测试岩芯1的初始水驱渗透率。步骤三、按照实验预先设计的污染类型制造岩芯污染首先，关闭水路控制阀和化 学试剂输送控制阀且开启油路控制阀，同时启动安装在所述输油管道上的泵送设备，通过 自储油罐输至岩芯夹持器2内的模拟地层油对被测试岩芯1进行油驱替水动态模拟实验； 且油驱替水过程中，对所述压力检测及显示单元二实时所检测的水压和所述液体容器内的 驱出水量进行连续观测，当所述压力检测及显示单元二所检测水压数值保持稳定且所述液 体容器内的驱出水量不变时，则油驱替水动态模拟实验结束，此时被测试岩芯1内处于充 分饱和油状态。 之后，关闭水路控制阀和油路控制阀且开启化学试剂输送控制阀，同时启动安装 在所述输油管道上的泵送设备，按照实验预先设计的污染类型，将化学试剂存储罐内所存 储的岩芯污染用化学试剂输送至岩芯夹持器2内，并使得夹于岩芯夹持器2内的被测试岩 芯1处于污染状态。步骤四、水驱实验并相应测得被测试岩芯1污染后的水驱渗透率，按照步骤203所 述的水驱替模拟实验方法对步骤三中处于污染状态的被测试岩芯1进行水驱替模拟实验， 并根据实验过程中所测得数据计算得出被测试岩芯1污染后的水驱渗透率。步骤五、水力脉冲辅助化学试剂解堵实验，其实验过程如下501、参数调整对所述泵送装置的工作参数进行相应调整并对调整后的工作参数 作以记录，且通过调整所述泵送装置的工作参数，相应对水力脉冲波产生装置所产生水力 脉冲波的频率和振幅进行调整。502、设备预运行开启所述泵送装置进行预运行，且预运行时间为IOmin 30mino503、在水力脉冲波振荡条件下通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器2内的化 学解堵用化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯1进行化学解堵实验；且进行化学解堵实 验时，能实现在进行水力振荡的同时进行化学解堵、先进行化学解堵再进行水力振荡和先 进行水力振荡再进行化学解堵三种化学解堵模拟实验。当需模拟在进行水力振荡的同时进行化学解堵时，则待所述泵送装置预运行结束 后，关闭油路控制阀且开启水路控制阀、化学试剂输送控制阀以及与安装在所述输水管道 和化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装的液压 油输送控制阀8，实现在水力振荡和化学试剂解堵双重条件下，通过自化学试剂存储罐输至 岩芯夹持器2内的化学解堵用化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯1进行化学解堵实 验。当需模拟先进行化学解堵再进行水力振荡实验时，则待所述泵送装置预运行结束 后，先关闭油路控制阀、水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相 接的液压油输送管道6上所安装的液压油输送控制阀8且开启化学试剂输送控制阀和与安 装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装 的液压油输送控制阀8，通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器2内的化学解堵用化学试 剂对处于污染状态的被测试岩芯1进行化学解堵实验；待所设定的化学解堵实验时间结束 时，再关闭油路控制阀、化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装的液压油输送控制阀8且开启水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装 的液压油输送控制阀8，对经化学解堵实验后的被测试岩芯1进行水力振荡。当需模拟先进行水力振荡再进行化学解堵时，则待所述泵送装置预运行结束后， 先关闭油路控制阀、化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲 波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装的液压油输送控制阀8且开启水路控制阀和 与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装的液 压油输送控制阀8，对处于污染状态的被测试岩芯1进行水力振荡实验；待所设定的水力振 荡实验时间结束时，再关闭油路控制阀、水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉 冲波产生装置相接的液压油输送管道6上所安装的液压油输送控制阀8且开启化学试剂输 送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送 管道6上所安装的液压油输送控制阀8，通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器2内的化学 解堵用化学试剂对经水力振荡且处于污染状态的被测试岩芯1进行化学解堵实验。且水力脉冲辅助化学试剂解堵实验中，在完成化学解堵的同时也进行水驱替油动 态实验，则水力脉冲辅助化学试剂解堵实验过程中，分多个时间点对水力脉冲辅助化学试 剂解堵实验过程中的相关参数分别进行记录，所述相关参数包括与各时间点相对应的记录 时间、驱出油量、用水量、所用水压值和环向压力值，所述驱出油量为通过所述液体容器上 的刻度测试出的由被测试岩芯驱出至所述液体容器内的模拟地层油数量，所述用水量为储 水罐内所消耗的模拟地层水数量，所用水压值为所述压力检测及显示单元一所检测的水压 值，所述环向压力值为环压供给装置3加载在被测试岩芯上的环向压力值。步骤五中进行水力脉冲辅助化学试剂解堵实验过程中，环压供给装置4始终处于 开启状态。步骤六、水驱实验并相应测得被测试岩芯1化学解堵后的水驱渗透率按照步骤 203所述的水驱替模拟实验方法，对步骤五中经水力脉冲辅助化学试剂解堵后的被测试岩 芯1进行水驱替模拟实验，并根据实验过程中所测得数据计算得出被测试岩芯1化学解堵 后的水驱渗透率。步骤七、更换被测试岩芯1，且重复步骤一至步骤六，分别对多个被更换的被测试 岩芯1进行动态模拟实验；多次动态模拟实验中，步骤五中所述水力脉冲波产生装置所产 生水力脉冲波的频率和振幅均不相同，则每一次进行水力脉冲辅助化学试剂解堵实验时， 在步骤501中均需对水力脉冲波产生装置所产生水力脉冲波的频率和振幅进行调整。步骤八、数据整理对步骤二中计算得出的被测试岩芯1的初始水驱渗透率、步骤 四中计算得出的被测试岩芯1污染后的水驱渗透率和步骤六中被测试岩芯1化学解堵后的 水驱渗透率进行对比；同时，对步骤七中在不同频率和不同振幅水力脉冲波振荡条件下被 测试岩芯1的水驱渗透率进行对比，并将对比结果进行同步记录。同时，可根据所记录的实 验数据，计算出在不同频率、不同振幅水力脉冲波作用条件下，被测试岩芯1的水相渗透率 和油相渗透率。综上，通过本发明能够计算出不同频率、不同振幅水力脉冲振荡条件下，被测试岩 芯1的渗透率的变化情况，用于评价水力脉冲辅助化学解堵的增产增注效果。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改 、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
权利要求
一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在于包括用于夹持被测试岩芯(1)的岩芯夹持器(2)、布设在岩芯夹持器(2)外侧的恒温箱、通过液压管道(3)与岩芯夹持器(2)的环压接口相接且对夹于岩芯夹持器(2)内部的被测试岩芯(1)施加环向压力的环压供给装置(4)、通过化学试剂输送管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接的化学试剂存储罐、分别通过输水管道和输油管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且内部分别装有模拟地层水和模拟地层油的储水罐和储油罐以及通过外接管道与岩芯夹持器(2)的出液口相接的液体容器，所述液体容器上标有对其内部所存储溶液体积进行测量的刻度，所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均装有中间过渡容器(5)，所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上分别装有水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀；所述储水罐、储油罐和化学试剂存储罐与中间过渡容器(5)之间的输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均装有泵送设备；所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均安装有水力脉冲波产生装置，所述水力脉冲波产生装置通过液压油输送管道(6)与液压油储罐(7)相接，所述液压油输送管道(6)上安装有液压油输送控制阀(8)，且所述液压油输送管道(6)上装有用于形成高压液流的泵送装置和通过内部所存储压力对所述泵送装置所输出的高压液流进行缓冲的储能罐(11)；所述岩芯夹持器(2)的进液口和出液口上分别安装有压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二。
2.按照权利要求1所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在于所 述水力脉冲波产生装置包括高频脉冲伺服阀(12)和分别对应安装在所述输水管道、输油 管道或化学试剂输送管道的三通壳体(13)，所述液压油储罐(7)通过液压油输送管道(6) 与高频脉冲伺服阀(12)的进液口相接；所述三通壳体(13)的中部侧壁上开有一个后部密封的水平向活塞插装口(13-1)，三 通壳体(13)的上部由上至下开有一个与水平向活塞插装口(13-1)内部相通的竖向出液孔 (13-3)，且三通壳体(13)的下部由下至上开有一个与水平向活塞插装口(13-1)内部相通 的竖向进液孔(13-2)；所述输水管道、输油管道或化学试剂输送管道均通过三通壳体(13) 分为前段输送管路和后段输送管路两个管路，所述前段输送管路的前端对应分别与所述储 水罐、储油罐或化学试剂存储罐的出液口相接且其后端与竖向进液孔(13-2)相接，所述后 段输送管路的前端与竖向出液孔(13-3)相接且其后端与岩芯夹持器(2)的进液口相接；所述高频脉冲伺服阀(12)包括内部开有水平向活塞腔的密封外壳和能水平左右来回 移动且后端部自所述密封外壳后部伸出并插至水平向活塞插装口(13-1)内的T字形活塞 (12-1)，所述T字形活塞(12-1)包括水平向活塞杆和安装在所述水平向活塞杆正前方的 活塞头，所述活塞头的外部结构和尺寸均与所述水平向活塞腔的结构和尺寸相同，所述水 平向活塞杆后部插至水平向活塞插装口(13-1)内且其结构和尺寸均与水平向活塞插装口 (13-1)的结构和尺寸相同，所述水平向活塞腔通过所述活塞头分为左右两个腔体；所述密 封外壳前部开有与液压油输送管道(6)相接的进油口(12-2)，所述水平向活塞杆上套装有 复位弹簧(12-3)，复位弹簧(12-3)卡装在所述活塞头后部与所述密封外壳的后部内壁之 间，所述密封外壳的中后部侧壁上开有出油口(12-4)，所述出油口(12-4)通过回流管道 (16)与液压油储罐(7)的进油口相接。
3.按照权利要求2所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在于所 述储能罐(11)与高频脉冲伺服阀(12)的进液口之间的液压油输送管道(6)上装有中间过渡容器(5)。
4.按照权利要求2或3所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在于 所述水平向活塞腔为圆柱状活塞腔，所述水平向活塞杆和所述活塞头的横截面形状均为圆 柱形，所述活塞头的外径与所述圆柱状活塞腔的内径相同，所述T字形活塞(12-1)同轴安 装在所述圆柱状活塞腔内；进油口(12-2)布设在所述密封外壳的前部侧壁上，所述竖向出 液孔(13-3)布设在竖向进液孔(13-2)的前方。
5.按照权利要求4所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在于所 述活塞头前部与所述密封外壳的前部内壁之间卡装有减震弹簧(12-7)，所述活塞头的正前 部设置有供减震弹簧(12-7)安装在安装凸台。
6.按照权利要求1、2或3所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在 于所述储水罐、储油罐和化学试剂存储罐共用一个驱替液存储罐(14)，所述输水管道、输 油管道和化学试剂输送管道共用一个输送管道(15)，所述水路控制阀、油路控制阀和化学 试剂输送控制阀共用一个控制阀门(18)，且所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道 共用一个泵送设备且三者共用一个水力脉冲波产生装置。
7.按照权利要求1、2或3所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在 于所述泵送装置为计量柱塞泵(9)，所述泵送设备为平流泵(24)。
8.按照权利要求1、2或3所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在 于所述液体容器为刻度管，且所述刻度管为刻度单位为0. Iml的玻璃量筒(10)。
9.按照权利要求1、2或3所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置，其特征在 于所述岩芯夹持器(2)包括左右两端均开口的夹持器外壳(2-1)、同轴套装在夹持器外壳 (2-1)内且左右两端均开口的橡胶隔离套(2-6)以及两个分别对夹持器外壳(2-1)和橡胶 隔离套(2-6)的左右两端开口进行封堵的堵头(2-2)，所述被测试岩芯(1)同轴套装在橡胶 隔离套(2-6)内部；所述夹持器外壳(2-1)的上部侧壁上开有与其内腔相通的两个竖向出 液口(2-7)，两个竖向出液口(2-7)中的一个竖向出液口(2-7)通过液压管道(3)与环压 供给装置(4)相接，且另一个竖向出液口(2-7)安装有压力表三(2-9)；两个堵头(2-2)上 分别开有两个横向进液口(2-3)和两个横向出液口(2-4)，两个横向进液口(2-3)和两个 横向出液口(2-4)均与橡胶隔离套(2-6)的内腔相通；两个横向进液口(2-3)中的一个横 向进液口(2-3)分别与所述输水管道、输油管道、化学试剂输送管道和液压油输送管道(6) 相接，且所述压力检测及显示单元一安装在另一个横向进液口(2-3)上；两个横向出液口 (2-4)中的一个横向出液口(2-4)通过外接管道与所述液体容器相接，且所述压力检测及 显示单元二安装在另一个横向出液口(2-4)上。
10.一种利用如权利要求1所述的一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置进行化学 解堵的实验方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、被测试岩芯预处理首先，对被测试岩芯(1)的外部尺寸进行测量，同时对经 烘干后的被测试岩芯(1)的干重进行称量，并对测量结果和称量结果进行记录；再按照常 规油相渗透率测试方法，将被测试岩芯(1)经烘干、抽真空和饱和模拟地层水后再进行称 量，并相应获得被测试岩芯(1)的湿重且对称量结果进行记录；随后，根据所记录数据，计 算得出被测试岩芯(1)的空隙体积和孔隙度；步骤二、水驱实验并相应测得被测试岩芯(1)的初始水驱渗透率，其实验过程如下，201、将被测试岩芯(1)经烘干、抽真空和饱和模拟地层水后装入岩芯夹持器(2)内；再 按照需模拟地层的环境温度条件，通过加热装置将岩芯夹持器(2)连同夹于其内部的被测 试岩芯一起加热至需模拟地层的环境温度，待加热至需模拟地层的环境温度后将所述恒温 装置布设在岩芯夹持器(2)外部；，202、参数调整按照需模拟地层的油藏压力条件，且通过所述控制器对环压供给装置 (4)进行控制调整，使得环压供给装置(4)加载在被测试岩芯上的环向压力与需模拟地层 的油藏压力相同；，203、水驱替模拟实验关闭油路控制阀和化学试剂输送控制阀且开启水路控制阀，同 时启动环压供给装置(4)和安装在所述输水管道上的泵送设备，实现通过自储水罐输至岩 芯夹持器 (2)内的模拟地层水对被测试岩芯(1)进行水驱替动态模拟实验；且水驱替动态 模拟实验过程中，对所述压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二实时所检测的水 压和所述液体容器内的驱出水量进行连续观测，当所述压力检测及显示单元一和压力检测 及显示单元二之间所检测水压的差值保持稳定且所述液体容器内的驱出水量不变时，则水 驱替动态模拟实验结束；根据水驱替动态模拟实验过程中所用的模拟地层水量且按照水驱 渗透率的常规计算方法，计算得出测试岩芯(1)的初始水驱渗透率；步骤三、按照实验预先设计的污染类型制造岩芯污染首先，关闭水路控制阀和化学试 剂输送控制阀且开启油路控制阀，同时启动安装在所述输油管道上的泵送设备，通过自储 油罐输至岩芯夹持器(2)内的模拟地层油对被测试岩芯(1)进行油驱替水动态模拟实验； 且油驱替水过程中，对所述压力检测及显示单元二实时所检测的水压和所述液体容器内的 驱出水量进行连续观测，当所述压力检测及显示单元二所检测水压数值保持稳定且所述液 体容器内的驱出水量不变时，则油驱替水动态模拟实验结束，此时被测试岩芯(1)内处于 充分饱和油状态；之后，关闭水路控制阀和油路控制阀且开启化学试剂输送控制阀，同时启动安装在所 述输油管道上的泵送设备，按照实验预先设计的污染类型，将化学试剂存储罐内所存储的 岩芯污染用化学试剂输送至岩芯夹持器(2)内，并使得夹于岩芯夹持器(2)内的被测试岩 芯(1)处于污染状态；步骤四、水驱实验并相应测得被测试岩芯(1)污染后的水驱渗透率，按照步骤203所述 的水驱替模拟实验方法对步骤三中处于污染状态的被测试岩芯(1)进行水驱替模拟实验， 并根据实验过程中所测得数据计算得出被测试岩芯(1)污染后的水驱渗透率；步骤五、水力脉冲辅助化学试剂解堵实验，其实验过程如下，501、参数调整对所述泵送装置的工作参数进行相应调整并对调整后的工作参数作以 记录，且通过调整所述泵送装置的工作参数，相应对水力脉冲波产生装置所产生水力脉冲 波的频率和振幅进行调整；，502、设备预运行开启所述泵送装置进行预运行，且预运行时间为IOmin 30min；，503、在水力脉冲波振荡条件下通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器(2)内的化学 解堵用化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯(1)进行化学解堵实验；且进行化学解堵实 验时，能实现在进行水力振荡的同时进行化学解堵、先进行化学解堵再进行水力振荡和先 进行水力振荡再进行化学解堵三种化学解堵模拟实验；当需模拟在进行水力振荡的同时进行化学解堵时，则待所述泵送装置预运行结束后，关闭油路控制阀且开启水路控制阀、化学试剂输送控制阀以及与安装在所述输水管道和化 学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道(6)上所安装的液压油 输送控制阀(8)，实现在水力振荡和化学试剂解堵双重条件下，通过自化学试剂存储罐输至 岩芯夹持器(2)内的化学解堵用化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯(1)进行化学解堵 实验；当需模拟先进行化学解堵再进行水力振荡实验时，则待所述泵送装置预运行结束后， 先关闭油路控制阀、水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的 液压油输送管道(6)上所安装的液压油输送 控制阀(8)且开启化学试剂输送控制阀和与安 装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道(6)上所安 装的液压油输送控制阀(8)，通过自化学试剂存储罐输至岩芯夹持器(2)内的化学解堵用 化学试剂对处于污染状态的被测试岩芯(1)进行化学解堵实验；待所设定的化学解堵实验 时间结束时，再关闭油路控制阀、化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道 上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道(6)上所安装的液压油输送控制阀(8)且 开启水路控制阀和与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管 道(6)上所安装的液压油输送控制阀(8)，对经化学解堵实验后的被测试岩芯(1)进行水力 振荡；当需模拟先进行水力振荡再进行化学解堵时，则待所述泵送装置预运行结束后，先关 闭油路控制阀、化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产 生装置相接的液压油输送管道(6)上所安装的液压油输送控制阀(8)且开启水路控制阀和 与安装在所述输水管道上的水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道(6)上所安装的 液压油输送控制阀(8)，对处于污染状态的被测试岩芯(1)进行水力振荡实验；待所设定的 水力振荡实验时间结束时，再关闭油路控制阀、水路控制阀和与安装在所述输水管道上的 水力脉冲波产生装置相接的液压油输送管道(6)上所安装的液压油输送控制阀(8)且开启 化学试剂输送控制阀和与安装在所述化学试剂输送管道上的水力脉冲波产生装置相接的 液压油输送管道(6)上所安装的液压油输送控制阀(8)，通过自化学试剂存储罐输至岩芯 夹持器(2)内的化学解堵用化学试剂对经水力振荡且处于污染状态的被测试岩芯(1)进行 化学解堵实验；步骤五中进行水力脉冲辅助化学试剂解堵实验过程中，环压供给装置(4)始终处于开 启状态；步骤六、水驱实验并相应测得被测试岩芯(1)化学解堵后的水驱渗透率按照步骤203 所述的水驱替模拟实验方法，对步骤五中经水力脉冲辅助化学试剂解堵后的被测试岩芯 (1)进行水驱替模拟实验，并根据实验过程中所测得数据计算得出被测试岩芯(1)化学解 堵后的水驱渗透率；步骤七、更换被测试岩芯(1)，且重复步骤一至步骤六，分别对多个被更换的被测试岩 芯(1)进行动态模拟实验；多次动态模拟实验中，步骤五中所述水力脉冲波产生装置所产 生水力脉冲波的频率和振幅均不相同，则每一次进行水力脉冲辅助化学试剂解堵实验时， 在步骤501中均需对水力脉冲波产生装置所产生水力脉冲波的频率和振幅进行调整；步骤八、数据整理对步骤二中计算得出的被测试岩芯(1)的初始水驱渗透率、步骤四 中计算得出的被测试岩芯(1)污染后的水驱渗透率和步骤六中被测试岩芯(1)化学解堵后的水驱渗透率进行对比；同时，对步骤七中在 不同频率和不同振幅水力脉冲波振荡条件下 被测试岩芯(1)的水驱渗透率进行对比，并将对比结果进行同步记录。
全文摘要
本发明公开了一种水力脉冲辅助储层化学解堵实验装置及实验方法，其实验装置包括岩芯夹持器、环压供给装置、通过输送管道与岩芯夹持器进液口相接的化学试剂存储罐、储水罐和储油罐和与岩芯夹持器出液口相接的液体容器，输送管道上装有水力脉冲波产生装置；其试验方法包括步骤一、被测试岩芯预处理；二、水驱测岩芯初始渗透率；三、制造岩芯污染；四、水驱测岩芯污染后渗透率；五、水力脉冲辅助化学试剂解堵实验；六、水驱测岩芯解堵后渗透率；七、在不同频率、不同振幅水力脉冲波条件下进行水力脉冲辅助化学解堵实验；八、数据整理。本发明设计合理、布设方便、功能完善且操作简便、使用效果好，可在注水压力作用下实现化学解堵的脉冲波动化。
文档编号E21B43/27GK101985875SQ20101029588
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者吴飞鹏, 张更, 蒲春生, 许红星 申请人:中国石油大学(华东)